Általános Mérnöki Ismeretek című tárgy tanulási útmutatója a Távoktatás tagozatos Villamosmérnöki szakos hallgatók számára Félévi követelmények és beadandó feladatok 1
Kötelező félévközi feladat A félév során minden hallgatónak egy félévközi házi feladatot kell készíteni. A feladat beadási határideje: őszi szemeszterben november 30. tavaszi szemeszterben május 15. A feladat: Az I. sz. mellékletben felsorolt témakörök közül egy tetszőlegesen választott téma önálló kidolgozása. Amennyiben más témát választ telefonon vagy e-mailen keresztül konzultáljon a tárgy előadójával. A dolgozat terjedelme minimum 8 oldal (A/4), amelyben nem számít bele a borító oldal, a tartalomjegyzék és a felhasznált irodalom felsorolása. FIGYELEM! A feladat beadása a vizsgára bocsátás feltétele! Fakultatív házi feladat A félév során kiadásra kerül 5 fakultatív házi feladat, amelyek célja egyfajta önellenőrzés. Ezen házi feladatok beadása nem kötelező. Azok a hallgatók, akik határidőre a feladatokat elkészítik és beküldik, a feladatban megadott pont értékét 20 %-át beszámítjuk a vizsgán elért eredményéhez, ha a vizsgán elérte az elégséges szintet. A fakultatív házi feladatok beküldési ideje: Őszi szemeszter Tavaszi szemeszter 1., 2., 3. feladat Október 31. Március 31. 4. 5. feladat November 30. Április 30. Vizsga A félév végén a kiadott tananyagból vizsgán számolnak be. Az írásbeli vizsgán az egyes fejezetek végén található mintafeladatokhoz hasonló példákat kell megoldani ill. az útmutató végén közölt önellenőrző kérdések alapján összeállított kérdésekre kell válaszolni. A megoldásokat ill. a kérdésekre adott válaszokat pontozzuk és a pontok összesítése után %-ban meghatározzuk a teljesítményét. (Figyelem az elért % pontok a fakultatív házi feladatok beküldésével növelhető). Az érdemjegy megállapítása az alábbi táblázat szerint történik: 0-39% Elégtelen (1) 40-54% Elégséges (2) 55-69% Közepes (3) 70-84% Jó (4) 85-100% Jeles (5) 2
Tanulási Útmutató Mielőtt elkezdi a tanulást, gondolja végig, hogy mennyi időt szán a tananyag elsajátítására. Számoljon az esetleg felmerülő váratlan eseményekre. Időbeosztását igyekezzen úgy kialakítani, hogy az egyes oktatási napokra kitűzött témakörökkel összhangban legyen. 1.konzultáció Tervezett témakör Statika (1. Fejezet) Szilárdságtan (2. Fejezet) 2. konzultáció Kötések (3.-6. Fejezet) Munkaelemek (7.-9. Fejezet) 3
Sorszám I.sz. melléklet Kötelező félévközi feladat témakörei Témakörök 1. Példákon keresztül mutassa be a különféle rugók felhasználási lehetőségeit! 2. Gyűjtsön példákat mechanikai dinamikus energiatároló elemek felhasználási lehetőségeire! 3. Különleges csapágyazások (alapelvek, felhasználás). pl. légcsapágy, mágnesesen tehermentesített csapágy stb. 4. Kenőanyagok általános jellemzői, kenőanyag fajták és tulajdonságaik. 5. Kenéstechnikai problémák, kenési módok ismertetése. 6. Fogaskerekes hajtások gyakorlati alkalmazásai (felépítés, működés, kialakításának szempontjai 7. Fogaskerekes hajtások és/vagy bolygókerekes hajtóművek gyakorlati alkalmazásai (felépítés, működés, kialakításának szempontjai 8. A húzóelemes hajtások felépítése, húzóelemek fajtái, alkalmazási területei. 9. Az elektronikus berendezésekben megtalálható csatlakozó-család fajták. (Mutasson rá a csatlakozókban megtalálható különböző finommechanikai építőelemekre.) 10. Az elektronikus berendezésekben megtalálható csatlakozó-család fajták. (Mutasson rá a csatlakozókban megtalálható különböző finommechanikai építőelemekre.) 11. Hangszórók, hangdobozok. (Felépítés, hangátadás, technológia stb.) Részletezze az alkalmazott finommechanikai megoldásokat, mutassa be a mechanika és az elektronika kapcsolatát. 12. Nyomtatók működését biztosító finommechanikai építőelemek. (Pl. papírtovábbítás, írófej mozgatás, stb.) 13. Optikai kábelek típusai, felépítésük, alkalmazási lehetőségei. 14. Videomagnók szalagfelfűzési módjai, képrögzítési elvek ismertetése. Mutassa be a fejdob és a video fej felépítését. Videomagnók mechanikai felépítése, főbb egységei. Mutassa be azok működését, kapcsolódásait. 15. Mechanikus órák felépítése, működése. 16. Optikai elven működő távcsövek. Felépítése, működése, felhasználási terület. 17. Optikai mikroszkópok. Felépítése, működése, felhasználási terület. 18. Orvosi műszerek Felépítése, működése, felhasználási terület. 19. Mikrofonok (felépítés, technológia stb.) Főbb jellemzőik összehasonlítása. Részletezze az alkalmazott finommechanikai megoldásokat, mutassa be a mechanika és az elektronika kapcsolatát. 20. Hagyományos lemezjátszók felépítése, működése. Részletezze az alkalmazott finommechanikai megoldásokat, mutassa be a mechanika és az elektronika kapcsolatát Hasonlítsa össze a különböző megoldások előnyeit, hátrányait (kartípusok, meghajtások, hangszedők stb.) 21. CD-lemez lejátszók felépítése, működése. Részletezze az alkalmazott finommechanikai megoldásokat, mutassa be a mechanika és az elektronika kapcsolatát. 22. Hagyományos és CD lemezek felépítése, gyártása 23. A computer tomograph (CT) felépítése, működése 4
24. Orvosi ultrahang-berendezések (felépítés, működés) 25. A fényképezőgép felépítése. Részletesen mutassa be a különböző zárszerkezetek felépítését, működését, ill. a lencsék megfogását, a zoom és az élesség működtetését. 26. PC felépítését, fő egységeit, az egységek rögzítését, egymás közötti kapcsolatok megvalósítását. (kábelek, csatlakozók) 27. PC-egér felépítése, működése. 28. A pisztolyok. Felépítése, működése. 29. A kézi puskák felépítése, működési elve. 30. A hadászatban alkalmazott aknák (gyalogsági, folyami, tengeri) felépítése, működése 31. Aerodinamikai elven működő navigációs műszerek (szelence, sebességmérő, magasságmérő, variométer). 32. Pörgettyűelven elven működő navigációs műszerek (elfordulás jelző, golyó, mesterséges horizont, irányjelző). 33. Az ipari robotok mechanikai felépítése, kinematikája, hajtása és irányító rendszerei 34. Vákuumszivattyúk (típusok, működési elvek, felépítés, alkalmazások). 35. A merev- és hajlékony lemezes tárolók felépítését, működését. Dolgozatában emelje ki a finommechanikai konstrukciós megoldásokat. (fejmozgatás, csapágyazás, lemezmegvezetés, kidobás stb.) 36. Mechatronikai és robottechnikai alkalmazású elfordulás és elmozdulás érzékelő és értékelő elemek. 37. A lézer és a holográfia fogalma és alkalmazási lehetőségei 38. Léptetőmotorok típusai, felépítése, működése, jellemzői 39. Hallgatók egyéni témái 5
II.sz. Melléklet Fakultatív Házi feladatok 1. Feladat (Értéke: 16 pont) Számítással határozza meg az ábrán látható erőrendszer eredőjét! (Eredő erő nagysága, iránya, x tengellyel bezárt szöge és metszéspontja) F 1 [N] F 2 [N] F 3 [N] f[n/m] 40 35 45 160 A támadási pontok koordinátái [m] P 1 P 2 P 3-0,1; -0,3 0; 0,3 0,25; 0 2.Feladat (Értéke: 11 pont) Egyensúlyban lévő G súlyú lemezt az A és B pontban egymásra merőleges sima síkok, a D pontban sima hengerfelszin támasztják. Határozzuk meg számítással a támasztóerőket! a = 0,5 [m]; b = 0,3 [m]; G = 15 [kn]; α = 30º 3. feladat (Értéke: 8 pont) Számítsa ki az ábrán látható síkidom súlypontjának koordinátáit! a = 75 b = 20 c = 30 d = 24 R = 30 6
4. Feladat (Értéke: 26 pont) A vázolt konzolos tartó terhelése F 1 és F 2 koncentrált erő, valamint q megoszló erőrendszer. F 1 = 21,6 [kn]; F 2 = 28,8 [kn]; q = 14,4 [kn/m]; a = 1 [m]. Határozza meg a támasztó erőket! Rajzolja meg az igénybevételi ábrákat! Számítsa ki a jellemző értékeket! Határozza meg a legnagyobb hajlító-nyomaték helyét és nagyságát! Méretezzük a tartót hajlításra, ha kőr keresztmetszetű és a σ meg = 8 10 7 [Pa] 5. feladat (Értéke: 14 pont) Az alábbi ábrán vázolt tartót "f " egyenletesen megoszló erőrendszerrel kívánjuk terhelni. Meg kell határoznia, hogy mekkora lehet "f " megoszló erőrendszer intenzitásának értéke, hogy a tartó jobb oldali, 90 cm hosszú függőleges alátámasztása kihajlás következtében el ne törjön. A rúd anyaga 2 db 45x90-es "T" idom. Az idomok a T felső szárához illeszkednek. A számításhoz szükséges adatokat a táblázatból kiolvasható A biztonsági tényező: n k = 4; E = 2.1 10 11 [Pa]; λ p = 105. A Tetmayer állandók: a = 308, b = 1.14 (ha szükséges) Számoláskor ügyeljen a mértékegységekre és a biztonsági tényezőre! 7
A szelvény terület G méterenkénti tömeg I tehetetlenségi nyomaték K keresztmetszeti tényező 8
Ellenőrző kérdések 1. fejezethez 1. Mi a mechanika feladata? 2. Mi a különbség a kinematika és a kinetika között? 3. Mi a dinamika és a statika tárgyköre? 4. Mivel foglalkozik a szilárdságtan? 2. fejezethez 1. Mit értünk erő alatt? 2. Melyek a koncentrált erő tulajdonságai? 3. Ismertesse a statika alaptörvényeit! 4. Ismertesse és értelmezze az (erő) vektorokkal történő műveleteket! 5. Ismertesse a nyomatéki tételt! 6. Hogyan történik egy erő áthelyezése egyik pontból a másikba? 7. Mit nevezünk erőrendszernek? Csoportosítsa hatásvonalaik alapján! 8. Értelmezze a következő erőrendszereket: egyensúlyi- egyenértékű- eredő erőrendszer! 9. Mi az egyensúly feltétele? 10. Mi a szabadságfok? 11. Mit nevezünk kényszernek? 12. Ismertesse és jellemezze a leggyakoribb kényszerfajtákat! Mit tudunk a reakció erőkről? 13. Hogyan határozzuk meg egy f=f(x) intenzitás függvénnyel adott vonalmentén megoszló erőrendszer eredőjét és eredőjének helyét? 14. Hogyan határozhatjuk meg a statikai határozottság kérdését? 3. fejezethez 1. Milyen másodrendű nyomatékokat is és definíció szerint hogyan számítjuk? 2. Mit nevezünk főtengelynek és hogyan jelöljük? 3. Ismertesse a párhuzamos tengelyek tételét (Steiner-tétel) 4. Mit értünk egy szilárd test igénybevételén? 5. Hogyan származtatjuk a különféle igénybevételi fajtákat? 6. Ismertesse az igénybevételi függvények közötti összefüggéseket! 7. Mit nevezünk feszültségnek? 9
8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Értelmezze az alábbi kifejezéseket: főirány, főtengely, fősík, főfeszültség! Ismertesse a Hooke törvényt! Milyen összefüggés írható fel a hőmérséklet változástól eredő feszültség és alakváltozás között? Mikor mondjuk, hogy a hajlítás egyenes hajlítás és mikor ferde? Ismertesse a Navier formulát! Mit értünk tengelyre számított keresztmetszeti tényező alatt? Írja fel a rugalmas szál differenciál egyenletét! Hogyan számítjuk ki a kőr vagy kőrgyűrű keresztmetszetű rúd tiszta csavarásából származó feszültséget és alakváltozást? Milyen tényezők befolyásolják a rugalmas kihajlás kritikus értékét? Mi az Euler képlet korlátja? Hogyan méretezünk összetett igénybevételre? 4. fejezethez 1. Ismertesse és jellemezze a különféle terhelési eseteket! 2. Ábrázolja a statikus szilárdság feszültség-nyúlás diagramját! Jelölje és értelmezze a jellemző feszültségeket! 3. Ismertesse a Castigliano-tételt! 4. Egy feladat statikailag határozatlan feladatot hogyan lehet megoldani a Castiglianotétel segítségével? Elektromechanikus szerkezetek elemei 1. fejezethez 1. Mi a kötés definíciója? 2. Milyen kötésfajtákat sorolunk a rugalmas alakváltozással magvalósuló kötésekhez? 3. Milyen menettípusokat ismer és melyek az alkalmazási területeik? 4. Mik lehetnek az alátét szerepei? 5. Milyen módszerekkel valósítható meg csavarkötések kilazulás elleni biztosítása? 6. Hogyan gátolható meg az illetéktelen oldás? 7. Egy-egy példával illusztrálja szegkötések alkalmazási területeit! 8. Jellemezze a reteszkötést és az ékkötés? 9. Ismertesse a bajonett kötés elvét! 10
10. Hogyan valósíthatunk meg besajtolásos kötéseket? 2. fejezethez 1. Milyen kötésfajtákat sorolunk a képlékeny alakítással létrehozott kötésekhez? 2. Mi a szegecskötés előnye és mi a hátránya? 3. Mit értünk peremezésen? 4. Hol használunk peremezett kötést? 5. Ismertesse a korckötés elvét! 3. fejezethez 1. Milyen kötésfajtákat sorolunk az anyaggal-záró kötésekhez, mi a közös jellemzőjük? 2. Mi jellemzi a lágyforrasztást, melyek az előnyei és hátrányai? 3. Sorolja fel a forrasztási eljárásokat a forrasz ill. a forrasztási hely felmelegítése alapján! 4. Melyek a forrasztó anyagok kiválasztásának szempontjai? 5. Milyen folyósító anyagokat ismer és mi a felhasználási területeik? 6. Sorolja fel a fémhegesztés sajtoló hegesztési eljárásait? 7. Milyen tényezők befolyásolják az ömlesztő hegesztéssel készült varratok szilárdságát? 8. Sorolja fel a hegesztés konstrukciós szempontjait! 9. Ismertesse a ragasztás előnyeit és hátrányait! 10. Milyen ragasztóanyagokat ismer? Csoportosítsa azokat! 11. Hol alkalmazunk tapasztott kötéseket? Alkalmazásakor mire kell ügyelni? 12. Mi a különbség az üveghegesztés és a beolvasztás között? 4. fejezethez 1. Mit nevezünk dobozos kötésnek? 2. Ismertessen (rajzoljon) alkalmazási példákat dobozos kötésre! 5. fejezethez 1. Milyen szerepet tölthetnek be a rugók a műszergyártásban? 2. Mit nevezünk rugókeménységnek? 3. Ismertesse a rugók csoportosítását terhelés ill. alakjuk szerint! 4. Milyen dinamikus energiatárolókat ismer? 11
6. fejezethez 1. Mi a vezető elemek szerepe? 2. Mit nevezünk a forgótengely kritikus fordulatszámának? 3. Melyek a siklócsapágyak előnyei és hátrányai? 4. A siklócsapágy köpeny anyagának milyen követelményeket kell kielégíteni? 5. Ismertesse a gördülőcsapágyak előnyeit és hátrányait! 6. Milyen gördülőcsapágy típusokat ismer? 7. Mi a vezeték feladata? 7. fejezethez 1. Mi az átalakító elemek feladata? 2. Csoportosítsa és jellemezze a fogaskerekes hajtásokat! 3. Ismertesse a fogazás első törvényét! 4. Milyen méretek jellemzik az egyenes fogazású homlokkereket, és milyen, összefüggések írhatók fel? 5. Mi a modul? 6. Ismertesse a fogazás második törvényét! 7. Írja fel a soros - és közvetítő kerekes hajtású fogaskerékrendszerek módosítását! 8. Ismertesse a kemény, ill. lágy dörzskerék anyagok tulajdonságait! 9. Ismertesse a csavarmenetes hajtás tagjait! 10. Milyen mozgás-átalakítási lehetőségek adódnak? 12