Detail předmětu

Konstruování strojů - strojní součásti

FSI-5KS-AAk. rok: 2026/2027

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.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Zajišťuje ústav

Nabízen zahraničním studentům

Pouze domovské fakulty

Vstupní znalosti

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).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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.

Učební cíle

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.

Studijní opory

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

BUDYNAS, Richard G. a J. Keith NISBETT. Shigleyho konstruování strojních součástí. 2. vyd. Odborní editoři Martin HARTL a Miloš VLK. Brno: VUTIUM, 2023. 1296 s. ISBN 978-80-214-5471-2. (CS)

Doporučená literatura

BUDYNAS, Richard G. a J. Keith NISBETT. Shigley’s mechanical engineering design. 2024 release. [S.l.]: McGraw-Hill Education, 2024. 1120 s. ISBN 9781266929892. (EN)
NORTON, Robert L. Machine design: An integrated approach. 4th ed. Boston: Prentice Hall, 2010. ISBN 01-361-2370-8. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-MET-P bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program B-STI-A bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-ZSI-P bakalářský

    specializace STI , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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

Vyučující / Lektor

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.