概要:
機械設計は、機械工学の知識を活用して新しい機械製品を創りだす活動として重要であり、設計目標を達成する解を見出し、それが正しく機能することを確認する一連の知的作業である。本科目では機構、材料、加工法を始めとする工学の基礎を総合して機械設計の基本的な考え方を理解することをめざす。
授業の進め方・方法:
授業はおおむね教科書に沿って講義形式で進めるが、教科書だけでは説明不足の箇所に関しては適宜プリントを配布して説明するので、各自で確認すること。
注意点:
この科目は学修単位科目のため、以下のような自学自修を行う必要がある。
事前学習として教科書の該当ページの予習 毎回30分（計12時間）
事後学習として、理解不足として指摘した箇所の復習 毎回30分（計12時間）
レポート作成 3時間×2回（計6時間）
最終成績＝（前期中間+前期末+後期中間+後期末）/4×0.8+前期課題（10点満点）＋後期課題（10点満点）
新型コロナウイルス感染症の影響により、評価方法を以下のように変更した。
最終成績＝各授業における課題の平均（70％）＋定期試験（30％）
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
オリエンテーションおよび機械設計の基礎 |
機械設計論を学ぶ目的を理解し、機械設計の基本的な立場が説明できる。
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| 2週 |
標準規格
【事前・事後学習（各30分）】 教科書8〜13ページ |
標準規格の必要性を説明できる。
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| 3週 |
サイズ公差、幾何公差および表面性状
【事前・事後学習（各30分）】 教科書14〜26ページ |
サイズ公差、幾何公差、表面性状の意味を説明できる。
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| 4週 |
材料と加工法
【事前・事後学習（各30分）】 教科書28〜47ページ |
代表的な機械材料および機械加工について説明できる。
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| 5週 |
材料に作用する力および材料の引張・圧縮強さ、曲げ強さ
【事前・事後学習（各30分）】 教科書76〜82ページ |
材料に加わる荷重の種類を説明でき、部材に生じる引張、圧縮応力が計算できる。
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| 6週 |
材料の曲げ強さ
【事前・事後学習（各30分）】 教科書83〜96ページ |
部材に生じる曲げ応力が計算できる。
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| 7週 |
材料のねじり強さおよび材料の破壊と強さ
【事前・事後学習（各30分）】 教科書96〜105ページ |
部材に生じるねじり応力が計算でき、許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
前期中間までに学習した基本的な事項が理解できているか確認できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期課題
【レポート作成3時間】 |
リスク低減のための安全設計を理解し、レポートにまとめることができる。
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| 10週 |
ねじの種類と基本およびねじの力学
【事前・事後学習（各30分）】 教科書107〜116ページ |
ねじの種類、特徴、用途、規格を理解し、ねじに働く力や強度が計算できる。
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| 11週 |
締結用機械要素
【事前・事後学習（各30分）】 教科書117〜135ページ |
ボルトナット、リベット継手の種類と用途を理解し、強度計算ができる。
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| 12週 |
軸1
【事前・事後学習（各30分）】 教科書136〜146ページ |
軸の種類と用途が説明できる。
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| 13週 |
軸2
【事前・事後学習（各30分）】 教科書136〜146ページ |
軸の設計法を理解し、軸の強度、変形、危険速度を計算できる。
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| 14週 |
キー、ピン
【事前・事後学習（各30分）】 教科書146〜154ページ |
キーとピンの種類と用途を理解し、キーの強度を計算できる。
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| 15週 |
期末試験 |
前期末までに学習した基本的な事項が理解できているか確認できる。
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| 16週 |
答案返却など
【前期課題（レポート作成3時間】 |
期末試験問題の解答と今後の対策について。
前期の復習として課題を課す。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
軸継手
【事前・事後学習（各30分）】 教科書154〜159ページ |
軸継手の種類と用途を理解し、軸継手の強度を計算できる。
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| 2週 |
クラッチ
【事前・事後学習（各30分）】 教科書159〜161ページ |
クラッチの原理と種類を理解し、クラッチの強度を計算できる。
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| 3週 |
滑り軸受
【事前・事後学習（各30分）】 教科書163〜172ページ |
軸受の基礎事項を理解し、滑り軸受の強度を計算できる。
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| 4週 |
転がり軸受
【事前・事後学習（各30分）】 教科書172〜181ページ |
転がり軸受の強度が計算でき、潤滑法を説明できる。
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| 5週 |
歯車の基礎
【事前・事後学習（各30分）】 教科書183〜210ページ |
歯車の種類および基礎事項が説明できる。
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| 6週 |
平歯車の強さ
【事前・事後学習（各30分）】 教科書183〜210ページ |
標準平歯車について、歯の曲げ強さおよび歯面強さを計算できる。
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| 7週 |
歯車列、歯車伝動装置
【事前・事後学習（各30分）】 教科書183〜210ページ |
歯車列および歯車伝動装置の種類が説明でき、速度伝達比を計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
後期中間までに学習した基本的な事項が理解できているか確認できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
後期課題
【レポート作成3時間】 |
差動歯車装置の原理と用途を理解し、レポートにまとめることができる。
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| 10週 |
平ベルト伝動
【事前・事後学習（各30分）】 教科書212〜219ページ |
平ベルトの基礎事項を理解し、平ベルト伝動装置の設計ができる。
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| 11週 |
Vベルト伝動
【事前・事後学習（各30分）】 教科書219〜221ページ |
Vベルトの基礎事項を理解し、Vベルト伝動装置の設計ができる。
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| 12週 |
歯付ベルト伝動
【事前・事後学習（各30分）】 教科書222〜223ページ |
歯付ベルトの基礎事項を理解し、歯付ベルト伝動装置の設計ができる。
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| 13週 |
チェーン伝動
【事前・事後学習（各30分）】 教科書223〜226ページ |
チェーンの基礎事項を理解し、チェーン伝動装置の設計ができる。
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| 14週 |
ブレーキ
【事前・事後学習（各30分）】 教科書232〜242ページ |
ブレーキの原理と種類を理解し、ブレーキ容量の計算ができる。
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| 15週 |
期末試験 |
後期末までに学習した基本的な事項が理解できているか確認できる。
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| 16週 |
答案返却など |
後期末試験の解答をする。
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 機械設計 | 標準規格の意義を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 4 | 前6 |
| 標準規格を機械設計に適用できる。 | 4 | |
| ねじ、ボルト・ナットの種類、特徴、用途、規格を理解し、適用できる。 | 4 | 前7 |
| ボルト・ナット結合における締め付けトルクを計算できる。 | 4 | 前8 |
| ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。 | 4 | 前8 |
| 軸の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | 前10 |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | 前11 |
| キーの強度を計算できる。 | 4 | 前12 |
| 軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | 前13 |
| 滑り軸受の構造と種類を説明できる。 | 4 | 後1 |
| 転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。 | 4 | 後2 |
| 歯車の種類、各部の名称、歯型曲線、歯の大きさの表し方を説明できる。 | 4 | 後3 |
| すべり率、歯の切下げ、かみあい率を説明できる。 | 4 | 後3 |
| 標準平歯車と転位歯車の違いを説明できる。 | 4 | 後3 |
| 標準平歯車について、歯の曲げ強さおよび歯面強さを計算できる。 | 4 | 後4 |
| 歯車列の速度伝達比を計算できる。 | 4 | 後5 |
| 力学 | 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前6 |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前6 |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前5 |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前5 |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前5 |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 前5 |
| ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力を計算できる。 | 3 | 前6 |
| 丸棒および中空丸棒について、断面二次極モーメントと極断面係数を計算できる。 | 3 | 前6 |
| 軸のねじり剛性の意味を理解し、軸のねじれ角を計算できる。 | 3 | 前6 |
| はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。 | 3 | 前5 |
| はりに作用する力のつりあい、せん断力および曲げモーメントを計算できる。 | 3 | 前5 |
| 各種の荷重が作用するはりのせん断力線図と曲げモーメント線図を作成できる。 | 3 | 前5 |
| 曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。 | 3 | 前5 |
| 各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を理解し、曲げの問題に適用できる。 | 3 | 前5 |
| 材料 | 疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる。 | 4 | |