Course syllabus

Kurs-PM 

MMF294  Konstruktionsteknik lp1 HT23 (7,5 hp)
Kursen ges av institutionen för Industri- och materialvetenskap (IMS)

 

Kontaktuppgifter

Magnus Evertsson, föreläsare, lärare och examinator, del A (0121 och 0221) Maskinelement
Håkan Almius, föreläsare, lärare och examinator, del B (0215) CAD-modellering

 

Kursens syfte

Kursen Konstruktionsteknik för TD består av två moment, Maskinelement och CAD-modellering.

 

Del A, Maskinelement, 0121 och 0221, 4.5 hp

Momentet Maskinelement (del A, 0121, 3.0 hp) ger grundläggande kunskaper om några utvalda och vanligen förekommande maskinelement. Genom att kombinera kunskaper från tidigare kurser (mekanik, hållfasthetslära och materialteknik) med nya lär sig studenterna att beräkna prestanda hos maskintekniska system och komponenter.

 

 

Maskinelementen används för att skapa funktioner som efterfrågas i produktutvecklingsprocessen när man skapar och utformar en produkt. När ett maskinelement är valt så kan olika typer av dimensionerings- eller livslängdsberäkningar göras. Kursen ger kunskap om hur de grundläggande beräkningarna kan utföras. I många fall är dimensioneringsarbetet iterativt och det kan finnas alternativa lösningar.

Maskinelement är ofta standardiserade komponenter som kan köpas av leverantörer. Vissa av dess lagerhålls medan vissa är beställningsvara och tillverkas efter beställning. Vissa komponenter kan klassas som maskinelement men utformningen kan vara så specifik att ingen leverantör har denna som beställningsbar produkt, utan den måste special-tillverkas efter ritning.

Det finns ett mycket stort antal maskinelement och i denna kurs har vi valt att behandla:

• Skruvförband (enkla, höghållfasta, gängans mekanik)
• Fjädrar
• Rotationssymmetriska press- och krympförband (innefattar expanderande, kompressibla och koniska förband)
• Rullningslager
• Axelkopplingar (kläm-, kil-, bom-, spårrings-, pinnförband)
• Bromsar (friktionskopplingar)
• Rem- och kuggväxlar

I kursen kommer de valda maskinelementen att introduceras och funktionssättet att beskrivas rent principiellt. Relativt enkla, men mycket användningsbara, modeller över funktionssättet kommer att gås igenom och/eller härledas. Dessa modeller resulterar i matematiska uttryck som används i grundläggande val och dimensioneringsarbetet vid produktutveckling.

Lärandemålen nedan beskriver i detalj vad du som student skall kunna utföra efter genomgången kurs. Notera att lärandemålen spänner över olika abstraktionsnivåer, från ”identifiera”, ”beskriva”, ”beräkna”, ”jämföra” till ”argumentera”.

I momentet 0221 Inlämningsuppgifter (1.5 hp) tillämpar vi de kunskaper som presenteras i moment 0121 (föreläsninar+tentamen). Det kommer att vara totalt tre stycken inlämningsuppgifter.

 

Del B, CAD-modellering, 0321, 3.0hp

Momentet CAD-modellering (0321) ger grundläggande kunskaper i CAD-modellering.

I CAD-delen av kursen får Du bekanta dig med ett avancerat CAD-system (CATIA) och skapa detaljer, göra sammanställningar och skapa tekniska ritningar på grundläggande nivå. Teorin kring tekniska ritningar behandlas också, dvs. vyplacering, måttsättning och toleranser.

 

Schema

Schema för MMF294 i TimeEdit

Schema för MMF294 i TimeEdit (2024)

 

Figuren nedan ger en översikt över hur aktiviteterna i de olika delarna (A och B) är planerade under kursens gång.

 

 

 

 

Kurslitteratur

Del A, Maskinelement:

• Lärobok som rekommenderas :
  Maskinelement av Mart Mägi, Kjell Melkersson och Magnus Evertsson. Studentlitteratur, 2017,.ISBN 9789144109053
• SKF:s huvudkatalog, delas ut gratis
• Övningsexempel i maskinelement, delas ut via Canvas 
• Eventuellt övrigt material, formelsamling, tabeller, etc, delas ut via Canvas

Läroboken finns att köpa på Cremona. SKF:s huvudkatalog delas ut gratis och övrigt material läggs ut på kurshemsidan.

 

Kursens upplägg

Del A, Maskinelement, undervisningen sker i salar på Johanneberg

Del B, CAD-modellering, undervisningen sker i datasalar MT-TD på Johanneberg. 

 

Förändringar sedan förra kurstillfället

Ny kurskod fr.o.m ht 2021 MMF294 (tidigare MMF293) då gjordes följande förändringar:

Del A, Maskinelement

• Del A är uppdelad i 2st kursmoduler. Innehållet är oförändrat.
• Modul 0121, Tentamen, 3.0hp
• Modul 0221, Inlämningsuppgifter, 3st, 1.5hp 

Del B, CAD

• Oförändrat innehåll. Ny beteckning på modul
• Modul 0321, Inlämningsuppgifter, 3.0hp 

 

Lärandemål

Efter att Du fullgjort kursen skall du kunna utföra det som beskrivs av lärmålen nedan. Notera att vi använder så kallade ”aktiva verb” (enligt Blooms taxonomi). Alla aktiviteter i kursen syftar till att stödja dessa lärandemål.

Del A, Maskinelement

Allmänt:

• Beskriva de behandlade maskinelementens principiella funktionssätt och karaktäristiska egenskaper.
• Tillämpa beräkningsmetoder och dimensioneringskriterier.
• Välja lämpligt maskinelement och utförande av det beroende på förutsättningar och driftssituation.
• Konstruera önskade funktioner och identifiera möjliga konstruktionsförbättringar genom korrekt användning av de behandlade maskinelementen.
• Presentera gjorda analyser och beräkningar.
  
  

Skruvförband (enkla, höghållfasta, gängans mekanik)

• Förklara gängans funktion
• Identifiera ett skruvförband komponenter
• Beskriva olika principiella huvudtyper av skruvförband
• Beräkna åtdragningsmoment för en önskad förspänningskraft (och vice versa)
• Rita ett F,-diagram
• Beräkna skruv- och underlagsstyvhet för delarna i ett skruvförband
• Beräkna skruvkraft respektive underlagskraft för yttre belastning på skruvförbandet
• Beräkna uppkommen dragspänning i skruven
• Beräkna amplitudspänning i skruven vid variation i yttrelast
• Välja skruvkvalitet
• Förklara hur ett skruvförband kan förändras om problem med utmattning uppkommer
• Utforma ett skruvförband så att det kan modelleras och måttsättas
  
  

Fjädrar

• Fastställa/beräkna erforderlig fjäderstyvhet utifrån givna krav
• Dimensionera/beräkna/välja en skruvfjäders olika dimensioner för att erhålla önskad fjäderkonstant (n, d, D, l₀)
• Kontroll av knäckrisk för tryckfjäder

Rullningslager

• Identifiera olika typer av rullningslager och beskriva funktions-, användningssätt och skillnader.
• Utforma en lagring principiellt och föreslå/välja lagertyp
• Beräkna livslängd för olika lastfall (kombination av radial och axiallast)
• Beräkna ekvivalent dynamisk lagerlast, P, för olika lastfall (kombination av radial och axiallast)
• Beräkna lagerlivslängd för olika smörjförhållanden (a_skf)
• Föreslå förändring i lagerutformning eller smörjning om problem uppstår.
  
  

Press- och krympförband (rotationssymmetriska förband),  (expanderande, kompressibla och koniska förband)

• Beskriva funktionen och prestandan av krymp och pressförband.
• Beräkna och dimensionera krympning och presspassning baserat på krav.
• Beskriva skillnaden mellan krymp- och pressförband.
• Beräkna erforderlig temperaturdifferans vid montering av ett krympförband.
• Beräkna maximalt överförbar belastning m.a.p. glidningsrisk.
• Beräkna erforderlig presskraft vid montering av ett pressförband.
• Beräkna greppet i ett KP-förband.
• Beräkna erforderligt kontakttryck i ett KP-förband
• Dimensionera KP-förband m.a.p. glidningsrisk och maximalt uppkommen effektivspänning
  
  

Axelkopplingar (press-, krymp-, kläm-, kil-, bom-, spårrings-, pinnförband)

• Identifiera olika typer av kopplingar
  

Bromsar (samma för kopplingar)

• Beräkna bromsmoment för given ansättningskraft (och vice versa)
• Förklara skillnaden mellan en ny broms och en insliten (olika tryckfördelning)
• Förklara Archards nötningslag
  
  

Remväxlar

• Beskriva en remväxels funktion, komponenter och uppbyggnad
• Beräkna utväxling i remväxel
• Beräkna erforderlig förspänningskraft i en remväxel för önskat drivmoment eller överförd effekt (tillämpa Eytelweins ekvation)
  
  

Kuggväxlar

• Beskriva en kuggväxels funktion, komponenter och uppbyggnad
• Beräkna utväxling i kuggväxel
• Beräkna axelavstånd för en kuggväxel (i fallet för okorrigerade kuggar, dvs ingen profilförskjutning)
  
  

Del B, CAD-modellering

• Få kunskaper om och färdigheter i 3D-modellering i avancerat CAD-system.
• Få kunskaper om och färdigheter att tillverka geometriska detaljer (parter)
• Få kunskaper om och färdigheter att sätta ihop detaljer (assembly).
• Få kunskaper om och färdigheter att skapa ritningsframtagning i 3D-system (drawing)
• Få kunskaper om och färdigheter att överföra digital geometri från olika CAD – system.

 

Examination

0121    Tentamen, del A                       3,0hp                Betygskala: TH
0221    Inlämningsuppgift, del A         1,5hp                Betygskala UG
0321    Inlämningsuppgift, del B         3,0hp                Betygskala: UG

För godkänt slutbetyg på kursen krävs godkänt betyg på samtliga moduler, dvs. godkänt betyg på den skriftliga tentamen i Maskinelement (del A, 0115) samt godkända inlämningsuppgifter för Maskinelement (del A, 0221) och CAD-modellering (del B, 0321).

Kursbetyget är samma som tentamensbetyget.

 

Del A, Maskinelement, 0121 och 0221

Tentamen
Tentamen 31/10, kl 08:30-12:30, Johanneberg.  Tentamen omfattar fem (5) beräkningsuppgifter där studenten får demonstrera att  lärandemålen behärskas. Tentamen genomförs individuellt alla hjälpmedel är tillåtna förutom lösta exempel. Betyg som ges är U, 3, 4, 5.

3 obligatoriska inlämningsuppgifter.

1. Inlämning ritteknik (vyer, dimensioner och toleranser), grupp om 2 studenter
2. Projekt i grupp om 2 studenter (detaljer, sammanställning och ritning)
3. Individuellt projekt (överföring av geometridata från ytmodelleringsprogram + Konstruktion i CAD- system)

Samtliga skall vara godkända för godkänt moment.

Del B, CAD-modellering, 0321

3 obligatoriska inlämningsuppgifter.

1. Inlämning ritteknik (vyer, dimensioner och toleranser), grupp om 2 studenter
2. Projekt i grupp om 2 studenter (detaljer, sammanställning och ritning)
3. Individuellt projekt (överföring av geometridata från ytmodelleringsprogram + Konstruktion i CAD- system)

Samtliga skall vara godkända för godkänt moment.

 

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan