7

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Ireneusz Kocoń
Konstruowanie elementów maszyn 314[03].O1.03
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

1
Recenzenci:
mgr inż. Grzegorz Śmigielski
mgr inż. Andrzej Zych
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Ireneusz Kocoń
Konsultacja:
mgr inż. Andrzej Zych
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 314[03]O1.03
„Konstruowanie elementów maszyn”, zawartego w modułowym programie nauczania dla
zawodu technik mechanik okrętowy.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Dokumentacja techniczna – rysunki warsztatowe 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 22
4.1.3. Ćwiczenia 22
4.1.4. Sprawdzian postępów 24
4.2. Zasady sporządzania planów instalacji 25
4.3. Wybrane podzespoły i mechanizmy 36
4.4. Obciążenia i naprężenia w konstrukcjach mechanicznych 52
5. Sprawdzian osiągnięć 59
6. Literatura 64

3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i umiejętności wykonywaniu
i odczytywaniu dokumentacji technicznej oraz podstawowych informacji o konstruowaniu
wybranych mechanizmów i podzespołów.
W poradniku zamieszczono:
− wymagania wstępne, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
aby bez problemów opanować treści nauczania w ramach jednostki modułowej
„Konstruowanie elementów maszyn”,
− cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś nabyć podczas zajęć
w ramach tej jednostki modułowej,
− materiał nauczania, czyli niezbędne minimum wiadomości teoretycznych, wymaganych
do opanowania treści jednostki modułowej,
− zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś wymagane treści nauczania,
− ćwiczenia, podczas których będziesz doskonalił umiejętności praktyczne w oparciu
o wiedzę teoretyczną, zaczerpniętą z poradnika i innych źródeł,
− sprawdzian osiągnięć, czyli przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, że dobrze wykorzystałeś zajęcia i uzyskałeś niezbędną wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,
− wykaz literatury uzupełniającej.
Poradnik zawiera materiał nauczania składający się z 4 rozdziałów:
− rozdział „Dokumentacja techniczna – rysunki warsztatowe”, podczas analizy tego
rozdziału zapoznasz się jednostkami podstawowymi, rodzajami wymiarów, pasowaniami,
wzorcami miar.
− rozdział „Zasady sporządzania planów instalacji” prezentuje symbolikę stosowaną na
planach i schematach instalacji elektrycznych, pneumatycznych oraz hydraulicznych,
− rozdział „Wybrane podzespoły i mechanizmy” klasyfikuje wybrane mechanizmy
i podzespoły maszyn i urządzeń, prezentuje ich symbole i oznaczenia,
− rozdział „Obciążenia i naprężenia w konstrukcji mechanicznych”, opisuje podstawowe
obciążenia i naprężenia w konstrukcjach,
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub
instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.

4
Schemat układu jednostek modułowych w module
314[03].O1
Techniczne podstawy zawodu
314[03].O1.01
Stosowanie przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz ochrony środowiska
314[03].O1.02
Stosowanie materiałów konstrukcyjnych
oraz eksploatacyjnych
314[03].O1.05
Posługiwanie się pojęciami z zakresu
termodynamiki
314[03].O1.03
Konstruowanie elementów maszyn
314[03].O1.04
Wytwarzanie elementów maszyn

5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− korzystać z różnych źródeł informacji,
− stosować przepisy prawne dotyczące pracownika i pracodawcy w zakresie bezpieczeństwa
i higieny pracy,
− stosować podstawowe zasady higieny i fizjologii pracy,
− organizować bezpieczne i ergonomiczne stanowisko pracy,
− dokonywać oceny ryzyka zawodowego na stanowisku pracy,
− dobierać i stosować odzież ochronną oraz środki ochrony indywidualnej w zależności od
wykonywanych prac,
− stosować procedury udzielania pierwszej pomocy w stanach zagrożenia zdrowia i życia,
− stosować zasady ochrony środowiska,
− korzystać z Polskich Norm, Kodeksu pracy oraz rozporządzeń dotyczących
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska.

6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− określić znaczenie normalizacji w rysunku technicznym,
− skorzystać z norm podczas wykonywania rysunku technicznego,
− rozróżnić rodzaje rysunków technicznych,
− dobrać przybory kreślarskie oraz materiały rysunkowe do wykonywania rysunków,
− zorganizować stanowisko kreślarskie zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy
oraz wymaganiami ergonomii,
− sporządzić szkice figur płaskich i brył geometrycznych z zastosowaniem zasad rzutowania
prostokątnego,
− sporządzić szkice figur płaskich i brył geometrycznych z zastosowaniem zasad rzutowania
aksonometrycznego,
− rozróżnić rodzaje połączeń elementów maszynowych,
− wykonać szkice połączeń gwintowych, spawanych, lutowanych, wielowypustowych,
klejonych, skurczowych, rurowych,
− rozróżnić rodzaje kół i przekładni zębatych,
− sporządzić rysunki kół zębatych i przekładni,
− sporządzić rysunki wykonawcze i złożeniowe typowych części maszyn i urządzeń,
− zastosować zasady wymiarowania rysunków i szkiców,
− odczytać rysunki techniczne,
− odczytać schematy instalacji okrętowych,
− rozróżnić podstawowe rodzaje odkształceń,
− obliczyć siły i reakcje występujące w elementach konstrukcyjnych,
− wykonać podstawowe obliczenia wytrzymałościowe,
− wykorzystać program komputerowy do projektowania części maszyn,
− wyjaśnić budowę i zasady działania: osi, wałów, łożysk, sprzęgieł, hamulców
i mechanizmów.

7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Dokumentacja techniczna – rysunki warsztatowe
4.1.1. Materiał nauczania
Norma jest to ustalona, ogólnie przyjęta zasada, reguła, wzór, przepis, sposób
postępowania w określonej dziedzinie. Normalizacja jest to opracowywanie i wprowadzanie w
życie norm, ujednolicanie. Normy rysunkowe zawierają szczegółowo opracowane przepisy
dotyczące wszystkich zagadnień związanych z wykonaniem rysunku technicznego.
Rysunek techniczny jest zapisem konstrukcji, którym posługuje się wiele osób
zajmujących się konstruowaniem, budową, eksploatację i demontażem urządzeń technicznych.
W związku z tym reguły i zasady rysowania muszą być jednoznaczne, przejrzyste, czytelne dla
wszystkich, wobec tego muszą być uregulowane i ujęte w normach.
Do elementów w rysunku technicznym należą:
− arkusze rysunkowe,
− linie rysunkowe,
− podziałka rysunku,
− tabliczki rysunkowe,
− pismo techniczne,
− oznaczenia i wymiarowanie części maszyn, itp.
Arkusze rysunkowe
Formaty arkuszy przeznaczonych do wykonania rysunków technicznych są
znormalizowane. Prostokątny kształt arkusza rysunkowego został tak dobrany, żeby każdy
arkusz, dwa razy większy lub dwa razy mniejszy, był podobny do pierwotnego, to jest aby
stosunek boku dłuższego do krótszego był zawsze taki sam.
Jako format podstawowy przyjęto arkusz o wymiarach 297 x 210 mm i oznaczono go
symbolem A4. Inne formaty są wielokrotnymi formatu podstawowego, to jest są 2, 4, 8 lub 16
razy większe od A4 i oznaczone symbolami A3, A2, A1, A0. Na każdym rysunku technicznym
bez względu na to jakiego jest formatu należy wykonać obramowanie. Obramowanie powinno
być wykonane linią ciągłą w odległości 5mm od krawędzi arkusza.
Linie rysunkowe
Także rodzaje i grubość linii stosowanych w rysunku technicznym maszynowym, są
znormalizowane.
Do rysowania elementów stosuje dwa rodzaje linii: cienką i grubą , przy czym proporcje
miedzy linią cienką i grubą powinny wynosić 1:2. Norma PN–82/N–01616 określa linie do
stosowania w różnych odmianach rysunku technicznego – maszynowego, budowlanego
i elektrycznego. Poniżej opisane są rodzaje linii stosowane w rysunku technicznym
maszynowym oraz ich podstawowe zastosowanie:
− linia gruba ciągła stosowana jest do widocznych krawędzi i zarysów przedmiotu, zarysów
kładów przesuniętych, obramowania rysunków,
− linia cienka ciągła stosowana jest do linii wymiarowych, pomocniczych linii wymiarowych,
kreskowania pola przekrojów, zarysów kładów miejscowych,

8
− linia cienka falista stosowana jest głównie przy kreśleniu ręcznym, jako zakończenia
cząstkowego lub przerywanego widoku bądź przekroju, bądź jako linia oddzielająca
widok od przekroju,
− linia cienka zygzakowa stosowana jest głownie przy kreśleniu automatycznym, ma
zastosowania takie jak linia cienka falista,
− linia gruba kreskowa służy do oznaczania dopuszczalnych obszarów obróbki
powierzchniowej,
− linią cienką kreskową kreśli się zarysy i krawędzie niewidoczne,
− linia gruba z długą kreską i kropką służy do ograniczania obszarów obróbki
powierzchniowej lub położenia płaszczyzn przekrojów,
− linia cienka z długą kreska i kropką stosowana jest do osi i płaszczyzn symetrii a także do
linii podziałowych,
− linia cienka z kreską i z dwiema kropkami służy do ukazania skrajnego położenia części
ruchomych.
Podziałka
Często rysunek przedmiotu nie może być wykonany w jego rzeczywistym wymiarze.
Stosuje się wówczas powiększenia lub pomniejszenia zgodne z przyjętą podziałką. W rysunku
stosuje się następujące podziałki:
− powiększające: 100:1, 50:1, 25:1, 20:1, 10:1, 5:1, 2.5:1, 2:1,
− naturalna: 1:1,
− zmniejszające: 1:2, 1:2.5, 1:5, 1:10, 1:20, 1:25, 1:50, 1:100, 1:200, 1:250, 1:500.
Na rysunku rozróżnia się podziałkę główną, w której została wykonana większość rzutów
i podziałki pomocnicze, w których zostały wykonane pewne szczegóły, zwykle
w powiększeniu.
Tabliczka rysunkowa
Dodatkowe informacje takie jak: dane autora, data utworzenia, nazwa elementu, skala
umieszczane są w tabliczce rysunkowej.
Rys. 1. Tabliczka rysunkowa
Pismo techniczne
Do opisywania rysunków stosuje się pismo techniczne, które opisane jest w odpowiednich
normach. Pismo techniczne pisze się na wyobrażalnej siatce, której wymiary zależą od grubości
linii pisma d i wysokości h wielkich liter i cyfr. Zgodnie z PN wysokość h wynosi:1,8; 2,5; 3,5;
5; 7; 14 i 20. Rozróżniamy pismo rodzaju A i pismo rodzaju B (częściej używane). Pismo
może być proste i pochyłe.
Na formatach A4 stosuje następujące zalecane wysokości pisma h:
− w napisach głównych h = 5 mm,
− w napisach pomocniczych h = 3,5 mm,
− w wymiarowaniu h = 2,5 mm.

9
Rys. 2. Charakterystyczne wielkości pisma technicznego: h – wysokość wielkiej litery, c – wysokość małej
litery, a – odstęp pomiędzy literami, b – odstęp pomiędzy wierszami, e – odstęp pomiędzy wyrazami,
d – grubość linii pisma, α – kąt pochylenia litery[4, s. 34]
Konstrukcję pisma stosowaną w dokumentacji technicznej z zastosowaniem wspomagania
komputerowego reguluje norma PN – EN ISO 3098–5.
Wymiarowanie części maszyn
By rysunek techniczny mógł stanowić podstawę do wykonania przedmiotu konieczne jest
zapisanie na rysunku wymiarów przedmiotu, jaki rysunek przedstawia – czyli zwymiarowanie
go. Wymiarowanie jest to podawanie wymiarów przedmiotów na rysunkach technicznych za
pomocą linii, liczb i znaków wymiarowych. Rysunek techniczny będący podstawą wykonania
przedmiotu, narysowany bez wymiarów albo z błędami i brakami w zakresie wymiarowania nie
ma żadnej wartości.
Linie wymiarowe rysuje się linią cienką równolegle do wymiarowanego odcinka
w odległości co najmniej 10 mm od krawędzi przedmiotu, zakończone są grotami
dotykającymi ostrzem krawędzi przedmiotu, pomocniczych linii wymiarowych lub osi symetrii.
Linie wymiarowe nie mogą się przecinać. Stosowane są także pomocnicze linie wymiarowe. Są
to linie ciągłe cienkie, będące przedłużeniami linii rysunku. Rysuje się je prostopadle do
mierzonego odcinka. Pomocnicze linie wymiarowe mogą się przecinać. Na rysunkach
technicznych maszynowych wymiary liniowe podaje się w milimetrach, przy czym oznaczenie
"mm" nie jest zapisywane.
Podczas wymiarowanie należy stosować się do zasad wymiarowania w rysunku
technicznym:
− stawiania wszystkich wymiarów koniecznych,
− niepowtarzania wymiarów,
− niezamykania łańcuchów wymiarowych,
− pomijania wymiarów oczywistych.
Przykłady wymiarowania elementów przedstawiono na rysunkach 3 i 4.
Zasada wymiarów koniecznych mówi, że zawsze należy podać wymiary gabarytowe.
Wymiary mniejsze rysujemy bliżej rzutu przedmiotu. Podane powinny być tylko te wymiary,
które są niezbędne do jednoznacznego określenia wymiarowego przedmiotu. Każdy wymiar na
rysunku powinien dawać się odmierzyć na przedmiocie w czasie wykonywania czynności
obróbkowych.
Zasada niepowtarzania wymiarów mówi, że nie należy nigdy powtarzać zapisu wymiaru
ani na tym samym rzucie, ani na różnych rzutach tego samego przedmiotu. Każdy wymiar
powinien być podany na rysunku tylko raz i to w miejscu, w którym jest on najbardziej
zrozumiały, łatwy do odszukania i potrzebny ze względu na przebieg obróbki.

10
Rys. 3. Przykład wymiarowania elementu Rys. 4. Rozmieszczenie linii wymiarowych
Zasada niezamykania łańcuchów wymiarowych mówi, że w łańcuchach wymiarowych nie
należy wpisywać wszystkich wymiarów, gdyż łańcuch zamknięty zawiera wymiary zbędne
wynikające z innych wymiarów. Łańcuchy wymiarowe powinny więc pozostać otwarte, przy
czym pomija się wymiar najmniej ważny.
Zasada pomijania wymiarów oczywistych mówi, że należy pomijać wymiary oczywiste
takie jak: wymiary kątowe, wynoszących 0o
lub 90o
, tj. odnoszących się do linii wzajemnie
równoległych lub prostopadłych.
Rodzaje rysunków
Szkic to rysunek odręczny, wykonany najczęściej na białym papierze. Szkic techniczny
służy do wstępnego zapisu informacji technicznej. Nie musi spełniać wszystkich kryteriów
rysunku technicznego. Najczęściej jest to rysunek nieskalowany.
Rysunek złożeniowy jest przedstawieniem przedmiotu w całości (rys. 5). Na rysunku takim
muszą być uwidocznione wszystkie części przedmiotu. W związku z tym na rysunkach
złożeniowych pokazuje się widoki, przekroje i detale. Wszystkie części przedmiotu muszą być
ponumerowane i opisane w tabelce rysunkowej. Rysunek złożeniowy może przedstawiać rzuty
prostokątne: maszyny, urządzenia lub jeden z ich podzespołów. Informuje on zazwyczaj o
wzajemnym usytuowaniu tych elementów, które wchodzą w skład danego mechanizmu.
W przypadku mechanizmu o skomplikowanych cechach geometrycznych, przedstawienie
na rysunku złożeniowym jego wszystkich szczegółów geometrycznych nie jest możliwe.
Trudno zatem wykonać mechanizm zgodnie z zamysłem konstruktora jedynie na podstawie
rysunku złożeniowego. Ułatwieniem dla wykonawcy są rysunki wykonawcze, zazwyczaj
wykonywane dla każdego elementu mechanicznego. Powinny być tam umieszczone wszystkie
szczegóły niezbędne do wykonania w warunkach przemysłowych.

11
Rys. 5. Przykład rysunku złożeniowego
Rysunkiem wykonawczym nazywa się taki rysunek, na podstawie którego można
praktycznie wykonać określony element mechanizmu. Rysunek wykonawczy jest jednym
z najważniejszych rysunków. Zawiera informacje na temat dokładności wykonania i rodzaju
materiału. Na rysunku wykonawczym znajdują się konieczne rzuty przedmiotu oraz wymagane
1

12
przekroje. Rysunek wykonawczy musi być wyposażony w tabelkę rysunkową. Musi ona
oprócz wielu koniecznych danych zawierać numer rysunku oraz wielkość podziałki. Numer
rysunku powinien być zgodny z numerem części na rysunku zestawieniowym. Małe części o
skomplikowanych kształtach rysuje się zazwyczaj w powiększeniu, dla ułatwienia
odczytywania rysunku. W takich przypadkach dobrze jest w lewym dolnym rogu arkusza
dorysować cienkimi liniami rzut główny tej części w podziałce 1:1. Ułatwi on wykonawcy
wyobrażenie sobie rzeczywistych wymiarów danej części maszyny. Rysunek wykonawczy
powinien przedstawiać element maszynowy w takiej liczbie rzutów, przekrojów (półwidoków
– półprzekrojów), jaka jest niezbędna do jednoznacznego określenia cech geometrycznych
wskazanego elementu. Ponadto powinien zawierać:
− wszystkie konieczne wymiary, wraz z ewentualnymi tolerancjami,
− tolerancje kształtu i położenia jeśli są potrzebne,
− oznaczenia dopuszczalnej chropowatości powierzchni i w razie potrzeby, żądanej
kierunkowości struktury powierzchni i falistości,
− wymagania dotyczące obróbki cieplnej, wykańczającej itd.,
− wymagania dotyczące powierzchniowych pokryć na przykład rodzaju lakierowania,
pokrycia galwanicznego i tym podobne,
− liczbę sztuk, która jest niezbędna dla jednej maszyny,
− szczegółową nazwę gatunku materiału (zgodną z normą), z którego należy wykonać daną
część,
− ewentualne wymagania dotyczące symboli, napisów, wytłoczeń jakie powinny być
umieszczone na wykonanym elemencie oraz ich usytuowanie.
Rys. 6. Rysunek wykonawczy
W celu sporządzenia rysunków wykonawczych elementów wchodzących w skład
wskazanego mechanizmu, należy poznać jego przeznaczenie i funkcjonowanie oraz wyobrazić
sobie cechy geometryczne poszczególnych elementów składowych. Proces ten nosi nazwę
detalowania. Rzuty prostokątne lub aksonometryczne wskazanych elementów danego
mechanizmu są graficznym zapisem naszych wyobrażeń.

13
W celu odróżnienia wskazanego elementu na rysunku złożeniowym od innych elementów
danego mechanizmu należy zwrócić uwagę na kierunek kreskowania oraz na wartości
liczbowe określonych wymiarów tego elementu na poszczególnych rzutach. W przypadku
jakichkolwiek wątpliwości, należy zwrócić się do osoby, która konstruowała ten mechanizm.
Według jednej z zasad rysunku technicznego każdy element mechanizmu powinien być
wyróżniony określonym kątem pochylenia linii kreskowania oraz podziałką kreskowania.
Dotyczy to każdego rzutu lub przekroju na określonym rysunku złożeniowym, przekroju, czy
odniesieniu do sąsiedniego elementu wchodzącego w skład danego rysunku złożeniowego.
Rysunek montażowy jak sama nazwa mówi pokazuje nam sposób montażu przedmiotu.
Zawiera tylko wymiary potrzebne do montażu przedmiotu.
Przybory rysunkowe i kreślarskie
Rysunki techniczne sporządza się za pomocą przyborów rysunkowych (rys. 7 i 8)
Rys. 7. Tradycyjny przybornik kreślarski: a − cyrkiel uniwersalny, b − przenośnik, c − cyrkiel uniwersalny,
d − zerownik, e − odmierzacz, f − grafiony, g − zasobnik z grafitami, h − szpilka, i − gniazdo
środkujące, a1, c1, d1 − wkładki z grafitem, a2, c2, d2 − wkładki z grafionami, a3 − wkładka z igłą,
a4 − przedłużacz. [2, s. 15]
Rys. 8. Przybory kreślarskie: a) komplet trójkątów; b) krzywik; c) i d) wzorniki rysunkowe [2, s. 17]
Szkicowanie i kreślenie
Przy wykonywaniu rysunków powinna być zachowana pewna kolejność czynności.
Pierwszą czynnością jest wykonanie szkicu. Szkic powinien zawierać wszystkie informacje
potrzebne do wykonania przedmiotu i może być wykorzystany do jego wytworzenia lub jest

14
podstawą do wykreślenia rysunku technicznego: ołówkiem, tuszem lub z użyciem komputera
– programu typ CAD.
Szkic przedmiotu wykonywany jest odręcznie na papierze w kratkę ołówkami grafitowymi
miękkimi. Płaskie przedmioty o jednakowej grubości przedstawia się na szkicu w taki sposób,
jak gdyby leżały na płaszczyźnie rysunku. Najprostszym przypadkiem szkicowania jest
odwzorowanie przedmiotu w jego rzeczywistych wymiarach. Gdy nie jest możliwe to duże
przedmioty szkicuje się w proporcjonalnym zmniejszeniu, a małe w proporcjonalnym
zwiększeniu względem odpowiednich wymiarów naturalnych.
Rzutowanie aksonometryczne i prostokątne
Rzutowanie aksonometryczne służy do poglądowego przedstawienia przedmiotu
w jednym rzucie. Szczególnie do takich rysunków jak tablice ścienne do celów szkoleniowych,
rysunki ofertowe, do prospektów handlowych, do katalogów części zamiennych. Niekiedy na
rysunkach w rzutach prostokątnych, dorysowany jest rzut aksonometryczny, zwykle w
zmniejszeniu, dla ułatwienia odczytania rysunku.
Rys. 9. Figura płaska w izometrii [4, s. 57]
Wyróżniamy rzuty aksonometryczne: izometryczne, dimetryczne ukośne oraz dimetryczne
prostokątne, jedno– i dwumiarowe. Z tych trzech rzutów najłatwiej wykonać rzuty ukośne,
natomiast rysunki wykonane w rzucie dwumiarowym wyglądają najbardziej naturalnie.
W rzutowaniu aksonometrycznym przyjmuje się położenie przedmiotu tak, aby jego
krawędzie lub inne charakterystyczne wielkości (np. wysokość) były równoległe do osi układu
współrzędnych.
Rys. 10. Figura płaska w aksonometrii ukośnej [4, s. 58]

15
Przedstawienie przedmiotu trójwymiarowego na dwuwymiarowym rysunku wymaga
zastosowania rzutów prostokątnych, który pokazuje przedmiot z kilku stron. Aby przedstawić
przedmiot trójwymiarowy na rysunku wystarczy przedstawienie go w trzech ujęciach, dlatego
przyjęto układ rzutowania wykorzystujący trzy płaszczyzny wzajemnie prostopadłe zwane
rzutniami. Na każdej z nich przedstawiamy rzut prostokątny przedmiotu.
Rzutowanie prostokątne metodą europejską E polega na wyznaczeniu rzutów
prostokątnych przedmiotu na wzajemnie prostopadłych rzutniach, przy założeniu, że przedmiot
znajduje się między obserwatorem a rzutnią. Jeśli przedmiot umieszczony jest wewnątrz
umyślnego prostopadłościanu, którego ściany są rzutniami, i wyznaczone zostaną rzuty
prostokątne według metody E, to po rozwinięci tych ścian otrzymamy układ rzutów tego
przedmiotu.
a) b)
Rys. 11. Zasady powstawania siatki rzutu a) prostopadłościan rzutni: A – rzut z przodu (rzut główny), B –
rzut z góry, C – rzut od lewej strony, D – rzut od prawej strony, E – rzut z dołu, F – rzut z tyłu, b)
sposób rozłożenia siatki rzutu [1]
Rzutowanie metodą amerykańską A różni się od metody E tym, że rzutnia znajduje się
między obserwatorem a przedmiotem rysowanym. Powoduje to, że w układzie A niektóre
rzuty są poprzestawiane w porównaniu z układem według metody E (rzuty B z E i C z D)
Oznaczeniem graficznym metod rzutowania A i E są dwa rzuty stożka ściętego
w odpowiednich metodach. Oznaczenia takie, jeśli są potrzebne powinny być umieszczone na
tabliczce rysunkowej.
Jeżeli istnieją trudności z rozmieszczeniem rzutów dopuszcza się dowolne rozmieszczanie
rzutów na jednym lub wielu arkuszach, pod warunkiem zaznaczenia na jednym z rzutów
kierunków rzutowania za pomocą strzałek i dużych liter. Te same litery powtarza się nad
odpowiednimi rzutami. Jeżeli ze względu na wielkość pojedynczy rzut musi być narysowany
w częściach na oddzielnych arkuszach to dla orientacji należy pokazać jego zarys w
zmniejszeniu na każdym arkuszu.
W rysunku technicznym rzuty przedmiotów można przedstawić za pomocą:
− widoków,
− przekrojów,
− kładów.
Widokami nazywamy rzuty przedmiotów przedstawiające ich zewnętrzne kształty.
Przekrój to rzut pokazujący wewnętrzną budowę przedmiotów wydrążonych. Kład to zarys
figury utworzonej przez przecięcie przedmiotu tylko jedną płaszczyzną przekroju.

16
Wykorzystanie programów komputerowych w rysunku technicznym
Obecnie w sporządzaniu dokumentacji technicznej niezbędne stają się komputery
i specjalistyczne oprogramowanie. Pozwala ono na szybkie wykonanie rysunków, wielokrotne
poprawianie i przenoszenie detali. Rysunki sporządzane z pomocą komputera mają lepszą
jakość i dokładność, niż rysunki sporządzane ręcznie. Jednak w niektórych wypadkach, na
przykład wykonanie szkiców nie ma potrzeby angażowania komputera.
Programy te oprócz funkcji rysowania pozwalają na wykonanie obliczeń konstrukcyjnych i
kinematycznych. Większość pakietów oprogramowania stosowanego w sporządzaniu
dokumentacji są to programy typu CAD, na przykład AutoCAD.
Oznaczenia chropowatości
Chropowatość powierzchni jest to cecha powierzchni ciała stałego która oznacza
rozpoznawalne optyczne lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni
niewynikające z jej kształtu. Wielkość chropowatości powierzchni zależy od rodzaju materiału
i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki. W budowie maszyn stosuje się najczęściej
parametr określający średnie arytmetyczne odchylenie profilu chropowatości (Ra), określany
jest jako średnia arytmetyczna wartości bezwzględnych odchyleń profilu od linii średniej w
przedziale odcinka elementarnego. Na rysunku podaje się wartość chropowatości
w mikrometrach. Zalecane przez normę wartości parametru Ra podano w tablicy 1.
Tabela 1. Zalecane wartości parametru Ra [μm]
Ra
[μm]
Ra
[μ m]
Ra
[μ m]
400 12,5 0,40
200 6,3 0,20
100 3,2 0,100
50 1,6 0,050
25 0,80 0,025
Podstawowym znakiem graficznym używanym do oznaczenia chropowatości na rysunku
jest znak składający się z dwóch odcinków prostej o różnej długości, nachylonych pod kątem
600
, do linii oznaczającej powierzchnię. A – to miejsce na wskaźnik chropowatości np. Ra, B –
to miejsce na sposób obróbki lub inne informacje, a C – to miejsce na znak kierunkowości
struktury. Wysokości H1 i H2 dobierane są w zależności od wysokości pisma na arkuszu
rysunkowym.
Rys. 12. Podstawowy znak chropowatości Rys. 13. Wymiary znaku chropowatości
Rys. 14. Rodzaje znaków chropowatości w zależności od obróbki powierzchni

17
Znak na rys. 14a używany jest do oznaczania kilku powierzchni przedmiotu, najczęściej w
zbiorczych oznaczeniach chropowatości.
Na rys. 14b przedstawiony jest znak stosowany, gdy żądaną chropowatość powierzchni
otrzymuje się obojętnie czy ze zdjęciem warstwy materiału czy bez. Znak na rys. 14c używany
jest, gdy żądana chropowatość powierzchni otrzymana jest wyłącznie ze zdjęciem warstwy
materiału, zaś na rys. 14d bez zdejmowania warstwy materiału. Znak na, rys. 14e, stosowany
jest, gdy należy zachować chropowatość z poprzedniego procesu technologicznego lub do
wyrobów hutniczych, np. surowy odlew. Ostatni znak używany jest do podawania
szczegółowych cech chropowatości powierzchni.
Jeżeli wszystkie powierzchnie mają jednakową chropowatość (rys. 15) stosuje się jeden
zbiorczy symbol chropowatości, wówczas symbol taki rysowany jest linią grubą.
Oznaczenia tolerancji
Wykonanie przedmiotu, w którym wymiary rzeczywiste są dokładnie równe wymiarowi
nominalnemu jest bardzo trudne, a czasami niemożliwe. Dlatego podaje się zawsze graniczne
odchyłki wymiarowe, dla których wymiar rzeczywisty musi znajdować się pomiędzy tymi
granicami. Wymiarem względem którego określa się odchyłki, to wymiar nominalny N. Górny
wymiar graniczny B (Bo – dla wymiaru wewnętrznego i Bw – dla wymiaru zewnętrznego) jest
to największa dopuszczalna wartość wymiaru tolerowanego.
Dolny wymiar graniczny A (Ao – dla wymiaru wewnętrznego i Aw – dla wymiaru
zewnętrznego) jest to najmniejsza dopuszczalna wartość wymiaru tolerowanego.
Rys. 15. Umieszczanie oznaczenia chropowatości na rysunkach
Odchyłka górna (ES – dla wymiaru wewnętrznego i es – wymiaru zewnętrznego) jest to
różnica między górnym wymiarem granicznym, a wymiarem nominalnym.
ES = es = B – N
Odchyłka dolna (EI – dla wymiaru wewnętrznego i ei – dla wymiaru zewnętrznego) jest to
różnica między dolnym wymiarem granicznym, a wymiarem nominalnym.
EI = ei = A – N

18
Pole tolerancji T to obszar zawarty między górnym i dolnym wymiarem granicznym.
T = B – A = es – ei = ES – EI
Rys. 16. Określenia położenia wymiarów, odchyłek i tolerancji
Zasady tolerowania zostały znormalizowane. Wyróżnia się tolerowanie symetryczne,
w którym bezwzględne wielkości odchyłek są równe, lecz różnią się znakami (rys. 17a),
tolerowanie asymetryczne, przy którym jedna z odchyłek jest równa zeru (rys. 17b),
tolerowanie asymetryczne dwustronne, gdy wartości oraz znaki odchyłek są różne (rys. 17c),
tolerowanie jednostronne, gdy obie odchyłki mają jednakowe znaki (rys. 17d).
Tolerowanie asymetryczne dzielimy na tolerowanie w głąb lub na zewnątrz materiału.
Rozróżniamy:
− tolerowanie swobodne, przy którym wartości odchyłek nie zostały znormalizowane
i ustala je konstruktor,
− tolerowanie normalne, dla którego odchyłki wynikają ze znormalizowanego systemu
odchyłek.
Rys. 17. Sposoby oznaczenia tolerancji: a) symetryczna – obie odchyłki posiadają taką samą wartość,
b) asymetryczne jednostronne – jedna z odchyłek ma wartość zero, c) asymetryczna dwustronna –
obydwie odchyłki są różne, lecz mają różne znaki, d) jednostronne – gdy obie odchyłki mają
jednakowe znaki
Zasady tolerowania swobodnego ustalają, że wymiary zewnętrzne i wewnętrzne
tolerujemy zawsze w głąb materiału. W tolerowaniu normalnym nie podajemy odchyłek
liczbowych, lecz znormalizowane symbole składające się z litery oraz liczby (rys. 18)

19
Rys. 18. Zapis rysunkowy tolerowania normalnego
W zapisie wymiarów tolerowanych obok liter np. h, H, które oznaczają klasę dokładności
wykonania, obowiązuj także 20 klas dokładności: 0,1; 0; 1; 2 … 18, w kierunku malejącej
dokładności. Wartości odchyłek odczytane z norm, podawane zawsze w mm, zapisuje się
w tabelce, umieszczonej w lewym górnym rogu rysunku (rys. 19).
Rys. 19. Tabelka odchyłek umieszczana na rysunku
Na rysunkach technicznych zaznacza się także oprócz odchyłek wymiarowych, odchyłki
w kształcie powierzchni lub we wzajemnym położeniu. Podstawowe rodzaje tych odchyłek
przedstawione są w tabeli 2.
Tabela 2. Tolerowanie kształtu i położenia
Odmiany tolerancji Oznaczenie Rodzaj tolerancji
Tolerancja prostoliniowości
Tolerancja płaskościTolerancje kształtu
Tolerancja kołowości
Tolerancja równoległości
Tolerancje położenia
Tolerancja prostopadłości
Tolerancje złożone
(położenia i kształtu)
Tolerancja bicia (promieniowego
i osiowego)

20
a) b)
Rys. 20. Oznaczanie tolerancji kształtu i położenia: a) równoległość płaszczyzn (odchyłki nierównoległości
oznaczonych płaszczyzn nie mogą przekraczać 0,05mm), b) prostopadłość (odchyłki prostopadłości
oznaczonej płaszczyzny w stosunku do płaszczyzny „A” nie mogą przekraczać 0,1 mm)
Oznaczenie tolerancji kształtu składa się ze znaku rodzaju tolerancji i z wartości liczbowej
tolerancji w milimetrach, ujętych w ramkę prostokątną o dwóch polach lub trzech. Ramkę
łączy się, cienką linią zakończoną strzałką, z linią zarysu tolerowanego elementu przedmiotu
lub z przedłużeniem linii zarysu. Przykłady podano na rysunku 20.
Pasowanie
Pasowanie jest to połączenie dwóch elementów o jednakowym wymiarze nominalnym
i różnych odchyłkach. Podczas łączenia ze sobą dwóch współpracujących części (np. wałka
i otworu), w połączeniu może wystąpić luz lub wcisk.
Rozróżniamy: pasowanie luźne, pasowanie mieszane, pasowanie ciasne
Pasowanie luźne (ruchowe) jest to połączenie, w którym występuje luz, elementy
pasowane mogą się przemieszczać względem siebie. Pasowanie mieszane jest to połączenie, w
którym może wystąpić niewielki luz lub niewielki wcisk (luz ujemny), Pasowanie ciasne jest to
połączenie, w którym występuje wcisk, elementy pozostają w spoczynku względem siebie po
zmontowaniu.
W ogólnej budowie maszyn używa się powszechnie pasowania:
− na zasadzie stałego otworu – H,
− na zasadzie stałego wałka – h.
Zasada stałego otworu – średnicę otworu toleruje się zawsze w głąb materiału, żądane
pasowanie uzyskuje się poprzez dobranie odchyłek wałka.
Zasada stałego wałka – średnicę wałka toleruje się zawsze w głąb materiału, żądane
pasowanie uzyskuje się poprzez dobranie odchyłek otworu.
Rys. 21. Pasowanie wg zasady stałego otworu
Rys. 22. Pasowanie wg zasady stałego wałka

21
Zgodnie z międzynarodowym układem tolerancji i pasowań dla wałka i otworu podaje się
jego wymiar nominalny oraz literę i liczbę oznaczającą tzw. klasę wykonania. Klas wykonania
jest 20. W każdej klasie dla poszczególnych zakresów średnic ustalono odpowiadające im
odchyłki.
1. wymiar nominalny pasowania,
2. symbol odchyłki otworu,
3. klasa dokładności otworu,
4. ukośna kreska (może być pozioma),
informacja o polu
tolerancji otworu,
5. symbol odchyłki walka,
6. klasa dokładności wałka,
informacja o polu
tolerancji wałka,
informacja o pasowaniu:
pasowanie luźne z układu
pasowań stałego otworu,
Rys. 23. Objaśnienie opisu pasowania
Rys. 24. Rysunek zestawieniowy z wykazem części.1
1 Rysunek z katalogu producenta pomp

22
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie materiały i przybory kreślarskie wykorzystuje się w rysunku technicznym?
2. Jakie są rodzaje rysunków?
3. Jaka jest różnica między szkicem a rysunkiem technicznym?
4. Jakie są rodzaje i grubości linii znormalizowanych?
5. Na czym polega rzutowanie prostokątne?
6. Jak należy dobierać podziałki w rysunku technicznym?
7. Jakie elementy powinien zawierać arkusz rysunkowy?
8. Co zawiera tabliczka rysunkowa w rysunku złożeniowym?
9. Jakie rodzaje rysunków występują w dokumentacji technicznej?
10. Co to jest szkic?
11. Jakie są podstawowe cechy rysunku złożeniowego?
12. W jakich sytuacjach niezbędny jest rysunek wykonawczy?
13. Jakie elementy zawiera rysunek wykonawczy?
14. Czym charakteryzuje się rysunek zestawieniowy?
15. Co to jest schemat kinematyczny?
16. Jakie są cechy rysunku montażowego?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj na arkuszu papieru milimetrowego formatu A3 przedstawiony przedmiot
w podziałce 2:1 i 1:2. Wpisz liczby wymiarowe na rysunku.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) dokonać analizy rysowanego przedmiotu,
3) zaplanować rozmieszczenie przedmiotu na papierze milimetrowym formatu A3,
4) wykonać rysunki w podziałce.
150
120
120
100
20
20
40
80
2×ø12

23
Wyposażenie stanowiska:
− papier milimetrowy formatu A3,
− przybory rysunkowe i kreślarskie,
− literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Naszkicuj walec w aksonometrii ukośnej. Ćwiczenie wykonaj na arkuszu A4.
2) przyjąć wymiary walca,
3) zaplanować rozmieszczenie figury,
4) wykonać szkic,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
− przybory i materiały kreślarskie,
− figury geometryczne,
Ćwiczenie 3
Wykonaj rysunki wykonawcze do otrzymanych rysunków złożeniowych.
1) określić, czy otrzymane rysunki są wystarczające do wykonania rysunków wykonawczych,
2) sporządzić odpowiednie rysunki,
3) dokonać oceny ich poprawności porównując z rysunkami wzorcowymi otrzymanymi od
nauczyciela,
4) wskazać różnice między rysunkiem wykonanym a wzorcowym,
5) dokonać korekty błędów w swoich rysunkach.
− rysunki przygotowane przez nauczyciela,
− przybory do rysunku technicznego,
− odpowiednie PN,
− przybory do pisania.

24
Ćwiczenie 4
Na podstawie rzutu prostokątnego wyobraź sobie jak wygląda przedmiot i narysuj go
w rzucie aksonometrycznym.
Rysunek do ćwiczenia 4
1) zapoznać się z rysunkiem do ćwiczenia 4,
2) wyobrazić sobie przedmiot narysowany na rysunku w trzech wymiarach,
3) wykonać rysunek w rzutowaniu aksonometrycznym,
4) sprawdzić poprawność wykonanego rysunku.
− arkusz papieru milimetrowego formatu A4,
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wykonać rysunki przedmiotów zgodnie z regułami rysunku technicznego?
2) określić różnice między szkicem a rysunkiem?
3) zastosować zasady wymiarowania?
4) wykonać rysunek techniczny w skali?
5) skorzystać z PN dotyczącej rysunku technicznego?
6) zinterpretować rysunki techniczne przedmiotów, połączeń i części maszyn?

25
4.2. Zasady sporządzania planów instalacji
Symbole graficzne stosowane w schematach elektrycznych
Na rysunkach przedstawiających instalacje elektryczne stosuje się znormalizowane,
umowne symbole i oznaczenia bez znajomości, których odczytywanie tych rysunków jest
niemożliwe.
W elektrotechnice rysunki konstrukcyjne maszyn i urządzeń wykonuje się zgodnie
z zasadami rysunku maszynowego, natomiast w schematach elektrycznych i planach instalacji
stosuje się znormalizowane symbole graficzne, będące umownym przedstawieniem
rysunkowym elementów maszyn i urządzeń elektrycznych, sieci itd.
Rozróżnia się cztery grupy schematów elektrycznych:
− schematy podstawowe, na których pokazuje się najważniejsze funkcjonalne części
składowe obiektu, ich przeznaczenie i wzajemne powiązania; schematy te dzieli się na:
strukturalne i funkcjonalne,
− schematy wyjaśniające, na których pokazuje się wszystkie funkcjonalne części składowe
obiektu i połączenia elektryczne; schematy te służą między innymi za podstawę do
wykonania schematów wykonawczych i planów wykonawczych, a dzielą się na: zastępcze
(uproszczone) i obwodowe,
− schematy wykonawcze (montażowe) połączeń wewnętrznych, powiązań elektrycznych
i przyłączeń zewnętrznych,
− plany instalacji elektrycznych i rozmieszczenia urządzeń oraz plany sieci lub linii.
W tym poradniku zostaną zaprezentowane tylko symbole najczęściej występujące na
schemat i planach instalacji elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych. Wykaz
wszystkich symboli oraz ich kształt znajdziesz we właściwych normach.
Rys. 25. Symbole graficzne rodzajów prądów i impulsów: a) prąd stały, b) prąd przemienny, c) przemienny
trójfazowy o częstotliwości 50 Hz, d) przemienny średniej częstotliwości, e) przemienny wielkiej
częstotliwości, f) przemienny o częstotliwości 1000 MHz, g) prąd stały lub przemienny, h) prąd
tętniący, j) impuls prostokątny, k) prostokątny dwukierunkowy [1, s. 188]
Rys. 26. Oznaczenia przewodów elektrycznych: a) przewód neutralny, b) ochronny, c) wspólny przewód
ochronny i neutralny, d) linia 3 fazowa z przewodem neutralnym i ochronnym [1, s. 189]

26
Rys. 27. Symbole graficzne linii i przewodów elektrycznych instalacji wnętrzowych: a) linia, przewód, tor
ułożony na stałe, b) przewód giętki, c) przewód dwużyłowy, d) przewód trójżyłowy, e) przejście
z symbolu jednokreskowego linii wieloprzewodowej, np. pięcioprzewodowej, f) linia
jednoprzewodowa, g) przewód ekranowany, h) przewód ekranowany z oznaczeniem końców
ekranu, j) z oznaczeniem miejsca uziemienia ekranu, k) przewód współosiowy, l) koniec
przewodów nieprzyłączonych, m) koniec przewodu nieprzyłączonego i specjalnie izolowany, n)
para współosiowa ekranowana [1, s. 189]
Rys. 28. Symbole graficzne niektórych urządzeń zasilających i rozdzielczych: a) bateria akumulatorowa,
b) transformator, c) prostownik półprzewodnikowy, d) rozdzielnica, e) skrzynka przyłączowa,
f) puszka, g) puszka przelotowa lub odgałęźna [1, s. 190]
Rys. 29. Symbole graficzne łączników instalacyjnych: a) łącznik instalacyjny prosty, b) łącznik
jednobiegunowy, c) jednobiegunowy z lampką sygnalizacyjną, d) ściemniacz, e) łącznik grupowy,
f) szeregowy, g) schodowy, h) krzyżowy, j) łącznik dwubiegunowy, k) łącznik cięgnowy, l) łącznik
sterowany kluczem. [1, s. 190]

27
Rys. 30. Symbole graficzne gniazd wtykowych: a) gniazdo instalacyjne, b) gniazdo trójbiegunowe, c)
gniazdo ze stykiem ochronnym, d) gniazdo z łącznikiem, e) gniazdo instalacji telekomunikacyjnej,
f) wtyczka, g) wtyk i gniazdo, h) gniazdo z transformatorem separacyjnym [1, s. 189]
Rys. 31. Symbole graficzne urządzeń oświetleniowych: a) punkt świetlny z żarówką, b) z łącznikiem
jednobiegunowym, c) regulowanym strumieniem świetlnym, d) oświetlenia awaryjnego [1, s. 190]
Rys. 32. Przykładowy schemat wykonawczy – sterowanie silnika indukcyjnego do pracy
nawrotnej (lewo – prawo) [1, s. 192]

28
Rys. 33. Przykład schematu montażowego – elektrycznej instalacji obrabiarki [1, s. 193]
Instalacje pneumatyczne i hydrauliczne
Podobnie jak do pokazania schematów układów elektrycznych tak i w pneumatyce
i hydraulice wprowadzono znormalizowane symbole, które zastępują rysunki elementów.
Istotna różnica w działaniu tych układów wynika z różnych własności mediów
napędzających: w układach pneumatycznych występuje sprężone powietrze, a w układach
hydraulicznych – oleje hydrauliczne syntetyczne lub mineralne.
Do łączenia wszystkich elementów pneumatycznych i hydraulicznych stosuje się przewody
powietrzne lub hydrauliczne (węże gumowe lub rurki stalowe). Przewody te muszą być
wykonane z odpowiednio dobranych materiałów, które nie powinny wchodzi w reakcję
z czynnikiem roboczym. Dodatkowo przewody te powinny posiadać odpowiednio grube
ścianki, by w trakcie największego ciśnienia nie dochodziło do nadmiernych odkształceń
przewodów oraz by uniknąć ich przerwania. W celu wzmocnienia węże elastyczne umieszcza
się w oplocie z włókien sztucznych lub też w pancerzu stalowym.
Na końcach węży zaciska się końcówki gwintowe, za pomocą których podłącza się
przewody do elementów funkcjonalnych.
Zadaniem zaworów odcinających jest umożliwienie swobodnego przepływu cieczy przez
przewód lub szczelne jego zamknięcie.

29
Zadaniem zaworów zwrotnych jest umożliwienie swobodnego przepływu czynnika
w jednym kierunku i samoczynne odcięcie przepływu w kierunku przeciwnym
Tabela 3. Symbole graficzne zaworów zwrotnych
Symbol graficzny Nazwa i opis zaworu
Zawór odcinający napęd ręczny
bez sprężyny
Zawór zwykły
ze sprężyną
bez odprowadzenia przecieków
Zawór sterowany
pojedynczy
z odprowadzeniem przecieków
Zadaniem rozdzielaczy − nazywanych niekiedy zaworami rozdzielczymi − jest
doprowadzenie i odprowadzenie cieczy z gałęzi układu hydrostatycznego, są one sterowane
sygnałem zewnętrznym. Najczęściej rozdzielacz służy do połączenia silnika hydraulicznego lub
pneumatycznego z pompą i zbiornikiem, a więc do sterowania pracą silnika lub siłownika.
Tabela 4. Symbole graficzne rozdzielaczy jednostopniowych
Symbol graficzny Nazwa i opis rozdzielacza
3/2, zaworowy,
3/2, zaworowy,
4/2, sterowany dźwignią, ustalany sprężyną
4/2, sterowany elektromagnesem, ustalany sprężyną
4/2, sterowany elektromagnesami, impulsowy

30
Najbardziej rozpowszechnione są rozdzielacze suwakowe sterowane ręcznie, jednak
można spotkać rozdzielacze sterowane elektrycznie. W takich urządzeniach zamiast dźwigni
ręcznej do przesuwania suwaka rozdzielacza wykorzystywane są elektromagnesy.
Tabela 5. Symbole graficzne sterowań rozdzielaczy
Symbol graficzny Nazwa i opis sterowania
symbol ogólny
dźwignia
przycisk wciskany
przycisk wyciągany
Sterowanie ręczne
przycisk obrotowy
popychacz
sprężynaSterowanie
mechaniczne
rolka
Przez wzrost ciśnienia
Przez spadek ciśnienia
pośrednie (elementem pomocniczym) przez wzrost
ciśnienia
Sterowanie
hydrauliczne
pośrednie (elementem pomocniczym) przez spadek
ciśnienia
jedna cewka o stałej charakterystyce
Sterowanie
elektryczne pomocniczy silnik elektryczny
Zadaniem silnika wyporowego, nazywanego najczęściej silnikiem hydraulicznym, jest
zamiana energii ciśnienia cieczy na energię mechaniczną ruchu obrotowego. Zasada działania
silnika jest odwróceniem zasady działania pompy wyporowej. Polega na doprowadzeniu cieczy
pod ciśnieniem do komór wyporowych, które mogą zmieniać swoją objętość przez
wymuszenie ruchu elementów wyporowych. Z kolei ruch tych elementów, zamieniany jest na
ruch obrotowy wałka wyjściowego silnika. Ciecz, która oddała swoją energię elementom
wyporowym silnika, jest odprowadzana do zbiornika.
Siłowniki jednostronnego działania wykonują ruch roboczy (wysuw) pod działaniem
cieczy pod ciśnieniem, doprowadzonej do komory roboczej. Ruch powrotny (wsuw) może być
wykonany pod wpływem siły ciężkości lub siły sprężyny, podczas tego ruchu ciecz jest
odprowadzana z komory roboczej do zbiornika.

31
Tabela 6. Symbole najczęściej występujących siłowników hydraulicznych
l.p. Symbol Opis
1
Siłownik dwustronnego działania jednotłoczyskowy bez układów
tłumienia ruchu w skrajnych położeniach tłoka
2
Siłownik dwustronnego działania jednotłoczyskowy ze stałym
układem tłumienia ruchu w skrajnym położeniu tłoka
3
Siłownik dwustronnego działania dwutłoczyskowy bez układów
tłumienia ruchu w skrajnych położeniach tłoka
4
Siłownik dwustronnego działania dwutłoczyskowy,
z regulowanym układem tłumienia ruchu w skrajnych
położeniach tłoka
5 Siłownik nurnikowy
6 Siłownik teleskopowy jednostronnego działania
7 Siłownik dwustronnego działania wahliwy
Dla przykładu zaprezentowano ideowy schemat chłodzenia tulei cylindrowych i głowic
silników okrętowych (rys. 34). Układ przedstawiony na rysunku jest układem wspólnym dla
silników pomocniczych i silnika głównego. Spotyka się również układy rozdzielone, gdy
wymagane są różne temperatury (ciśnienia) czynnika na dolocie i odlocie z różnych gałęzi
obiegu.
Chłodzenie jest realizowane przez instalację typu obiegowego. Przepływ wody
wymuszony jest pracą pompy 4 lub 5. Wymóg stałej temperatury na dolocie lub odlocie
z silnika realizuje się dzięki zaworowi termostatycznemu (8).
Bardzo ważną rolę odgrywa w instalacji zbiornik wyrównawczy [3], zwany również
kompensacyjnym. Umieszcza się go z reguły w szybie maszynowym powyżej silnika
(połączony jest rurociągiem ze stroną ssącą pompy). Do tego zbiornika doprowadzone są
wszystkie odpowietrzenia elementów silnika, w których istnieje możliwość powstania korków
powietrznych. Zbiornik taki poprawia ponadto warunki pracy pompy (pracuje ona
z napływem), umożliwia kompensację zmian objętości wody w wyniku zmian jej temperatury,
uzupełnia system wodą, umożliwia dodawanie środków chemicznych w celu poprawy
parametrów wody chłodzącej.
Ilość ciepła odprowadzana w wodzie chłodzącej tuleje cylindrowe i głowice jest bardzo
duża i sięga wartości 10–12% ilości ciepła zawartego w spalanym paliwie (tj. strumień ciepła
odpadowego sięga około 20–25% mocy znamionowej silnika). Dlatego też próbuje się
odzyskać część tego ciepła (temperatura tej wody ma 65–85°C), dokonując tzw. utylizacji.
Dla przykładu powszechnie montuje się w tych instalacjach wyparowniki wykorzystujące
ciepło wody chłodzącej w celu odparowania wody morskiej (wytwornice wody słodkiej).

32
Odpowiednie ciśnienie wody słodkiej powinniśmy otrzymać przy w pełni otwartym
zaworze na tłoczeniu pompy. Aby nie ulegało ono wahaniom w wyniku zmian charakterystyki
instalacji (np. wskutek tworzenia się osadów i zmniejszenia się przekrojów na powierzchniach
wymiany ciepła) umieszcza się za silnikiem, na odlocie wody chłodzącej, stałą kryzę (zwężkę)
dławiącą. Ma ona tak dobrany przekrój, aby zapewnić wymagane ciśnienie i natężenie
przepływu wody chłodzącej.
Rys. 34. Schemat ideowy instalacji chłodzenia tulei cylindrowych wspólny dla silnika głównego
i pomocniczych (B&W) 1 – Silnik główny, 2 – oddzielacz powietrza, 3 – zbiornik wyrównawczy
(kompensacyjny) 4 – pompa wody chłodzącej, 5 – rezerwowa pompa wody chłodzącej,
6 – wyparownik, 7 – chłodnice wody, 8 – zawór termostatyczny, 9 – silniki pomocnicze,
10 – portowa pompa wody chłodzącej 11 – kryza (zwężka)
Zmiana obciążenia silnika powoduje zmianę ilości ciepła odbieranej przez wodę chłodzącą.
Aby zapewnić tę samą temperaturę wody na odlocie z silnika, konieczna jest regulacja ilości
wody kierowanej do chłodnicy. Ten proces regulacji jest obecnie zautomatyzowany przez
zastosowanie zaworu termostatycznego. Odpowiednią temperaturę wody chłodzącej silnik
otrzymuje się w wyniku zmieszania dwu strumieni: wody przepływającej i omijającej chłodnicę.
Woda z obiegu wysokotemperaturowego (HT), zaznaczona liniami przerywanymi, jest
schładzana w chłodnicach (7), w których odprowadzane jest ciepło odpadowe z silnika
głównego, silników zespołów prądotwórczych i innych urządzeń siłowni. Tylko część tej wody
uzupełnia obieg wysokotemperaturowy. Bocznikowo w ten obieg można włączyć wyparownik
wody słodkiej (6). W czasie pracy tego wyparownika – jego bateria grzewcza pełni funkcję
jednej z chłodnic wody słodkiej obiegu HT. Temperaturę tego obiegu reguluje (stabilizuje)
zawór termostatyczny znaj dujący się na ssaniu pomp (4). Temperaturę obiegu
niskotemperaturowego (NT) regulują zawory termostatyczne znajdujące się na odlocie
z chłodnic centralnych (7).
1
4
5
9
910
7
8
2
3
6
9
7
11

33
1. Jakie istnieją rodzaje schematów elektrycznych?
2. Jakie są stosowane symbole elementów elektrycznych?
3. Co przedstawia plan instalacji elektrycznej?
4. Jakie występują na rysunkach technicznych rodzaje symboli urządzeń oświetleniowych?
5. Jakie rodzaje przewodów elektrycznych są stosowane na statkach?
6. Jakie są symbole elementów pneumatycznych i hydraulicznych?
7. W jaki sposób oznacza się zawory pneumatyczne i hydrauliczne?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Uzupełnij brakujące treści tabelki. Narysuj symbol lub wpisz jego znaczenie.
L.p. Oznaczenie Symbol
1 Zawór zwrotny ze sprężyną
2 Zawór regulacyjny
3 Zawór odcinający ze sterowaniem ręcznym za pomocą dźwigni
4
Rozdzielacz zaworowy typu 3/2 ze sterowaniem
elektromagnetycznym
5 Pompa hydrauliczna
6 Siłownik hydrauliczny jednostronnego działania
7 Siłownik hydrauliczny dwustronnego działania
8 Siłownik teleskopowy
9 Zawór redukcyjny
10 Silnik hydrauliczny
11
12

34
1) zapoznać się z podstawowymi symbolami układów hydraulicznych,
2) uzupełnić tabelkę,
3) odszukać właściwy symbol lub jego znaczenie,
4) sprawdzić poprawność wykonania zadania.
− odpowiednie Polskie Normy,
Ćwiczenie 2
Na schemacie ideowym układu sterowania siłownika dwustronnego działania zidentyfikuj
wszystkie elementy, wskaż ich nazwę oraz typ.
1) zapoznać się z podstawowymi symbolami układów hydraulicznych,
2) zidentyfikować wszystkie elementy,
3) określić typ elementu,
4) określić zadania jaki dany element wykonuje,
5) opisać działanie układu.
− odpowiednie Polskie Normy,
M

35
Ćwiczenie 3
Na rysunku są przedstawione symbole graficzne stosowane przy wykonywaniu schematów
elektrycznych. Zapisz określenie tych symboli.
1) odszukać w PN oznaczenia urządzeń elektrycznych,
2) zapisać w zeszycie określenie symboli.
− plansze z przykładowymi symbolami i schematami instalacji elektrycznych,
− Polskie Normy.
Ćwiczenie 4
Wykonaj analizę przekazanych planów lub schematów wybranej przez nauczyciela
instalacji. Sporządź zestawienia materiałów niezbędnych do wykonania tej instalacji.
1) zidentyfikować rodzaj instalacji,
2) odczytać wszystkie symbole umieszczone w analizowanej instalacji,
3) sporządzić listę niezbędnych materiałów.
− plansze z planami lub schematami instalacji pneumatycznych, hydraulicznych lub
elektrycznych,
− Polskie Normy,
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) zinterpretować rysunki, plany i schematy instalacji elektrycznych,
hydraulicznych i pneumatycznych?
2) wyjaśnić co to jest schemat ideowy?
3) rozróżnić łączniki instalacyjne?
4) zidentyfikować elementy pneumatyczne i hydrauliczne?
5) odczytywać symbole silników i siłowników?
6) omówić zasadę działania silników hydraulicznych?

36
4.3. Wybrane podzespoły i mechanizmy
Połączenia
Części maszynowe powinno przedstawiać się na rysunkach dokładnie, odwzorowując
wszystkie szczegóły budowy i zachowując proporcje wymiarowe. Jednak w wielu przypadkach
zachowanie tej zasady zwiększałoby pracochłonność wykonania rysunków i jednocześnie
zmniejszało ich czytelność. Polskie Normy rysunku technicznego przewidują możliwość
rysowania często stosowanych elementów maszyn w jednym lub dwóch stopniach
uproszczenia. Uproszczenia przyjmuje się w zależności od podziałki i charakteru rysunku.
− uproszczenia I stopnia (przedstawienie uproszczone) stosuje się na rysunkach części
maszynowych,
− uproszczenia II stopnia (przedstawienie umowne) stosuje się na rysunkach złożeniowych.
Ponadto w normach zdefiniowane są także uproszczenia III stopnia (uproszczenia
schematyczne) stosowane w rysunkach schematów mechanizmów i maszyn.
Połączenia gwintowe
Gwinty na rysunkach technicznych poza kilkoma przypadkami (np. niektóre rysunki
poglądowe), przedstawiane są w uproszczeniu. Element z gwintem rysuje się tak jak przed
wykonaniem gwintu. Gwint zaznacza się natomiast; w rzucie na płaszczyznę równoległą do osi
gwintu dwiema cienkimi liniami obrazującymi dna wrębów gwintu; w rzucie prostopadłym do
osi gwintu za pomocą cienkiego łuku o długości ¾ obwodu. Wszystkie rodzaje gwintów rysuje
się w jednakowy sposób, uzupełniając wymiary znormalizowanymi oznaczeniami. Jednym z
najczęściej stosowanych gwintów jest gwint metryczny (o zarysie trójkątnym) oznaczany literą
M.
Szczegółowe i uproszczone zasady rysowania gwintów określa PN–EN ISO 6410–1.
Zgodnie z tą normą:
− powierzchnię wierzchołków rysuje się linią ciągłą grubą,
− powierzchnię den bruzd rysuje się linią ciągłą cienką,
− zakończenie gwintu rysuje się linią ciągłą grubą, poprzeczną do osi gwintu.
Rys. 35. Poglądowy i uproszczony sposób rysowania gwintu [4, s. 218]
Części złączne z gwintem takie jak śruby czy wkręty mogą być narysowane na trzy
sposoby: dokładny; uproszczony; umowny.

37
Tabela 7. Sposoby oznaczania połączeń gwintowych
Rysunek dokładny Rysunek uproszczony
Rysunek
umowny
Wkręt
Śruba
Nakrętka
Podkładka
W sposób dokładny części takie rysowane są na rysunkach wykonawczych tych części
oraz w specjalnych przypadkach na rysunkach złożeniowych.
W sposób uproszczony rysuje się je na rysunkach złożeniowych. W przedstawieniu
uproszczonym nie rysuje się takich szczegółów budowy jak zaokrąglenia, ścięcia krawędzi,
podtoczenia i pomija się wyjścia gwintów, chyba że są potrzebne do zwymiarowania.
W przedstawieniu umownym rysunek zastąpiony jest symbolem graficznym, rysowanym grubą
linią.
Połączenie nitowe
Nit jest elementem łączącym, którego kształt wymiary i materiał zostały znormalizowane.
Składa się on z trzonu i łba, którego kształty mogą być różne zależnie od przeznaczenia nitu.
Nity i połączenia nitowe rysuje się w II i III stopniu uproszczenia (tabela 8). Nit zakuty
posiada zakuwkę, położoną zawsze przeciwnie do łba.
Tabela 8. Sposób oznaczania połączeń nitowych
Uproszczenia rysunkowe
L.p. Rysunek Nazwa
W przekroju W widoku
1
nit z łbem kulistym
i zakuwką kulistą
2
nit rurkowy z odwijanym
łbem i odwijaną zakuwką

38
3
nit z łbem płaskim
i zakuwką kulistą
4
nit z łbem płaskim
i zakuwka kulistą
5
nit z łbem soczewkowym
i zakuwką płaską
Zgodnie z PN−EN 22553 połączenia, w których występują spoiny, można przedstawić
według ogólnych zasad wykonania rysunków technicznych lub w sposób umowny. Typowe
połączenia spajane przedstawia się w sposób umowny. Przedstawienie takie musi zawierać
elementarny (umowny) znak spoiny, który jest podobny do kształtu spoiny. Elementarne znaki
spoiny mogą być uzupełniane znakami dodatkowymi.
Oznaczenia połączeń lutowanych i zgrzewanych, uwzględniają ich specyfikę konstrukcyjną
i technologiczną, rysuje się je i oznacza podobnie do połączenia spawanego. W oznaczeniu
spoiny lutowanej lub zgrzewanej, podobnie do spawanej, na linii odniesienia podaje się znak
spoiny, jej główne wymiary, a w rozwidleniu tej linii − metodę lutowania oraz wymagane
spoiwo.
Rys. 36. Przykłady rysowania połączeń zgrzewanych [1, s. 119]
Linię odniesienia rysuje się linią cienką ciągłą zakończoną grotem, który powinien dotykać
spoiny, najczęściej od strony lica. Graficzny znak spoiny powinien być rysowany na półce linii
wskazującej. Charakterystyczne wymiary przekroju poprzecznego spoiny wpisuje się na lewo
od znaku. Po prawej stronie znaku spoiny umieszcza się wymiary przekroju wzdłużnego
spoiny jej długość. Linia identyfikacyjna rysowana pod linią wskazującą określa położenie
spoiny względem umieszczonego wymiaru.
Połączenia spawane
Połączenia spawane są to połączenia nierozłączne, gdzie zasadniczym elementem łączącym
jest spoina. Istnieje kilkanaście różnych rodzajów spoin. Połączenia spawane można rysować,
w sposób uproszczony oraz w sposób umowny. Odwzorowując połączenie spawane w sposób
uproszczony, w widoku, w rzucie od strony lica spoiny zaznacza się ją przez narysowanie linią
cienką ciągłą szeregu równoległych do siebie łuków.

39
a) b)
Rys. 37. Oznaczenie miejsca położenia spoiny jej kształtu oraz wymiarów: a) spoina pachwinowa, b) spoina
czołowa
W rzucie z przodu rysuje się zarys elementów połączenia i spoiny linią grubą ciągłą.
W przekroju spoinę należy zaczernić. Stosując umowny sposób odwzorowania połączenia
spawanego zakłada się, że spoina określona odpowiednim znakiem graficznym jest znana,
wobec czego nie rysuje się jej.
Tabela 5. Znaki umowne spoin [1, s. 115]
Nazwa spoiny Przekrój spoiny
Znak
spoiny
Nazwa spoiny
Przekrój
spoiny
Znak
spoiny
Czołowa I
Czołowa V
Czołowa 1/2V
Czołowa Y
Czołowa 1/2Y
Czołowa U
Czołowa 1/2 U
Pachwinowa
Brzeźna z brzegami
podwiniętymi,
całkowicie
przetopionymi
Otworowa okrągła
i podłużna (USA)
Bezotworwa
punktowa
Bezotworowa liniowa
Spoina V o stromych
brzegach
Spoina 1/2V
ze stromym brzegiem
Spoina grzbietowa
Powierzchnia
napawana
Złącze doczołowe
Złącze doczołowe
ukośne
Złącze zawijane
Połączenia wpustowe należą do grupy połączeń rozłącznych. Rozróżnia się wpusty
pryzmatyczne, czółenkowe, czopkowe symetryczne oraz czopkowe niesymetryczne. Kształty
oraz wymiary wpustów są znormalizowane. Wymiary wpustów pryzmatycznych określa norma
PN–70/M–85005, natomiast wpustów czółenkowych norma PN–70/M–85008. Wpusty
stosowane są do połączenia kół z wałkami, sprzęgieł z wałkami oraz korb, dźwigni z wałkami
itp. Połączenia wpustowe są wykonywane jako: spoczynkowe – pasowanie N9/h9 w wałku
i w piaście oraz ruchowe – pasowanie N9/h9 w wałku oraz F9/h9 w piaście. Wpusty
wymiaruje się w sposób uproszczony. Od zarysu wpustu prowadzi się linię odniesienia i linie

40
wskazującą, nad którą dla wpustów pryzmatycznych wpisuje się: wpust pryzmatyczny; znak
literowy oznaczający odmianę wpustu; szerokość, wysokość i długość; numer odpowiedniej
normy. Zapis ten ma postać np.: Wpust pryzmatyczny A 12 x 8 x 56 PN/M–85005.
Połączenia wielowypustowe należą do grupy połączeń rozłącznych. Wielowypusty
zapewniają połączenie poprzez odpowiednio ukształtowane wypusty. Rozróżnia wielowypusty
równoległe oraz wielowypusty ewolwentowe. W połączeniu wielowypustowym na wałku
nacięte są rowki, a piasta jest ukształtowana tak, by do nich pasowała. Połączenie
wielowypustowe jest trudniejsze do wykonania niż wpustowe. Elementy złącza
wielowypustowego oraz samo złącze rysuje się w uproszczeniu. Wymiarowanie elementu
złącza wielowypustowego zawiera następujące elementy: znak graficzny wielowypustu; nr
normy; liczbę wielowypustów; wymiar średnicy wewnętrznej; wymiar średnicy zewnętrznej.
Rys. 38. Sposoby oznaczania połączeń wpustowych
Budowa i oznaczenia łożysk
Zadaniem łożysk jest zapewnienie prawidłowej pracy elementów maszyn poruszających się
ruchem obrotowym (osi, wałów oraz części maszyn na nich osadzonych), gdzie powinno być
zachowane stałe położenie osi obrotu wałów względem nieruchomej podstawy (np. korpusu
obrabiarki). Łożyska dzieli się na toczne i ślizgowe.
W łożyskach tocznych między współpracującymi powierzchniami czopa i łożyska są
umieszczone elementy toczne (kulki, wałki, igiełki, itp.). Łożyska toczne stosuje się tam, gdzie
wymagane są bardzo małe opory w czasie pracy, zwłaszcza podczas rozruchu i gdy występują
zmiany prędkości obrotowych wału.
Rys. 39. Budowa łożyska kulkowego a) łożysko jednorzędowe b) łożysko dwurzędowe
W łożyskach ślizgowych powierzchnia czopa wału ślizga się po powierzchni panewki
(części łożyska współpracującej z czopem) lub bezpośrednio po powierzchni otworu łożyska,
zatem w czasie pracy występuje tarcie ślizgowe. Tego rodzaju łożyska stosuje się gdy:
przenoszone są bardzo duże obciążenia, przy małej prędkości obrotowej, a także przy
obciążeniach udarowych, gdy konieczne jest, aby łożyska tłumiły drgania wału; konieczne jest
stosowanie łożysk (lub panwi) dzielonych, gdy wymagana jest cichobieżność łożyska;
osiąganie bardzo dużej dokładności montażu (koniecznej przy łożyskach tocznych) jest

41
utrudnione, konstrukcja jest drobna, o bardzo małych obciążeniach (m. in. w urządzeniach
mechaniki precyzyjnej).
Łożyska powietrzne w których dystans między wałem a panewką utrzymywany jest przez
poduszkę powietrzną wytworzoną przez sprężone powietrze dostarczane do panewki. Łożyska
tego typu stosuje się w urządzeniach precyzyjnych, w których na wałach występują niewielkie
siły promieniowe.
Łożyska toczne w przekroju podłużnym możemy rysować w postaci uproszczonej lub
umownej. Łożyska toczne w postaci uproszczonej na rysunkach złożeniowych przedstawia się
tak jak na rys. 30.
Wymiarami łożysk poprzecznych, które decydują o przydatności konstrukcyjnej są:
− średnica otworu d,
− średnica zewnętrzna D,
− szerokość łożyska B,
− wysokość H dla łożysk wzdłużnych.
a) b)
Rys. 30. Łożysko toczne kulkowe w rysunku: a) poglądowym b) uproszczonym [4, s. 226]
Koła i przekładnie zębate
Koła i przekładnie zębate rysowane są w jednym stopniu uproszczenia. Polega ono na
nierysowaniu zębów kół, oprócz specjalnych przypadków takich jak tablice poglądowe
budowy koła zębatego. Linię zębów koła, jeśli nie ma ono zębów prostych można zaznaczyć
na widoku wieńca koła zębatego trzema liniami cienkimi.
d
D
B

42
Rys. 40. Budowa koła zębatego.
Jeżeli pokazanie zarysu zębów jest celowe to należy w rzucie na płaszczyznę prostopadłą
do linii zęba narysować co najmniej jeden ząb i dwa przylegle wręby międzyzębne. Gdy zaś
konieczne jest zwymiarowanie zarysu zębów koła to rysuje się obok koła w powiększeniu
jeden ząb.
Tabela 9. Uproszczone kreślenie kół zębatych
Nazwa Sposób przedstawienia Nazwa Sposób przedstawienia
Koło zębate
walcowe proste
Koło zębate
stożkowe proste
Koło zębate
walcowe proste
z pokazanym
zarysem zęba
Ślimacznica
Koło zębate
walcowe
śrubowe o
zębach prawych
Ślimak walcowy
Przy rysowaniu przekładni zębatych walcowych stosuje się uproszczenia przewidziane dla
kół zębatych, a ponadto: w widokach walce wierzchołków obu kół rysuje się liniami grubymi;
w przekroju rysuje się wierzchołek zęba zasłoniętego linią kreskową. (rys. 42).

43
Rys. 41. Przekładnia zębowa stożkowa. Rys. 42. Przekładnia zębowa walcowa.
Przy rysowaniu przekładni stożkowych także stosuje się uproszczenia przewidziane dla
kół zębatych. (rys. 41) W przekroju płaszczyzną przechodzącą przez osie kół
współpracujących ząb jednego koła zasłania ząb drugiego, oraz tworzące stożków
podziałowych oraz osie kół powinny być przedłużone aż do przecięcia się wierzchołków
stożków.
W rysunkach wykonawczych kół zębatych podaje się wymiary określające kształt koła,
lecz bez uwzględnienia uzębienia. Wymiary i inne dane dotyczące uzębienia wpisuje się
w znormalizowaną tabliczkę. W tabliczce powinny znajdować się także informacje na temat
koła współpracującego.
Rys. 43. Rysunek wykonawczy koła zębatego walcowego prostego
Rodzaje i zastosowanie sprzęgieł
Sprzęgło to zespół elementów służący do połączenia dwóch obrotowo niezależnie
osadzonych elementów maszyny (najczęściej wałów): czynnego i biernego. To znaczy
napędzanego i napędzającego, o osiach leżących na wspólnej prostej (sprzęgła proste) lub
przecinających się pod kątem (sprzęgła przegubowe), celu przeniesienia momentu i ruchu

44
obrotowego, przy zachowaniu równości średnich momentów obrotowych w elemencie
czynnym i biernym. Do określonych celów używane są różnorodne rodzaje sprzęgieł.
W przypadku, gdy nie ma potrzeby szybkiego złączania i rozłączania części czynnej i biernej
sprzęgła, są stosowane sprzęgła nierozłączne.
Sprzęgła sztywne służą do łączenia dokładnie współosiowych wałów w jedną giętnie
i skrętnie sztywną całość. Istnieje wiele odmian sprzęgieł sztywnych. Ich podstawowe zalety to
między innymi: zwartość konstrukcji; łatwość montażu i demontażu całego sprzęgła czy też
poszczególnych odcinków wału; możliwość osadzania na dalszych częściach wału wielu
niedzielonych elementów; łatwość wyważania, brak luzów w sprzęgle – co umożliwia
przenoszenie nierównomiernych momentów obrotowych; obrotowe części bez wystających
kształtów zapewniające bezpieczeństwo obsługi. Pod względem wytrzymałości i sztywności
sprzęgło sztywne powinno odpowiadać wałowi w miejscu łączenia. W skład sprzęgieł wchodzi
szereg prostszych elementów, jak różnego rodzaju połączenia czopa z piastą (wpusty, kliny,
kołki), łączniki śrubowe, nity, sprężyny, zęby, łańcuchy itp. Przykładem sprzęgła sztywnego
może być sprzęgło tarczowe. W tego rodzaju sprzęgłach kołnierze są łączone za pomocą śrub.
Gdy śruby są założone z luzem, sprzęgło pracuje na zasadzie tarcia wywołanego silnym
dociskiem obydwu połówek sprzęgła przez wysokie wstępne napięcie śrub. Dla zwiększenia
momentu tarcia celowe jest umieszczenie powierzchni styku jak najbliżej zewnętrznego
obwodu sprzęgła.
Rys. 44. Sprzęgło sztywne kołnierzowe z ochronnymi obrzeżami
Sprzęgła luźne proste służą do łączenia wałów przy nieznacznym braku współosiowości,
kompensują poprzeczne i wzdłużne przemieszczenia się końców wałów i nieznaczne
wychylenia ich osi lub kombinacje tych przemieszczeń. Sprzęgła te pozwalają kompensować
błędy współosiowości wałów, mogą dopuszczać pewne ruchy wzdłużne, poprzeczne,
odchylenia od osi czy też kombinacje tych czynników. Jest to możliwe dzięki względnym
ruchom wewnętrznych części tych sprzęgieł. Charakteryzują je luzy pomiędzy częściami
przenoszącymi obciążenia i ślizganie tych części po sobie. Sprzęgła luźne proste nie nadają się
więc do przenoszenia momentów obrotowych o zmiennym kierunku, jak również do dużych
obciążeń i prędkości. Powierzchnie ślizgowe tych sprzęgieł wymagają smarowania.
Przykładem sprzęgła luźnego prostego jest sprzęgło kłowe.

45
Rys. 45. Sprzęgło kłowe
Sprzęgła luźne przegubowe umożliwiają łączenie wałów o osiach przecinających się pod
kątem. Sprzęgła te są sztywne skrętnie, lecz nie mogą przenosić momentów gnących. Sprzęgła
luźne przegubowe pozwalają na przenoszenie momentu skręcającego przy dużych kątach
przecięcia się osi łączonych wałów. Przykładem sprzęgła przegubowego jest tzw. przegub
Rzeppa, stosowany do napędu kół samochodowych.
Sprzęgła podatne skrętnie pozwalają na względnie ograniczony obrót końców łączonych
wałów. Umożliwiają ruch wałów przy niewielkim braku współosiowości, służą do łagodzenia
nierównomierności przenoszonego momentu obrotowego, tłumienia drgań skrętnych, zmiany
częstości własnych drgań skrętnych układu czy do równoczesnego spełnienia kilku
wymienionych wcześniej zadań. W budowie maszyn możemy spotkać wiele odmian
konstrukcyjnych sprzęgieł podatnych skrętnie. Różnią się one przede wszystkim konstrukcją
elementów podatnych, ich tworzywem, kształtem czy sposobem zamocowania. Spotyka się
sprzęgła zwykłe, o stałej sztywności lub progresywne, w których sztywność zwiększa się wraz
ze zwiększaniem się kąta względnego obrotu części napędzającej i napędzanej sprzęgła. Innym
podziałem tego rodzaju sprzęgieł jest podział na sprzęgła swobodne i tłumiące. Podstawowym
zadaniem sprzęgieł swobodnych jest łagodzenie nierównomierności przenoszonego momentu
obrotowego na zasadzie zmiany nadwyżek energii kinetycznej bezwładnego układu w energię
sprężystego odkształcania elementów podatnych i oddawanie jej w chwilach niedoboru energii.
Sprzęgła tłumiące stosuje się w przypadku niebezpieczeństwa występowania rezonansowych
drgań skrętnych. Ich działanie polega na pochłanianiu i rozpraszaniu energii drgań.
W razie potrzeby szybkiego złączania i rozłączania wałów czynnego i biernego stosuje się
sprzęgła rozłączne, sterowane z zewnątrz przez obsługę. Jeśli włączenie odbywa się przy
równych lub bardzo zbliżonych prędkościach kątowych wałów czynnego i biernego używa się
sprzęgieł rozłącznych ze sprzężeniem kształtowym. W sprzęgłach tych moment obrotowy jest
przenoszony za pomocą zazębiających się systemów kłów lub zębów umieszczonych na
powierzchni czołowej lub obwodzie dwóch tarcz lub piast sprzęgła. Jedna z nich jest
umieszczona nieruchomo na końcu jednego z wałów, druga zaś przesuwnie poosiowo na
końcu drugiego wału. Przy pomocy mechanizmu sterującego dosuwa się ją do tarczy
nieruchomej powodując zazębienie. Wyłączanie sprzęgła może odbywać się bez ograniczeń
jeśli dysponujemy odpowiednią siłą wyłączania, a naciski występujące pod obciążeniem na
powierzchniach roboczych kłów nie są zbyt wysokie. Włączanie natomiast jest możliwe tylko
przy niewielkich różnicach prędkości obwodowych obydwu połówek sprzęgła. Zaletą tych
sprzęgieł jest brak poślizgu i zwartość budowy. Aby uniknąć nadmiernego zużycia powierzchni

46
roboczych należy dbać o równomierny podział obciążenia na wszystkie kły oraz stosować
materiały odporne na wysokie naciski. Odnosi się to szczególnie do sprzęgieł włączanych w
ruchu.
W przypadku, gdy włączanie musi się odbywać przy znacznej różnicy prędkości wałów
najczęściej używane są sprzęgła cierne. Podstawowe typy sprzęgieł ciernych różnią się
kierunkiem i sposobem docisku, kształtem, liczbą i materiałem powierzchni ciernych.
Najbardziej charakterystyczną cechą jest kierunek siły sprzęgającej powierzchnie cierne:
promieniowy, osiowy i obwodowy. Kształt powierzchni ciernych może być płaski, walcowy
lub stożkowy. Sprzęgła stożkowe pozwalają, na zasadzie działania klina, na uzyskanie
większych docisków przy tej samej sile sprzęgającej niż w innych sprzęgłach. O wyborze typu
sprzęgła decyduje średnia siła tarcia odniesiona do czasu pracy sprzęgła, pożądana żywotność,
wartość potrzebnego momentu tarcia, wartość pracy potrzebnej do włączania oraz miejsce do
dyspozycji. Duży wpływ na własności sprzęgła ma materiał powierzchni ciernych. Materiał
powinien mieć jak największy współczynnik tarcia, mało zależny od prędkości poślizgu,
temperatury i obciążenia. Powinien być wytrzymały mechanicznie i termicznie, mieć dobrą
przewodność cieplną i wykazywać odporność na zużycie przy jednoczesnym braku skłonności
do zacierania.
Rys. 46. Sprzęgło cierne tarczowe
Rys. 47. Sprzęgło cierne stożkowe
Można również używać w takich połączeniach sprzęgieł hydrokinetycznych ze
sterowanym napełnieniem lub też sprzęgła elektromagnetycznego ze sterowanym
wzbudzeniem. Sprzęgła samoczynne umożliwiają łączenie lub rozłączanie członów bez
interwencji obsługującego, tzn. wyłącznie wskutek zmian zadanych parametrów pracy.
Najczęściej wykorzystuje się siły bezwładności (zwłaszcza siły odśrodkowe), zmianę kierunku
ruchu obrotowego lub zmianę momentu obrotowego.
Sprzęgła samoczynne dzieli się na:
− odśrodkowe, gdzie włączenie lub rozłączenie sprzęgła następuje na skutek działania siły
odśrodkowej,
− jednokierunkowe, które przekazują moment obrotowy tylko w jednym kierunku,
a wyłączające się przy zmianie kierunku ruchu obrotowego,
− bezpieczeństwa, wyłączające się przy przekroczeniu założonego momentu obrotowego.

47
Rodzaje hamulców
Hamulec to urządzenie do hamowania ruchomych części mechanizmu, maszyny lub całego
urządzenia. Jego zasada działania jest oparta na zjawisku tarcia między dociskanymi
elementami ruchomym i nieruchomym (hamulec cierny), oporu stawianego przez płyn
poruszającemu się w nim ciału (np. hamulec aerodynamiczny), oddziaływania pól
elektromagnetyczne (hamulec elektromagnetyczny) itp.. Ze względu na rodzaj ruchu zespołu
hamowanego rozróżnia się hamulce obrotowe (np. hamulce klockowe, bębnowe, tarczowe,
szczękowe) i hamulce postępowe. Do hamulców postępowych należą np. płozy hamulcowe
(stalowe podkładki nakładane na szyny), hamulce torowe (hamulce wbudowane w tor,
hamowanie następuje np. przez nacisk na boczne powierzchnie kół wagonów) oraz hamulce
aerodynamiczne. Podczas hamowania energia kinetyczna hamowanych maszyn zamienia się
przeważnie na ciepło, co powoduje konieczność odprowadzania ciepła z urządzeń
hamulcowych, zwłaszcza tych urządzeń i pojazdów, w których częstość hamowania jest
bardzo duża. W układach napędowych z rekuperacją energii, energia hamowania jest
przetwarzana w inną formę energii (energia elektryczna, energia hydrauliczna, lub energia
mechaniczna) i składowana w odpowiednim akumulatorze do późniejszego wykorzystania.
W takich układach rolę hamulca przejmuje generator prądu, pompa, lub przekładnia.
Sterowanie (włączanie i wyłączanie) hamulca odbywa się za pomocą urządzeń sterowniczych,
tworzących wraz z nimi tzw. układy hamulcowe. Urządzenia te mogą mieć napęd mechaniczny
(rozpieracz hamulcowy uruchamiany za pośrednictwem cięgła), hydrauliczny (rozpieracz
zastąpiony cylindrem z tłokiem poruszającym się stosownie do zmian ciśnienia płynu
hamulcowego, np. silikonowego lub glikolowego) albo pneumatyczny. Hamulce służą do:
− zmniejszania prędkości, lub zatrzymywania ruchomych, najczęściej obrotowych,
elementów mechanizmów, lub maszyn – hamulec zatrzymujący
− trzymania elementów mechanizmów, lub maszyn nieruchomo, lub pozwalania im się
obracać w pewnych sytuacjach – hamulec luzujący
− skalowania obciążania maszyny w celu symulowania zewnętrznego obciążenia – hamulec
pomiarowy, lub hamownia.
Hamulce maszynowe, składają się z członów: hamowanego – normalnie ruchomego
i hamującego – nieruchomego. W budowie maszyn stosuje się najczęściej hamulce cierne.
Hamulce te działają na podobnej zasadzie jak sprzęgła cierne, lecz działanie ich jest odwrotne.
Zadaniem sprzęgieł ciernych jest nadanie ruchu obrotowego członowi biernemu przez cierne
sprzęgniecie go z obracającym się członem czynnym, natomiast zadaniem hamulców jest
zatrzymanie części czynnej hamulca przez sprzęgnięcie jej z częścią nieruchomą. Energia ruchu
wirujących części niweczona jest, przez wytwarzanie tarcia między tymi częściami
i odpowiednimi nieruchomymi częściami hamulców. Wśród hamulców mechanicznych
wyróżniamy: talerzowe szczękowe i cięgnowe.
Oś jest to element mechanizmu lub maszyny, służący utrzymaniu w określonym położeniu
osadzonych na tej osi wirujących elementów, najczęściej kół, oraz do przenoszenia na podpory
sił działających na te elementy. Oś nie przenosi momentu obrotowego, przeciwnie niż wał.
− stała – gdy wirujące elementy osadzone są na nieruchomej osi za pomocą łożysk,
− obrotowa – gdy elementy osadzone na stałe na osi wirują razem z nią, natomiast łożyska
znajdują się są podporach osi.
Dzielą się na:
− dwupodporowe,
− wielopodporowe,
− sztywne,
− półsztywne,

48
− giętkie.
Są obciążone momentem gnącym. Mogą być ruchome lub nieruchome, krótkie osie
nazywane są sworzniami.
Czopy – części wałów lub osi, stykające się z innymi częściami maszyny.
Rys. 48. Wał maszynowy podparty na łożyskach
Wał (rys.48) jest to element maszyny o przekroju poprzecznym kołowym, obracający się
wokół własnej osi i służący do przenoszenia momentu obrotowego pomiędzy zainstalowanymi
na nim elementami. Na wale mogą być osadzone różne elementy wykonujące ruch obrotowy,
np.: koła zębate, piasty, tarcze hamulcowe itp.
Oś jest to element mechanizmu lub maszyny, służący utrzymaniu w określonym położeniu
osadzonych na tej osi wirujących elementów, najczęściej kół, oraz do przenoszenia na podpory
sił działających na te elementy. Oś nie przenosi momentu obrotowego, przeciwnie niż wał.
W praktyce najczęściej spotyka się złożone przypadki obciążenia, będące kombinacją
wymienionych wyżej prostych przypadków.
Mechanizm dźwigniowy składa się z czterech członów (sztywnych) połączonych ze sobą
przegubowo. Człon nieruchomy mechanizmu nazywa się podstawą mechanizmu (p).
Przy proporcjach członów przedstawionych na rysunku jeden człon (c . czynny) może
wykonywać ruch obrotowy, a drugi (b . bierny) może się tylko wahać. Przy innych stosunkach
wymiarów członów zarówno człon czynny, jak i bierny mogą wykonywać pełne obroty, a przy
jeszcze innych, człony te mogą się tylko wahać wokół położenia środkowego.
Rys. 49. Mechanizm dźwigniowy. P – podstawa, c – człon czynny, b – człon bierny, ł – łącznik

49
1. Jakie są rodzaje uproszczeń rysunkowych?
2. Jakie są zasady rysowania spoin?
3. Jakie są zasady rysowania połączeń nitowych?
4. Jakie są zasady oznaczania połączeń zgrzewanych?
5. Jakie są zasady oznaczania połączeń lutowanych?
6. Jakie są zasady oznaczania połączeń klejonych?
7. W jakim celu stosuje się uproszczenia w rysunku technicznym?
8. Jakie są rodzaje hamulców oraz jakie są ich symbole?
9. W jaki sposób na rysunkach technicznych oznacza się przekładnie?
10. Jakie są rodzaje oraz jak się oznacza na rysunkach sprzęgła?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj szkic detalu, w którym występuje gwint wewnętrzny nacięty na połowie
długości. Detal zwymiaruj.
2) wykonać szkic do zeszytu,
3) omówić z nauczycielem sposób rozwiązania.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt
− materiały rysunkowe,
− nagwintowane detale.

50
Ćwiczenie 2
Wyszukaj, w literaturze, jakie istnieją rodzaje przekładni mechanicznych i wypisz je
w zeszycie. Przy każdym typie przekładni narysuj symbol określający tą przekładnię.
1) zapoznać się z literaturą,
2) wypisać rodzaje przekładni,
3) odnaleźć w normach odpowiednie symbole dla danego typu przekładni,
4) określić właściwości danej przekładni.
− zeszyt,
− przybory do pisania
− Polskie Normy.
Ćwiczenie 3
We wskazanym przez nauczyciela fragmencie dokumentacji znajdź wszystkie połączenia.
Na podstawie symbolu określ typ połączenia oraz jego właściwości.
1) zapoznać się z przekazaną do analizy dokumentacją,
2) zidentyfikować wszystkie połączenia,
3) oznaczyć ołówkiem znalezione połączenia,
4) opisać każde połączenie – wskazać jego typ oraz właściwości.
− rysunki montażowe,
Ćwiczenie 4
Sprawdź w literaturze jakie elementy ma przedstawiać rysunek wykonawczy koła
zębatego i co musi zawierać. Wykonaj za pomocą dostępnego programu typu CAD rysunek
koła zębatego stożkowego prostego.
1) wyszukać w literaturze sposób wykonywania rysunku wykonawczego koła zębatego,
2) zapoznać się z programem typu CAD dostępnym w pracowni komputerowej,
3) za pomocą tego programu wykonać rysunek wykonawczy koła zębatego,
4) porównać swój rysunek z rysunkami kolegów.
− komputer z zainstalowanym programem typu CAD.

51
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) naszkicować w uproszczeniu połączenie gwintowe?
2) naszkicować w uproszczeniu łożyska toczne?
3) naszkicować i oznaczyć połączenie nitowe?
4) naszkicować i oznaczyć połączenia zgrzewane?
5) naszkicować i oznaczyć połączenia lutowane?
6) określić funkcje jakie pełnią hamulce w mechanizmach maszyn
i urządzeń?
7) rozróżnić przekładnie oraz identyfikować je na rysunkach
technicznych?
8) rysować w uproszczeniu osie i wały?

52
4.4. Obciążenia i naprężenia w konstrukcjach mechanicznych
Belka jest to poziomy lub ukośny element konstrukcyjny przyjmujący obciążenia
z powierzchni poziomych i przenoszący je na podpory. Belka pracuje na zginanie i ścinanie (w
belkach, zwłaszcza w elementach ukośnych występują także naprężenia rozciągające lub
ściskające. Nie jest belką element przenoszący obciążenia tylko wzdłuż jej osi. Podporą belki
nazywamy jej zamocowanie.
Występują podpory:
− sztywne, dające reakcje w kierunkach poprzecznym i równoległym do osi belki oraz
moment podporowy,
− przesuwne, dające reakcje tylko w jednym kierunku, prostopadłym do posadowienia
podpory,
− obrotowe (nieprzesuwne), dające reakcje w dwóch kierunkach.
W statyce, w zależności od sposobu podparcia, rozróżniamy belki:
− proste (statycznie wyznaczalne), czyli takie, w których liczba reakcji podporowych całego
układu jest równa liczbie równań równowagi (dla każdego pręta są to trzy równania):
− belki jednoprzęsłowe swobodnie podparte (trzy reakcje podporowe i trzy równania
równowagi)
− utwierdzone (zamocowane sztywno) na jednym z końców a na drugim swobodne
(wspornik)
− belki ciągłe (wieloprzęsłowe) przegubowe, czyli belki podparte w taki sposób, że jedna
z podpór należy do nieprzesuwnych, a pozostałe do przesuwnych (łożysko umożliwiające
przesuw belki wzdłuż jej osi).
− belki statycznie niewyznaczalne (siły w nich występujące nie dają się wyliczyć przy
pomocy układu równań).
Moment siły (moment obrotowy) Mo względem punktu O jest to iloczyn wektorowy
promienia wodzącego r, o początku w punkcie O i końcu w punkcie przyłożenia siły oraz siły
F (rys. 50)
Mo = F * r
Rys. 50. Siła F działająca na ramię o promieniu r wytwarza moment obrotowy Mo
Wektor momentu siły jest wektorem osiowym, zaczepiony jest w punkcie O, a jego
kierunek jest prostopadły do kierunku płaszczyzny wyznaczonej przez ramię i siłę.
Jednostką momentu siły jest Nm. Jednostka ta jest zdefiniowana analogicznie, jak dżul.
Aby nie tworzyć nieporozumień, przy określaniu momentu obrotowego nie sprowadza się
niutonometra do dżula.
W przypadku belki – wagi, pozostanie ona w równowadze, gdy wartości momentów
przyłożone do obu ramion będą równe, a ściślej, gdy suma wektorów momentów będzie równa
zeru.
r1 · P1= r2 · P2
F
rO

53
Rys. 51. Belka dwustronnego działania (punkt podparcia znajduje się w środku między działającymi na tę
belkę siłami).
Naprężenie jest to miara gęstości powierzchniowej sił wewnętrznych występujących
w ciele stałym. Jest podstawową wielkością mechaniki ciał stałych. Jednostką naprężenia jest
paskal. Naprężenie w dowolnym punkcie zależy od kierunku, w którym jest rozpatrywane.
Rozciąganie jest to stan obciążenia materiału wywołany przez parę sił współliniowych
i równych co do wartości, lecz o przeciwnych zwrotach, skierowanych na zewnątrz ciała.
Rys. 52. Element poddany rozciąganiu
Najczęściej rozciąganie ma miejsce w przypadku prętów i cięgien. Zgodnie z zasadą
de Saint – Venanta, jeśli na sprężyste ciało działa układ sił statycznych to w przekroju tego
ciała znacznie odległym od punktów przyłożenia tych sił, ich wpływ się uśrednia.
Ilustracją zasady jest rysunek 52. Pokazuje on pręt rozciągany przez parę sił przyłożonych
punktowo na obu końcach. W bezpośredniej bliskości końców stan naprężenia odpowiada
rzeczywistemu stanowi obciążenia. W dostatecznej odległości od końców uśrednia się i równy
jest sumie sił podzielonej przez pole przekroju pręta. Zakłada się, że w przekroju poprzecznym
pręta działają naprężenia równe:
gdzie:
σ – naprężenie rozciągające,
F – siła zewnętrzna,
S – pole przekroju.
Naprężenie musi spełniać warunek: rk≤σ
gdzie: kr – dopuszczalne naprężenie rozciągające.
Skręcanie jest to stan obciążenia materiału, w którym na materiał działa moment, nazwany
momentem skręcającym, pochodzący od pary sił działających w płaszczyźnie przekroju
poprzecznego materiału. Skręcanie występuje w prętach, którymi najczęściej są wały.
Skręcanie jest pokrewne ścinaniu, gdyż powoduje pojawienie się naprężeń tnących
w przekrojach poprzecznych pręta. W przeciwieństwie jednak do ścinania, rozkład naprężeń
tnących w przekroju pręta jest nierównomierny. Rozkład ten dla pręta o przekroju okrągłym
(a także rury) pokazuje rysunek.
r1r1
P2
P1

54
a) b)
Rys. 53. Naprężenia występujące w materiale w trakcie skręcania: a) wału pełnego, b) wału wydrążonego
Maksymalne naprężenie tnące w przekroju poprzecznym wynosi:
gdzie:
τmax – maksymalne naprężenie tnące,
Ms – moment skręcający,
Ws – współczynnik wytrzymałości przekroju na skręcanie, którego wartość zależy od
rozmiaru i kształtu przekroju pręta.
Zginanie – w wytrzymałości materiałów stan obciążenia materiału, w którym na materiał
działa moment, nazwany momentem gnącym, pochodzący od pary sił działających
w płaszczyźnie przekroju wzdłużnego materiału. Zginanie występuje w elementach konstrukcji,
którymi najczęściej są belki.
Zginanie jest pokrewne rozciąganiu i ściskaniu, gdyż powoduje pojawienie się naprężeń
normalnych w przekrojach poprzecznych elementu. W przeciwieństwie jednak do rozciągana
i ściskania, rozkład naprężeń normalnych w przekroju elementu jest nierównomierny.
Maksymalne naprężenie normalne w przekroju poprzecznym wynosi:
gdzie:
σmax – maksymalne naprężenie normalne,
Mg – moment gnący (zginający) maksymalny,
Wg – współczynnik wytrzymałości przekroju na zginanie, którego wartość zależy od
rozmiaru i kształtu przekroju elementu.
Ścinanie to w wytrzymałości materiałów ogólny przypadek obciążenia, w którym układ sił
wewnętrznych udaje się sprowadzić do jednej siły działającej w płaszczyźnie przekroju
elementu. Przypadek ścinania występuje w czasie rozciągania połączenia spawanego, gdy siły
rozciągające przyłożone są do elementów spawanych. Naprężenia tnące występuje w spoinie
na płaszczyznach łączących ją z elementami. Ścinanie najczęściej występuje w połączeniu
z innym stanem obciążenia np. wraz z dociskiem, w połączeniach nitowych, klinowych
i wpustowych.
Docisk w wytrzymałości materiałów jest to taki stan obciążenia materiału, w którym
punktowa lub powierzchniowa siła zewnętrzna działa na powierzchnię ciała. Takie obciążenie
powoduje pojawienie się w warstwie powierzchniowej naprężeń. Docisk występuje przy
wszelkiego rodzaju uchwytach, łożyskach, w parach kinematycznych oraz w elementach
w połączeniach nitowych, klinowych i wpustowych.
τm
τm

55
Obliczenia wytrzymałościowe
Zakłada się, że wraz obciążeniem dociskowym pojawiają się umowne naprężenia normalne
gdzie:
σd – naprężenie umowne,
P – siła zewnętrzna,
A – pole przekroju.
Ściskanie w wytrzymałości materiałów jest to stan obciążenia materiału, w którym para
współliniowych sił, równych sobie co do wartości lecz o przeciwnych zwrotach, skierowanych
do wewnątrz, działa na to ciało. Najczęściej ściskanie ma miejsce w przypadku prętów lub
kolumn.
Rys. 54. Schemat kinetyczny belki poziomej poddanej dzianiu siły P oraz momentu gnącego M
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonywania ćwiczeń.
1. Jakie naprężenia występują w belkach?
2. Co to jest moment obrotowy?
3. W jakich jednostkach mierzy się: siłę, masę i moment obrotowy?
4. Na czym polega proces skręcania wału?
5. Jaka jest różnica między zginaniem a ścinaniem?
6. Jaki jest warunek równowagi dźwigni dwustronnie obciążonej?
7. Kiedy może nastąpić zrównoważenie dźwigni jednostronnie podpartej ?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na końcu krótszym odcinku belki o długości całkowitej 2 m i podpartej dokładnie w ⅓
długości, działa siła 200 N. Oblicz, jaka siła musi być przyłożona na drugim końcu belki by
doprowadzić dźwignię do stanu równowagi.
1) naszkicować belkę dwustronnego działania,
2) napisać równanie stanu równowagi dla belki dwustronnego działania,
3) obliczyć siłę jaką należy przyłożyć do drugiego końca.

56
− przybory do pisania,
− kalkulator.
Ćwiczenie 2
Zbuduj układ belki dwustronnego działania podpartej niesymetrycznie, zmierz odległości
między końcami belki a punktem podparcia. Na jednym z końców umieść odważnik o masie
1 kg. Wylicz jaki ciężar należy umieścić na drugim końcu belki, by doprowadzić ten układ do
stanu równowagi. Określ dlaczego układ ten mimo wykonanych obliczeń nie osiągnął stanu
równowagi.
1) ułóż płaskownik stalowy o długości ok. 60–80 cm, prostopadle na pręcie stalowym,
2) na płaskowniku zaznacz miejsce podparcia na pręcie,
3) zmierz odległości końców belki od miejsca podparcia,
4) wyznacz warunek równowagi tego układu pomijając w obliczeniach ciężar płaskownika,
5) obciąż końce dźwigni (po jednej stronie odważnik 1 kg, po drugiej strony ustaw ciężar
taki jaki uzyskałeś w wyniku wykonanych obliczeń),
6) określ, dlaczego belka nie osiągnęła stanu równowagi, (Jaki wpływ na stan równowagi ma
ciężar belki? Jaki wpływ na stan równowagi ma fakt obciążenia jednego z końców belki
odważnikami?).
− pręt o średnicy ok. 10 mm i długości ok. 10 cm,
− płaskownik o długości ok. 60 cm i przekroju ok. 20 x 5mm,
− zestaw odważników,
− miara lub przymiar liniowy,
Ćwiczenie 3
Wyjaśnij dlaczego nożyce do blachy, które nie są odpowiednio wyregulowane zamiast ciąć
cienkie blachy wyginają ją.
1) próbkę cienkiej blachy o grubości ok. 0,1÷0,25 mm przeciąć na pół, prawidłowo
wyregulowanymi nożycami do blachy,
2) poluzować o pół obrotu śrubę skręcającą ostrza nożyc,
3) spróbować przeciąć ponownie przygotowane próbki blachy,
4) określić, dlaczego po poluzowaniu śruby nożyce nie tną blachy,
5) określić, jakie procesy występowały przy prawidłowo wyregulowanych nożycach.
− próbki – paski blachy o grubości ok. 0,1÷0,25 mm, szerokości ok. 20 mm i długości ok.
50 mm,
− nożyce do blachy proste, z możliwością regulacji szczeliny miedzy nożami,
− klucze płaskie do regulacji szczeliny między nożami w nożycach do blachy.

57
Ćwiczenie 4
Oblicz jaką maksymalną siłą można obciążyć wiszący pręt wykonany ze stali St3
o średnicy ø4.
1) wyszukać w tablicach fizycznych wartość dopuszczalnego naprężenia rozciągającego dla
stali St3,
2) obliczyć przekrój pręta,
3) wyznaczyć maksymalną siłę dla nie nastąpi jeszcze zerwanie pręta.
− przybory do pisania,
− poradnik mechanik lub tablice matematyczno-fizyczne,
− kalkulator.
Ćwiczenie 5
Określ jakim naprężeniom będzie poddawana belka, w wyniku działania na nią określonych
na rysunku sił.
1) rozpoznać rodzaje podpór,
2) określić sposób oddziaływania każdej siły na belkę,
3) określić rodzaj naprężeń powstały od każdej z sił,
4) porównać swoje wnioski z wnioskami kolegów.
− poradnik mechanik,
F1
F2
F4
F3

7

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (18)

Similar to 7

Similar to 7 (20)

More from Emotka

More from Emotka (20)

7