Detail předmětu

Konstruování strojů - strojní součásti

FSI-5KS-A Ak. rok: 2026/2027 Zimní semestr

Klíčový předmět strojního inženýrství zaměřený na návrh a posouzení základních strojních součástí a spojů z hlediska funkce, pevnosti a životnosti. Studenti se naučí metodiku konstrukčního a pevnostního návrhu os a hřídelí, uložení, spojů a pružin s využitím norem a doporučení z inženýrské praxe. Předmět systematicky propojuje znalosti z mechaniky, pružnosti a pevnosti a materiálového inženýrství do ucelené metodiky návrhu strojních uzlů na bakalářské úrovni.

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Prerekvizity

Student musí před zápisem předmětu:

  • mít složenou zkoušku z předmětu Pružnost a pevnost I (4PP, 4PP-A),
  • ovládat základy mechaniky a pružnosti a pevnosti (rovnováha soustav, vnitřní účinky v prutech, napětí, deformace, základní napěťové stavy, základy únavy materiálu),
  • znát základní strojírenské materiály a jejich mechanické vlastnosti,
  • ovládat technické kreslení podle ČSN/ISO,
  • zvládat běžné inženýrské výpočty (jednotky, přepočty, čtení tabulek, diagramů a norem).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je zakončen vykonáním zkoušky po předchozím udělení zápočtu.

Zápočet potvrzuje, že se student aktivně účastnil práce během semestru a byl schopen správně a samostatně řešit zadané úlohy. Podmínkou udělení zápočtu je získání alespoň 50 bodů z maximálního počtu 100 bodů, které může student získat ve dvou testech konaných během semestru ve cvičeních. Body získané v průběhu semestru se nepřenášejí ke zkoušce.

Zkouškou se ověřuje komplexní zvládnutí látky vymezené v kartě předmětu a schopnost získané poznatky samostatně a tvůrčím způsobem aplikovat. Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část zkoušky je povinná pro všechny studenty, probíhá prezenčně a trvá 90 minut. Písemná část je hodnocena v rozmezí 0 až 100 bodů; pro úspěšné složení zkoušky musí student získat alespoň 50 bodů.

Ústní část zkoušky je dobrovolná. Mohou ji absolvovat pouze studenti, kteří v písemné části dosáhli 80–89 bodů a chtějí zlepšit hodnocení z klasifikačního stupně B na A. Výsledek ústní části může vést ke změně klasifikačního stupně z B na A, nebo ke zachování stupně B. Studenti, kteří v písemné části dosáhnou 90–100 bodů, jsou hodnoceni klasifikačním stupněm A bez absolvování ústní části. Celkové hodnocení předmětu je vyjádřeno klasifikačním stupněm ECTS podle Studijního a zkušebního řádu VUT.

Jazyk výuky

angličtina

Cíl

Cílem předmětu je poskytnout studentům základy pevnostního a konstrukčního návrhu strojních součástí pro samostatný návrh a posouzení základních strojních uzlů. Důraz je kladen na vztah mezi zatížením, materiálem, tvarem a spolehlivostí, na návrh proti porušení a na aplikaci norem a výpočtových postupů.

Po úspěšném absolvování předmětu bude student schopen:

- vysvětlit mechanismy a příčiny porušování základních strojních součástí při statickém i únavovém zatížení, včetně vlivu materiálu, povrchu, tření a mazání,

-navrhnout a zkontrolovat základní strojní součásti – spoje, mechanické pružiny, uložení a těsnění,

- zvolit vhodný typ součásti, materiál a způsob uložení s ohledem na funkci, životnost, bezpečnost, vyrobitelnost a údržbu,

- integrovat navržené součásti do jednoduchých strojních uzlů a sestav a ověřit jejich funkci pomocí výpočtu.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-STI-A: Fundamentals of Mechanical Engineering, bakalářský
obor ---: bez specializace, 6 kredity, povinný

Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský
obor ---: bez specializace, 6 kredity, povinně volitelný

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
obor STI: Základy strojního inženýrství, 6 kredity, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Osnova


  1. Úvod do konstruování. Mezní stavy, návrhový součinitel, součinitel bezpečnosti.

  2. Porušování způsobené statickým zatěžováním. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.

  3. Osy a hřídele. Spoje hřídelem s nábojem.

  4. Povrchy strojních součástí. Kontakt těles. Tření, mazání a opotřebení.

  5. Valivá ložiska. Vztah mezi zatížením, trvanlivostí a spolehlivostí. Kombinované a proměnlivé zatížení. Modifikovaná rovnice trvanlivosti.

  6. Kuželíková ložiska. Mazání ložisek a konstrukce uložení.

  7. Rozdělení spojů. Pohybové šrouby. Spojovací šrouby.

  8. Předepjaté šroubové spoje. Nýtové spoje.

  9. Svarové, pájené a lepené spoje.

  10. Šroubovité tlačné, tažné a zkrutné pružiny. Talířové a listové pružiny.

  11. Teorie hydrodynamického mazání. Radiální kluzná ložiska s hydrodynamickým mazáním.

  12. Radiální kluzná ložiska s tlakovým oběhovým mazáním. Radiální kluzná ložiska s mezným mazáním.

  13. Potrubí a armatury, rekapitulace a příprava ke zkoušce.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova


  1. Analýza napětí a deformací.

  2. Porušování způsobené statickým zatěžováním.

  3. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním. Kontrola deformací a kmitání hřídelí.

  4. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.

  5. Návrh a kontrola hřídele k meznímu stavu únavy.

  6. Spojení hřídele s nábojem. Zápočtový test.

  7. Návrh valivých ložisek pro uložení hřídele.

  8. Šrouby zatěžované v ose šroubu.

  9. Šroubové spoje zatěžované proměnným zatěžováním. Šroubové spoje zatížené kolmo k ose šroubu.

  10. Svarové spoje.

  11. Šroubové pružiny.

  12. Kluzná ložiska. Zápočtový test.

  13. Kluzná ložiska.