Kursplan för Maskinelement

Redogöra för de olika maskinelementens principiella funktionssätt och karaktäristiska egenskaper. Tillämpa beräkningsmetoder och dimensioneringskriterier för de behandlade maskinelementen. Välja lämpligt maskinelement och utförande beroende på förutsättningar och driftssituation. Konstruera önskade funktioner med de behandlade maskinelementen. Identifiera möjligheter till konstruktionsförbättringar genom korrekt användning av de behandlade maskinelementen. Presentera genomförda analyser och beräkningar från konstruktionsövningar i tekniska beräkningsrapporter. Rullningslager (inkl axelutformning) Konstruera en lagring (med styr- och frigående lager eller med koniska lager). Konstruera en axel med hänsyn till utmattning och kälverkan (spänningskoncentrationer, yt- och dimensionsfaktor). Beskriva olika principer för hur man fixerar lager. Välja lagertyp beroende på tillämpning (kul-, rull-, sfäriska-, koniska- eller vinkelkontakt-lager). Beskriva de främsta för och nackdelarna med rullningslager jämfört med glidlager. Förklara hur yttre laster kan omsättas till lokala materialpåkänningar som kan leda till utmattning. Förklara varför att tätningar krävs. Beräkna ekvivalent lagerlast, P. Beräkna lagerlivslängd, nominell enligt ISO och enligt den nya teorin med hänsyn till smörjförhållanden (a_SKF ). Beräkna livslängd för lagerkomplex. Beräkna livslängd vid olika efterfrågade överlevnadssannolikheter. Beräkna livslängd vid varierande last. Beräkna radiallast (medel) vid roterande laster. Hydrodynamisk smorda (glid)lager Förklara hur Reynold's ekvation kan användas för att härleda bärighet för hydrodynamiskt smorda lagringar. Beskriva de främsta för och nackdelarna med glidlager jämfört med rullningslager. Beräkna relevanta storheter för hydrodynamiskt smorda block- och radiallager med hjälp av diagram. Konstruera en hydrodynamisk glidlagring genom att hantera konstruktionsparametrar (och dimensionslösa grupper). Skruvförband Beskriva allmänna definitioner, begrepp och standards. Beskriva gängans geometri och friktionens varierande. Förklara skruvförbands funktion och princip genom att upprätta ett principiellt F,δ-diagram. Förklara hur man genom förspänning kan omfördela en yttre pålagd last i ett skruvförband samt hur inverkan av styvheter styr detta fenomen. Förklara skillnaden mellan beräkningsmässiga och konstruktionsmässiga styvheter. Beräkna skruvstyvhet och underlagsstyvhet. Beräkna förspänningskraft, skruvkraft och underlagskraft. Beräkna när glapp inträder och kompensera för detta. Förklara hur sättning påverkar skruvförband. Välja olika hållfasthetsklasser på skruvar (kvalitetsklasser, 4.6, 8.8, 10.9, 12.9) med hänsyn till utmattning (mitt- och amplitudspänningar). Förklara skillnader, för- och nackdelar med de olika hållfasthetsklasserna. Beräkna uppkomna relevanta spänningar i skruvförband. Modifiera skruvförband med livslängds-förbättrande åtgärder om risk för utmattning föreligger. Beräkna erforderlig axialkraft och åtdragningsmoment. Förklara och kunna tillämpa hur man konservativt dimensionerar om friktionen varierar alternativt hur man förspänner skruvförband i dessa fall. Fjädrar Förklara hur elastiska deformationer och spänning utnyttjas för energilagring eller kraftupptagning. Beskriva standards för utformning och dimensionering (utmattning). Kunna tillämpa tillvägagångssätt vid dimensionering. Välja mellan utförandeformer (geometrisk, ändar, kulbombning). Beräkna uppkomna spänningar, skjuv- och effektiv- (pga krökning). Konstruera en lämplig fjäder utgående från randvillkor för funktion. Beräkna erforderlig linjär fjäderkonstant och förspänning för samma applikation. Beräkna fri längd och risk för knäckning. Remväxlar (remtransmissioner) Beskriva olika remtyper och standards. Beskriva olika varianter av förspänning för remväxlar. Olika möjliga konstruktionssätt/principer. Förklara de främsta för- och nackdelarna med remväxlar jämfört med kuggväxlar. Förklara varför/att utväxlingen för en remväxel ej är helt exakt/synkron. Beräkna relevanta storheter ur remväxelns geometri (axelavstånd, remlängd, omslutningsvinklar mm) Kunna tillämpa (teckna) moment- och effektjämvikter. Förklara att en remväxel är en kraftbetingad transmission och som därför kräver förspänning. Beräkna erforderlig förspänning. Härleda (bevisa) kraftvariation längs en flatrem. Tillämpa Eytelweins ekvation. Beräkna när slirning inträder. Förklara vad begreppen glidzon och vilozon innebär. Förklara hur det skenbara friktionstalet används för kilrem. Beräkna belastningsgraden. Kuggväxlar (kuggtransmissioner) Beskriva tillverkningsmetoder. Beskriva geometriska standards och standards för hållfasthetsdimensionering. Förklara de främsta för- och nackdelarna med kuggväxlar jämfört med remväxlar. Beräkna utväxling. Förklara begreppet "Involuta". Beräkna referensaxelavstånd. Kunna tillämpa Fölmer's ekvation. Konstruera en pricipiell växellåda med flera växelsteg på två parallella axlar Beräkna axelavstånd och ingreppsvinkeln för samverkande kugghjul. Förklara vad profilförskjutning innebär och hur detta används (positiv ger starkare kugg). Förklara kriterierna för spetskugg och underskärning. Beräkna ingreppstal och om risk för interferens föreligger. Bromsar Beskriva utförandeformer av block, skiv-, back- och bandbromsar (mycket stora likheter med kopplingar). Förklara de främsta för- och nackdelarna för back- respektive skivbromsar. Kunna tillämpa erforderliga ekvationer för att beskriva ett inbromsningsförlopp. Kunna tillämpa Archard's nötningslag för att beräkna tryckfördelningen pga slitage i skiv- och backbromsar. Kunna tillämpa jämvikter för bromsar med (yt)integraler. Beräkna bromsmoment, ansättningskraft samt ansättningskraftens läge. Kunna tillämpa energi- eller effektbalans för att beräkna temperaturökningen i en broms. Förklara hur ett fordons rörelseekvationer omfördelar kontaktkrafter och att bromsmomenten måste anpassas för att bibehålla stabilitet.