Předmět: Stavba mechanismů

» Seznam fakult » FS » KTS
Název předmětu Stavba mechanismů
Kód předmětu KTS/SM
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština, Angličtina
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Beran Jaroslav, prof. Ing. CSc.
  • Bílek Martin, doc. Ing. Ph.D.
  • Kovář Šimon, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Přednášky: Tematické celky: 1. Rozdělení mechanismů. Postup při návrhu mechanismu. Význam modelování mechanických soustav v konstrukci strojů. Počítačová podpora stavby mechanismů. Využití CAD systémů pro tvorbu modelu mechanis-mu. 2. Základní pojmy stavby kinematických řetězců. Nižší a vyšší kinematické dvojice. Stupeň volnosti kinematické dvojice. 3. Tvorba kinematických řetězců. Třídění kinematických řetězců. Volné řetězce, kinematické řetězce vázané s nuceným pohybem. Grübler-Čebyševova vazbová závislost. Strukturální analýza a optimalizace mechanismů. 4. Assurovy soustavové skupiny. Prostorové kinematické řetězce. Stupeň volnosti prostorových kinematických řetězců. Sférické mechanismy. 5. Trajektorie bodů mechanismu. Rovnice trajektorie obecného bodu těhlice čtyřkloubového a klikového mechanismu. Dvojné body, body vratu a samodotyku, jejich konstrukce a geometrická místa (kD - křivka). Věta Robertsova. 6. Pohybová transformace. Pojem transformačního úhlu mezi dvěma členy mechanismu. Průběhy a optimalizace transformačního úhlu u čtyřkloubového a klikového mechanismu. 7. Geometrická přesnost mechanismů. Analytické řešení. Pojem citlivostní funkce. Kinematická a silová metoda řešení geometrické přesnosti. Pojem náhradního mechanismu. 8. Dynamika mechanismů, analytické metody, využití Lagrangeovy rovnice II. druhu pro sestavení pohybových rovnic. 9. Kolokační a optimalizační metody syntézy mechanismů. Převodové a vodící mechanismy. 10. Dvě předepsané polohy útvaru. Konstrukce čtyřkloubového, klikového a kulisového mechanismu pro dvě konečné polohy útvaru. Předepsané soumezné polohy útvaru. 11. Tři předepsané polohy útvaru. Pojem pólového trojúhelníka a jeho vlastnosti. Syntéza mechanismu pro tři předepsané polohy útvaru. 12. Dvě a tři přiřazené polohy vahadel mechanismu, redukční metoda, analytické řešení. 13. Vačkové mechanismy. Zdvihové závislosti hnaného členu vačkového mechanismu a jejich optimalizace. Syntéza při předepsané zdvihové závislosti a při předepsaném průběhu zrychlení. 14. Výpočet obrysu vačky pro posuvný zvedák a vahadlo. Transformace polárních souřadnic obrysu vačky a jeho ekvidistanty. Silové poměry na vačce, transformační úhel a úhel tlaku. Cvičení : 1. Praktické modelování mechanismů v systému na řešení VMS. Základní principy sestavení matematického modelu. Fáze preprocesingu, vytvoření geometrického modelu tělesa soustavy, kinematické vazby, sestavení prostorového kinematického řetězce, typy a tvorba zatížení tělesa. Typy analýz a jejich volba. 2. Postprocesing. Zobrazení výsledků řešení, animace pohybu, analýza pohybu, trajektorie bodu, relativní a absolutní pohyb jednotlivých členů mechanismu. 3. Sestavení modelu vybraného mechanismu a jeho kinematické a dynamické řešení v softwaru pro VMS (MSC.Adams). 4. Stanovení stupně volnosti rovinného kinematického řetězce. Strukturální analýza osmi a desetičlenného mechanismu s nuceným pohybem. 5. Klasifikace kinematického řetězce z hlediska Assurových soustavových skupin. Tvorba řetězce připojením soustavové skupiny - využití pro algoritmizaci úloh. Stanovení stupně volnosti prostorového kinematického řetězce, návrh prostorového vázaného kinematického řetězce s nuceným pohybem. 6. Analýza trajektorie obecného bodu těhlice čtyřkloubového mechanismu. Určení bodu, jehož trajektorie ob-sahuje dvojné body resp. body vratu a samodotyku. Konstrukce dalších dvou čtyřkloubových mechanismů k danému mechanismu se shodnou trajektorií. 7. Stanovení průběhu transformačního úhlu a jeho optimalizace u kloubového a kulisového mechanismu. 8. Stanovení celkové chyby v poloze hnaného členu mechanismu dané výrobními nepřesnostmi jednotlivých členů mechanismu. Řešení různými metodami. Stanovení citlivostní funkce pro jednotlivé rozměry mecha-nismu.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 12 hodin za semestr
Výstupy z učení
Metody komplexního návrhu mechanismů a dílčích uzlů strojů, strukturální, typová a geometrická optimalizace mechanismů. Rovinné a prostorové kinematické řetězce. Geometrická přesnost polohy členu mechanismu, analýza trajektorií, transformační úhel. Grafické, analytické a počítačové metody syntézy mechanismů. Syntéza vačkových a speciálních mechanismů, návrh zdvihové závislosti, konstrukce vačky. Modelování mechanismů v softwaru MSC.ADAMS.
Student získá detailní znalosti o stavbě mechanismů.
Předpoklady
Nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška

Aktivní účast na cvičeních.Semestrální práce.
Doporučená literatura
  • ASHOK G. AMBEKAR. Mechanism and Machine Theory. 2013. ISBN 978-81-203-3134-1.
  • BRÁT, V.:. Maticové metody v analýze a syntéze prostorových vázaných mechanických systémů. Praha, ACADEMIA 1981..
  • Charvát, J. Mechanika II - Teorie mechanismů. Skripta VŠST, Liberec 1980. &, &.
  • JULIŠ, K. - BREPTA, R. Mechanika I. Díl. Praha, SNTL 1986..
  • KOLOC. Z. - VÁCLAVÍK, M. Vačkové mechanismy. Praha, SNTL 1988..
  • LUCK, K. - MODLER, H. Getriebetechnik - Analyse, Synthese, Optimierung. Berlin, Akademie Verlag, 1990.
  • Robert L. Norton. Design of Machinery. 2012. ISBN ISBN 978-0-07-352.
  • R.V. DUKKIPATI, J.S. RAO. Mechanism and Machine Theory. 2006. ISBN 81-224-0426-X.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr