ZADANIA (w danym zadaniu może występować jedno lub więcej zagadnień)

Transkrypt

1 EGZAMIN Z PKM (2014/2015, grupy: 13M13469) PRZYKŁADOWE TEMATY ZADAŃ I TESTÓW ZADANIA (w danym zadaniu może występować jedno lub więcej zagadnień) DOKŁADNOŚĆ ELEMENTÓW MASZYN 1. Obliczanie odchyłek lub wymiarów granicznych, oznaczenia na rysunkach technicznych 2. Obliczanie odchyłek i tolerancji wymiarów wynikowych w liniowych łańcuchach wymiarowych 3. Obliczanie wcisków lub luzów granicznych, średnich lub względnych 4. Dobór odchyłek oraz pasowań znormalizowanych dla połączenia z zadanymi wciskami lub luzami granicznymi WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA 1. Obliczanie naprężeń rozciągających i ściskających, zginających, skręcających lub ścinających w typowych elementach konstrukcyjnych 2. Cykle obciążeń zmiennych w czasie obliczanie ich parametrów (m.in. współczynnika asymetrii cyklu R) 3. Wyznaczanie promieni ρ i ρ m oraz współczynników α k, η, β p 4. Wyznaczanie współczynnika koncentracji naprężeń β oraz współczynnika skali γ 5. Wyznaczanie współczynnika bezpieczeństwa x z dla σ m (lub τ m ) = const 6. Wyznaczanie współczynnika bezpieczeństwa x z dla σ a /σ m (lub τ a /τ m ) = const 7. Rysowanie uproszczonego wykresu Smitha 8. Rysowanie uproszczonego wykresu Haigha POŁĄCZENIA SPAWANE 1. Obliczanie naprężeń w elementach rozciąganych ze spoinami doczołowymi lub pachwinowymi 2. Obliczanie naprężeń w elementach zginanych ze spoinami doczołowymi lub pachwinowymi 3. Obliczanie naprężeń w elementach skręcanych ze spoinami doczołowymi lub pachwinowymi 4. Obliczanie naprężeń w elementach ścinanych ze spoinami doczołowymi lub pachwinowymi 5. Obliczanie naprężeń w elementach zginanych i ścinanych ze spoinami doczołowymi lub pachwinowymi 6. Obliczanie naprężeń w elementach zginanych i skręcanych ze spoinami doczołowymi lub pachwinowymi POŁĄCZENIA KSZTAŁTOWE 1. Obliczanie nacisków w połączeniach wpustowych i wielowypustowych 2. Obliczanie nacisków w połączeniach wielobocznych 3. Obliczanie nacisków w połączeniach kołkowych i sworzniowych 4. Obliczenia wymiarów sworzni pasowanych i z dużymi luzami POŁĄCZENIA ŚRUBOWE 1. Obliczanie momentu oporowego podczas dokręcania lub odkręcania nakrętki lub śruby 2. Obliczanie momentu tarcia pomiędzy łbem lub nakrętką a powierzchnią oporową 3. Obliczanie kąta γ, pozornego kąta tarcia oraz sprawności gwintu 4. Obliczanie naprężeń w śrubach obciążonych siłą osiową i momentem skręcającym 5. Dobór średnicy śruby obciążonej siłą ściskającą (wyboczenie bez lub ze zginaniem) 6. Dobór średnicy śruby łączącej blachy lub inne elementy obciążone poprzecznie do osi śruby 7. Obliczanie wysokości nakrętki ze względu na naciski powierzchniowe ŁOŻYSKA TOCZNE 1. Dobór łożysk wg katalogów 2. Obliczanie siły zastępczej dla obciążeń złożonych ze składowej promieniowej i osiowej

2 3. Obliczanie siły zastępczej dla obciążeń zmiennych w czasie 4. Dobór nośności ruchowej i spoczynkowej łożyska tocznego 5. Obliczanie trwałości w milionach obrotów łożyska na podstawie liczby godzin jego pracy 6. Warunek prawidłowego doboru łożyska tocznego; jak ustalić wykładnik potęgowy p 7. Dobór łożysk skośnych lub stożkowych zabudowanych w układzie X lub O obciążonych zewnętrzną siłą wzdłużną i siłami promieniowymi SPRZĘGŁA I HAMULCE 1. Obciążenia działające w sprzęgłach 2. Obliczanie wymiarów, nacisków powierzchniowych i naprężeń w elementach składowych sprzęgieł sztywnych 3. Obliczenia sił i naprężeń w hamulcach taśmowych 4. Obliczenia sił i naprężeń w hamulcach klockowych PRZEKŁADNIE MECHANICZNE 1. Obliczanie wymiarów wykonawczych kół zębatych na podstawie zadanych podstawowych parametrów, takich jak m, h a *, c*, z, x, α, ψ 2. Dobór modułu kół zębatych z zębami skośnymi na podstawie zadanej odległości osi oraz niektórych innych parametrów przekładni 3. Obliczanie momentu napędowego i mocy przenoszonych na wał końcowy przekładni 4. Dobór parametrów przekładni lub motoreduktora na podstawie katalogu TEST DOKŁADNOŚĆ ELEMENTÓW MASZYN 1. Nazewnictwo i oznaczenia wymiarów oraz odchyłek 2. Definicje odchyłek i tolerancji wymiarowej 3. Tolerowanie w głąb materiału sposoby oznaczeń na rysunkach 4. Zasada podstawowego wałka lub otworu 5. Definicje oznaczeń stosowanych w pasowaniach określających położenia pól tolerancji 6. Zasada stałego wałka lub otworu 7. Pasowania łożysk tocznych 8. Sposoby oznaczania chropowatości powierzchni na rysunkach technicznych 9. Sposoby oznaczania odchyłek położenia i kształtu powierzchni na rysunkach technicznych 10. Rodzaje zamienności wymiarowej części maszyn WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA 1. Typowe cykle zmęczeniowe, parametry je opisujące, współczynnik asymetrii cyklu R 2. Wykres Wöhlera, wytrzymałość zmęczeniowa nieograniczona i ograniczona 3. Wykres Smitha, układ osi, wykreślanie krzywych granicznych 4. Wykres Haigha, układ osi, wykreślanie krzywych granicznych 5. Wyznaczanie współczynnika koncentracji naprężeń β wywołanych działaniem karbu 6. Definicje współczynników ρ m, α k, η, β p potrzebnych do wyznaczania współczynnika β 7. Znaczenie i sposób wyznaczania współczynnika wielkości przedmiotu γ 8. Możliwe sposoby narastania naprężeń względem ich wartości nominalnych 9. Wzory na współczynnik bezpieczeństwa x z (inne oznaczenia, to δ lub S) 10. Od czego zależy wymagany współczynnik bezpieczeństwa x zwym 11. Hipoteza Palmgrena Minera dotycząca kumulacji mikrouszkodzeń zmęczeniowych WAŁY I OSIE 1. Rozwiązania konstrukcyjne 2. Metodyka konstruowania wałów maszynowych (stopniowanie)

3 3. Obliczenia wytrzymałościowe 4. Konstruowanie minimalizujące efekt koncentracji naprężeń 5. Zjawiska rezonansowe wirujących wałów KLASYFIKACJA POŁĄCZEŃ POŁĄCZENIA SPAWANE 1. Rodzaje spoin; sposób ich oznaczania na rysunkach technicznych 2. Rodzaje złączy spawanych 3. Metody technologiczne wykonywania połączeń spawanych 4. Jakie materiały mogą być spawane 5. Odkształcenia i naprężenia resztkowe powstające w elementach konstrukcyjnych po spawaniu 6. Warunki wytrzymałościowe dla połączeń spawanych doczołowych 7. Warunki wytrzymałościowe dla połączeń spawanych pachwinowych 8. Obliczanie naprężenia dopuszczalnego dla spoiny; od czego ono zależy 9. Sposób wyznaczania grubości spoin doczołowych 10. Sposób wyznaczania grubości spoin pachwinowych 11. Konstrukcje spawane blachownicowe 12. Spawanie zbiorników ciśnieniowych POŁĄCZENIA ZGRZEWANE, LUTOWANE, KLEJONE 1. Rodzaje połączeń spójnościowych 2. Metody technologiczne 3. Metody obliczeń projektowych POŁĄCZENIA NITOWE 1. Klasyfikacja połączeń nitowych 2. Rodzaje nitów 3. Współczesne formy nitów 4. Sposoby nitowania 5. Obliczenia wytrzymałościowe połączeń nitowych POŁĄCZENIA KSZTAŁTOWE 1. Klasyfikacja połączeń kształtowych 2. Połączenia wpustowe z wpustami pryzmatycznymi; rodzaje, warunki wytrzymałościowe i sposób doboru, pasowania 3. Połączenia z wpustami czółenkowymi; rodzaje, warunki wytrzymałościowe i sposób doboru 4. Warunek na naciski powierzchniowe w połączeniach wpustowych 5. Zastosowanie połączeń wpustowych z wpustami pryzmatycznymi 6. Zastosowanie połączeń wpustowych z wpustami czółenkowymi 7. Połączenia wielowypustowe; rodzaje, warunki wytrzymałościowe i sposób doboru, pasowania 8. Połączenia wieloboczne; rodzaje, sposób projektowania, pasowania 9. Warunek na naciski powierzchniowe w połączeniach wielobocznych 10. Połączenia sworzniowe; odmiany konstrukcyjne, sposób doboru, pasowania 11. Warunek na naciski powierzchniowe w połączeniach sworzniowych 12. Warunek wytrzymałościowy dla sworznia luźnego 13. Warunek wytrzymałościowy dla sworznia z luzami pozwalającymi na obracanie się i z wciskami 14. Materiały stosowane na połączenia kształtowe 15. Wymagania co do stanu warstw wierzchnich połączeń kształtowych POŁĄCZENIA WCISKOWE 1. Metody uzyskiwania połączeń wciskowych

4 2. Podstawowe metody obliczeniowe, podatność złącza 3. Wpływ temperatury i obrotów POŁĄCZENIA ŚRUBOWE 1. Linia śrubowa, podziałka, krotność gwintu; wzór na kąt pochylenia γ 2. Rodzaje gwintów, oznaczenia 3. Kąt pochylenia powierzchni roboczej α dla różnych gwintów 4. Definicja i wzór na pozorny współczynnik tarcia lub kąt tarcia dla gwintu 5. Model połączenia gwintowego dla dokręcania nakrętki względem śruby 6. Model połączenia gwintowego dla odkręcania nakrętki 7. Moment oporu pomiędzy zwojami gwintu nakrętki i śruby 8. Moment tarcia pomiędzy łbem lub nakrętką a powierzchnią oporową 9. Sprawność gwintu 10. Definicja i warunek samohamowności 11. Metody zabezpieczeń przed samoluzowaniem się połączeń śrubowych 12. Naprężenia w śrubach obciążonych siłą osiową i momentem dokręcania lub odkręcania 13. Projektowanie śrub obciążonych siłą ściskającą 14. Warunek prawidłowej współpracy nakrętki i śruby ze względu na naciski powierzchniowe 15. Śruby jako elementy układów podatnych wstępnie napiętych (np. jak w połączeniu kołnierzowo-śrubowym) 16. Połączenia śrubowe obciążone siłami poprzecznymi 17. Zginanie śrub wywołane błędami wykonawczymi lub odkształceniami ELEMENTY SPRĘŻYSTE 1. Rodzaje elementów sprężystych 2. Obliczenia i dobór sprężyn śrubowych 3. Materiały sprężyn 4. Sprężyny progresywne i inne z nieliniowymi charakterystykami 5. Łączenie równoległe i szeregowe sprężyn 6. Sprężyny talerzowe - charakterystyki, zastosowanie 7. Sprężyny pneumatyczne ŁOŻYSKA ŚLIZGOWE 8. Rodzaje łożysk ślizgowych 9. Teoria tarcia, tribologia 10. Tarcie suche, płynne, graniczne. Tarcie toczne 11. Własności smarów i olejów 12. Tarcie hydrodynamiczne; przyczyna oporu 13. Liczba Sommerfelda, liczba Herseya 14. Wykres Stribecka - zależność oporów od prędkości obrotowej lub od prędkości poślizgu 15. Efekt klina smarnego; warunki uzyskania 16. Efekt wyciskania smaru; warunki uzyskania 17. Równanie Reynoldsa 18. Zalety i wady łożysk ślizgowych w porównaniu z łożyskami tocznymi ŁOŻYSKA TOCZNE 1. Rodzaje łożysk tocznych 2. Rodzaje elementów tocznych 3. Zasady oznaczania łożysk 4. Zalety i wady łożysk tocznych 5. Przegląd rozwiązań konstrukcyjnych 6. Nośność ruchowa i spoczynkowa 7. Siła zastępcza

5 8. Trwałość łożysk 9. Obroty graniczne 10. Metodyka doboru łożysk wg katalogów; oznaczenia łożysk i ich podstawowe wymiary 11. Definicja trwałości wymaganej ułożyskowania L wym i L h oraz trwałości obliczonej dla łożyska dobranego wg katalogu 12. Siła zastępcza dla obciążeń złożonych ze składowej promieniowej i osiowej 13. Obliczanie siły zastępczej dla obciążeń zmiennych w czasie 14. Nośność ruchowa i spoczynkowa łożyska tocznego 15. Warunek prawidłowego doboru łożyska tocznego 16. Zabudowa łożysk skośnych lub stożkowych w układzie X lub O; zastosowanie 17. Pasowania czopów i obudów dla łożysk tocznych SPRZĘGŁA MECHANICZNE 1. Klasyfikacja sprzęgieł mechanicznych 2. Budowa i działanie sprzęgieł nierozłącznych 3. Kompensacja osiowa (sprzęgło krzyżakowe Oldhama) i kątowa (sprzęgło Cardana); kinematyka sprzęgła krzyżakowego i sprzęgła Cardana 4. Rozruch sprzęgła nierozłącznego; współczynnik przeciążenia K 5. Konstruowanie i obliczanie sprzęgieł sztywnych 6. Sprzęgła podatne; zasada działania, pętle histerezy, rozwiązania konstrukcyjne 7. Budowa i działanie sprzęgieł sterowanych i samoczynnych 8. Sprzęgła kłowe i zębate; działanie synchronizatora 9. Sprzęgła cierne; zasada działania, obliczenia, rozwiązania konstrukcyjne 10. Rozruch sprzęgła ciernego; równania rozruchu, redukcja mas i momentów bezwładności do walu sprzęgła 11. Konstruowanie i obliczanie sprzęgieł ciernych wielopłytkowych 12. Sprzęgła bezpieczeństwa, sprzęgła jednokierunkowe 13. Sprzęgła hydrauliczne, elektromagnetyczne i inne; działanie, rozwiązania konstrukcyjne 14. Dobór sprzęgieł wg katalogów HAMULCE 1. Klasyfikacja hamulców 2. Hamulce taśmowe; wzór Eulera-Eytelweina, hamulec zwykły, sumowy i różnicowy 3. Obliczanie hamulca taśmowego sumowego, zwykłego i różnicowego 4. Wady i zalety hamulców taśmowych 5. Hamulce bębnowe ze szczękami zewnętrznymi - klocki sztywne i przegubowe 6. Rozkłady nacisków, możliwość zakleszczania 7. Materiały elementów ciernych 8. Hamulce tarczowe i wzdłużne (z poosiową siłą hamującą) 9. Obliczanie hamulca z promieniową siłą hamującą 10. Dobór hamulców wg katalogów PRZEKŁADNIE MECHANICZNE 1. Klasyfikacja przekładni mechanicznych 2. Przekładnie pasowe; rodzaje pasów 3. Metody projektowania przekładni pasowych z pasami gładkimi (płaskimi i klinowymi) 4. Metody projektowania przekładni pasowych z pasami zębatymi 5. Przekładnie łańcuchowe 6. Przekładnie cierne bezpośrednie; wariatory (CVT) 7. Klasyfikacja przekładni zębatych ze względu na wzajemne usytuowanie osi 8. Klasyfikacja przekładni zębatych ze względu na kształt zarysu boku zęba 9. Klasyfikacja przekładni zębatych ze względu na kształt linii zęba

6 10. Podstawowe zasady projektowania zazębienia 11. Zazębienie cykloidalne i ewolwentowe (wady, zalety) 12. Geometria zazębienia ewolwentowego; odcinek przyporu, podziałka, moduł, stopień pokrycia 13. Budowa i podstawowe parametry koła zębatego; jakie są ich typowe wartości 14. Podstawowe zależności geometryczne dla koła zębatego walcowego (p = m, d = zm, ) 15. Metody kształtowe wykonywania kół zębatych 16. Metody obwiedniowe wykonywania kół zębatych 17. Zębatka Maaga, koło Fellowsa, frez ślimakowy; kinematyka, możliwość podcięcia stopy zęba 18. Liczba graniczna zębów ze względu na podcięcie 19. Rodzaje korekcji kół zębatych 20. Korekcja P0 i P - technologiczna i konstrukcyjna; ograniczenia korekcji 21. Przekładnie walcowe o zębach skośnych 22. Czołowy i skokowy stopień pokrycia 23. Dobór kąta pochylenia linii zęba i szerokości wieńca 24. Rozkład sił działających na koło zębate walcowe z zębami skośnymi 25. Rodzaje zniszczeń kół zębatych 26. Warunki wytrzymałościowe na pitting i na zginanie metody podstawowe i wg ISO 27. Przekładnie zębate stożkowe; geometria, przełożenie kinematyczne i czołowe, zastępcza liczba zębów. 28. Wykonanie kół zębatych stożkowych - metoda Gleasona, Oerlikona, frez Klingelnberga 29. Rozwiązania konstrukcyjne przekładni walcowych i stożkowych 30. Przekładnie ślimakowe; wady, zalety, zastosowanie, rozwiązania konstrukcyjne 31. Przekładnie obiegowe; wyznaczanie przełożenia (metoda Willisa), kinematyka, zastosowania ZASADY KONSTRUOWANIA 1. Zasady i przebieg konstruowania 2. Ocena konstrukcji 3. Optymalizacja konstrukcji 4. Zasady normalizacji i unifikacji konstrukcji 5. Wspomaganie komputerowe procesu konstruowania LITERATURA 1. Dietrich M. (red), Podstawy konstrukcji maszyn, Warszawa, 2003, WNT 2. Osiński Z. (red), Podstawy konstrukcji maszyn, Warszawa, 1999, PWN 3. Skoć A., Spałek J., Markusik S. Podstawy konstrukcji maszyn, Warszawa, 2008, WNT 4. Osiński Z., Bajon W., Szucki T., Podstawy konstrukcji maszyn, Warszawa, 1986, PWN 5. Ryś J., Skrzyszowski Z., Podstawy konstrukcji maszyn. Zbiór zadań. Cz. I (2001), cz. II (2003), Wyd. Politechniki Krakowskiej 6. Mazanek E. (red), Przykłady obliczeń z PKM, Warszawa, 2005, WNT 7. Ryś J., Trojnacki A., Laboratorium podstaw konstrukcji maszyn, Kraków, 2010, Wyd. PK 8. Ochęduszko K., Koła zębate, t.1, Warszawa, 1985, WNT