Detail předmětu
Konstruování strojů - strojní součásti (strojLAB)
FSI-5KL 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. Oproti předmětu 5KS Konstruování strojů – strojní součásti se předmět 5KL Konstruování strojů – strojní součásti (strojLAB) liší charakterem cvičení. Cvičení jsou realizována ve strojLABu a jsou zaměřena na řešení praktických problémů na reálných strojních uzlech s využitím zkušebních přípravků. Studenti v nich kombinují výpočty, experimenty a jednoduché výrobní/technologické úkony, čímž systematicky propojují teorii s praxí.
Garant předmětu
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
čeština
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,
- navrhnouta 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-KSI-P: Konstrukční inženýrství, bakalářský
obor ---: bez specializace, 6 kredity, povinný
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
obor CZS: Předměty zimního semestru, 6 kredity, 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
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvod do konstruování. Mezní stavy, návrhový součinitel, součinitel bezpečnosti.
- Porušování způsobené statickým zatěžováním. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.
- Osy a hřídele. Spoje hřídelem s nábojem.
- Povrchy strojních součástí. Kontakt těles. Tření, mazání a opotřebení.
- Valivá ložiska. Vztah mezi zatížením, trvanlivostí a spolehlivostí. Kombinované a proměnlivé zatížení.
- Modifikovaná rovnice trvanlivosti. Kuželíková ložiska. Mazání ložisek a konstrukce uložení.
- Rozdělení spojů. Pohybové šrouby. Spojovací šrouby.
- Předepjaté šroubové spoje. Nýtové spoje.
- Svarové, pájené a lepené spoje.
- Šroubovité tlačné, tažné a zkrutné pružiny. Talířové a listové pružiny.
- Teorie hydrodynamického mazání. Radiální kluzná ložiska s hydrodynamickým mazáním.
- Radiální kluzná ložiska s tlakovým oběhovým mazáním. Radiální kluzná ložiska s mezným mazáním.
- Rekapitulace a příprava ke zkoušce.
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Polohovací stolek se čtyřmi šroubovými zvedáky – systém jako celek.
- Polohovací stolek – kinematická a statická analýza uzlu.
- Šneková hřídel zvedáku – pevnostní a deformační analýza.
- Šneková hřídel zvedáku – únavové namáhání a životnost.
- Šneková hřídel – spojení hřídele s nábojem a uložení. Zápočtový test.
- Šneková hřídel – valivá ložiska v reálném uložení.
- Vřeteno šroubového zvedáku – pohybový šroub.
- Předepjaté šroubové spoje.
- Šroubové a svarové spoje.
- Šroubové pružiny – výroba pružiny ve strojLABu.
- Šroubové pružiny – testování pružiny ve strojLABu. Zápočtový test.
- Kluzná ložiska – hydrodynamické mazání.
- Kluzná ložiska – mezné mazání.