Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Podstawy modelowania i syntezy mechanizmów
Course of study:
2019/2020
Code:
RAIR-1-308-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Automatics and Robotics
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Felis Józef (felis@agh.edu.pl)
Module summary

Student poznaje podstawowe mechanizmy oraz metody ich syntezy strukturalnej i geometrycznej. Uczy się sporządzania charakterystyk kinematycznych mechanizmów płaskich oraz wyznaczania przełożeń przekładni o osiach ruchomych i nieruchomych. Poznaje metody analizy statycznej i kinetostatycznej mechanizmów, w tym również z uwzględnieniem tarcia oraz zasady wyrównoważania wirników i mechanizmów dźwigniowych. Wykorzystuje dedykowany program komputerowy do syntezy projektowanego mechanizmu.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills: he can
M_U001 Potrafi przeprowadzić syntezę strukturalną i geometryczną mechanizmów płaskich z uwzględnieniem konkretnych wymagań technicznych. AIR1A_U06 Execution of a project
M_U002 Potrafi budować modele mechanizmów i maszyn w programie komputerowym, dobierać ich parametry geometryczne i konstrukcyjne w celu uzyskania odpowiednich charakterystyk mechanicznych. AIR1A_U06 Execution of a project,
Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna podstawowe mechanizmy, wie jak sporządzić ich schematy kinematyczne i przeprowadzić klasyfikację strukturalną i funkcjonalną. AIR1A_W05 Test,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_W002 Wie jak wyznaczyć charakterystyki kinematyczne mechanizmów płaskich (dźwigniowych, krzywkowych i innych) oraz przełożenia przekładni o osiach ruchomych i nieruchomych. AIR1A_W05 Test,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_W003 Zna podstawy analizy statycznej i kinetostatycznej mechanizmów płaskich i wie jak wyznaczyć charakterystyki uogólnionych sił reakcji i uogólnionych sił równoważących. AIR1A_W05 Test,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_W004 Wie jak wpływa tarcie na reakcje dynamiczne w parach kinematycznych, na sprawność mechanizmów i ich zdolność lub niezdolność do ruchu (samohamowność). AIR1A_W05 Test,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_W005 Zna podstawy teoretyczne wyrównoważania mechanizmów wirnikowych i dźwigniowych i wie jak dobrać odpowiedni układ mas korekcyjnych na etapie syntezy mechanizmu. AIR1A_W05 Test,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
42 14 0 14 14 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Skills
M_U001 Potrafi przeprowadzić syntezę strukturalną i geometryczną mechanizmów płaskich z uwzględnieniem konkretnych wymagań technicznych. + - - + - - - - - - -
M_U002 Potrafi budować modele mechanizmów i maszyn w programie komputerowym, dobierać ich parametry geometryczne i konstrukcyjne w celu uzyskania odpowiednich charakterystyk mechanicznych. - - + + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna podstawowe mechanizmy, wie jak sporządzić ich schematy kinematyczne i przeprowadzić klasyfikację strukturalną i funkcjonalną. + - + + - - - - - - -
M_W002 Wie jak wyznaczyć charakterystyki kinematyczne mechanizmów płaskich (dźwigniowych, krzywkowych i innych) oraz przełożenia przekładni o osiach ruchomych i nieruchomych. + - + + - - - - - - -
M_W003 Zna podstawy analizy statycznej i kinetostatycznej mechanizmów płaskich i wie jak wyznaczyć charakterystyki uogólnionych sił reakcji i uogólnionych sił równoważących. + - + + - - - - - - -
M_W004 Wie jak wpływa tarcie na reakcje dynamiczne w parach kinematycznych, na sprawność mechanizmów i ich zdolność lub niezdolność do ruchu (samohamowność). + - + + - - - - - - -
M_W005 Zna podstawy teoretyczne wyrównoważania mechanizmów wirnikowych i dźwigniowych i wie jak dobrać odpowiedni układ mas korekcyjnych na etapie syntezy mechanizmu. + - + + - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 87 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 42 h
Preparation for classes 15 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Module content
Lectures (14h):

1.Podstawy analizy i syntezy strukturalnej mechanizmów.
Mechanizmy w układach automatyki.
2.Podstawy syntezy geometrycznej mechanizmów płaskich.
Charakterystyki kinematyczne mechanizmów płaskich.
3.Podstawy analizy i syntezy kinematycznej przekładni.
4.Analiza statyczna i kinetostatyczna mechanizmów. Dobór
parametrów geometrycznych i konstrukcyjnych członów z
uwzględnieniem wartości reakcji w parach kinematycznych
mechanizmów i sił równoważących.
5.Tarcie w parach kinematycznych mechanizmów. Analiza
wpływu tarcia na reakcje w parach kinematycznych i
sprawność i mechanizmów.
6.Wyrównoważanie wirników i mechanizmów dźwigniowych. Dobór
układu mas korekcyjnych.
7.Modelowanie i analiza dynamiczna mechanizmów przy użyciu
programów komputerowych (SAM, Working Model).

Laboratory classes (14h):

1.Badanie struktury modeli mechanizmów w laboratorium.
2.Modelowanie mechanizmów i wyznaczanie charakterystyk
kinematycznych w programie komputerowym SAM.
3.Badanie przełożeń mechanizmów przekładni w laboratorium.
4.Sporządzanie modeli obliczeniowych i wyznaczanie
charakterystyk siłowych mechanizmów w laboratorium.
5.Badanie mechanizmów wykorzystujących tarcie.
6.Wyrównoważanie wirnika. Wyrównoważanie mechanizmu
dźwigniowego.
7.Odbiór sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.Kolokwium.

Project classes (14h):

1.Wydanie tematu indywidualnego zadania syntezy mechanizmu.
Zasady zapisu symbolicznego mechanizmów płaskich.
2.Przegląd zastosowań mechanizmów w układach automatyki.
3.Rozwiązywanie zadania projektowego-synteza geometryczna
mechanizmu
4.Rozwiązywanie zadania projektowego – dobór parametrów
geometrycznych i analiza kinematyczna mechanizmu .
5.Rozwiązywanie zadania projektowego – dobór parametrów
mechanizmu ze względu na reakcje w parach kinematycznych.
6.Rozwiązywanie zadania projektowego – analiza statyczna i
kinetostatyczna projektowanego mechanizmów z
uwzględnieniem tarcia i wyznaczanie jego sprawności.
7.Odbiór zadań projektowych.Kolokwium.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia laboratoryjne: wymagana obecność na zajęciach, uzyskanie pozytywnej oceny cząstkowej za przygotowanie do ćwiczeń, wykonanie i zaliczenie sprawozdań, pozytywna ocena z kolokwium zaliczeniowego.
Ćwiczenia projektowe: wymagana obecność na zajęciach, uzyskanie pozytywnej ocen cząstkowej za przygotowanie do ćwiczeń, wykonanie i zaliczenie projektu, pozytywna ocena z kolokwium zaliczeniowego.
Zaliczenia poprawkowe można uzyskać w sesji egzaminacyjnej w terminach uzgodnionych z prowadzącym zajęcia. Student może dwukrotnie podejmować próbę uzyskania zaliczenia w terminie poprawkowym.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa obliczana jest jako średnia arytmetyczna ocen uzyskanych na zaliczenie ćwiczeń projektowych i laboratoryjnych.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Możliwa jest jedna nieusprawiedliwiona nieobecność na zajęciach. Nieobecności usprawiedliwione i nieusprawiedliwione należy odrobić z inną grupą. W szczególnych przypadkach braku takiej możliwości poprzez odpowiedź ustną bądź w formie pisemnej w zakresie treści programowych związanych z nieobecnością na zajęciach, w trakcie konsultacji, terminie uzgodnionym z prowadzącym zajęcia.

Prerequisites and additional requirements:

Student powinien posiadać wiedzę z zakresu mechaniki i znajomość podstawowych programów komputerowych.

Recommended literature and teaching resources:

1.Felis J., Jaworowski., Cieślik J.: Teoria Mechanizmów i Maszyn. Część 1. Analiza Mechanizmów. AGH,
Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008.
2.Felis J.,Jaworowski H.: Teoria Mechanizmów i Maszyn. Część 2. Przykłady i zadania. AGH, Uczelniane
Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2011.
3.Gronowicz A.: Podstawy analizy układów kinematycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej, Wrocław 2003.
4.Gronowicz A., Miller S.: Mechanizmy, Metody tworzenia zbiorów rozwiązań alternatywnych, Katalog
schematów strukturalnych i kinematycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław
1997.
5.Kolovsky M. Z., Evgrafov A. N., Semenov A.Yu. Slousch A.V.: Advanced Theory of Mechanisms and
Machines. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000.
6.Morecki A., Oderfeld J.: Teoria maszyn i mechanizmów. PWN, Warszawa 1987.
7.Miller S.: Układy kinematyczne, Podstawy projektowania, WNT, Warszawa 1988.
8.Olędzki A.: Podstawy Teorii Maszyn i Mechanizmów. WNT, Warszawa 1987.
9.SAM (Simulation and Analysis of Mechanisms), opis programu.
10.Working Model, opis programu.
11.Własne materiały dydaktyczne.http://home.agh.edu.pl/~kmtmipa/.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1.Felis J., Uhl T., Mańka M.: Urządzenie do dynamicznego wyważania wirujących elementów maszynowych.
Patent PL 206661 B1, udziel. 2010.04.16.
2.Felis J., Flach A., Zbrowski A., Giesko T., Mężyk J. : Structure synthesis and mechanical parameters choice
for a manipulating mechanisms for acoustical measurements in anechoic chamber. Solid State
Phenomena-2009 vol. 147-149, s. 13-18.
3.Mańka M., Felis J. , Petko M., Uhl. T.: The new method of automatic balancing during operation.
Mechanika. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Kraków-2003 t.22 z. 3 s. 347-354.
4.Zbrowski A., Samborski T., Kamisiński T., Flach A., Felis J.: Manipulator Portalowy do pozycjonowania
mikrofonu w komorze bezechowej. Patent PL 224581 B1, udziel. 2016.06.014.
5.Zbrowski A., Kamisiński T., Flach A., Felis J.: Układ do justowania osi manipulatora zwłaszcza do pomiarów
akustycznych w komorze bezechowej. Patent PL 219521 B1 udziel. 2014.09.23.
6. Uhl. T., Felis J.: Mechanizm dynamicznego wyważania wirującego elementu maszynowego. Patent PL
202018 B1, udziel. 2008.12.15.

Additional information:

None