機械設計工学

科目基礎情報

学校	香川高等専門学校	開講年度	令和02年度 (2020年度)
授業科目	機械設計工学
科目番号	200322	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	機械電子工学科（2018年度以前入学者）	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	林　則行他　「機械設計法」　森北出版 ISBN　978-4-627-61041-5
担当教員	十河 宏行

到達目標

１．標準規格，許容応力，安全率，応力集中の意味を概説することができる。
２．単純な外力を受けた場合のネジ部，溶接部の強度計算ができる。
３．単純な外力を受けた場合の軸の強度計算ができる。
４．軸継手の種類と用途について説明できる。
５．軸受の種類と構造についての概説と，ころがり軸受の呼び番号より名称と概略寸法を求めることができる。
６．ころがり軸受の寿命公式につい概説することができる。
７．歯車の種類と規格，転位歯車の必要性について概説することができる。
８．単純な条件下における平歯車の強度計算ができる。
９．設計技術者の職務上における責任について，自分の意見を文章にまとめることができる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目１	標準規格，許容応力，安全率，応力集中の意味を概説することができ，設計へ利用できる。	標準規格，許容応力，安全率，応力集中の意味を概説することができる。	標準規格，許容応力，安全率，応力集中の意味を概説することができない。
評価項目２	単純な外力を受けた場合のネジ部，溶接部の応用的な強度計算ができる。	単純な外力を受けた場合のネジ部，溶接部の強度計算ができる。	単純な外力を受けた場合のネジ部，溶接部の強度計算ができない。
評価項目３	複合的な外力を受けた場合の軸の強度計算ができる。	単純な外力を受けた場合の軸の強度計算ができる。	単純な外力を受けた場合の軸の強度計算ができない。
評価項目４	軸継手の種類と用途について説明でき，設計へ適用できる。	軸継手の種類と用途について説明できる。	軸継手の種類と用途について説明できない。
評価項目５	軸受の種類と構造についての概説と，ころがり軸受の呼び番号より名称と概略寸法を求め，適切な軸受を選択することができる。	軸受の種類と構造についての概説と，ころがり軸受の呼び番号より名称と概略寸法を求めることができる。	軸受の種類と構造についての概説と，ころがり軸受の呼び番号より名称と概略寸法を求めることができない。
評価項目６	ころがり軸受の寿命公式につい概説することができ，寿命計算することができる。	ころがり軸受の寿命公式につい概説することができる。	ころがり軸受の寿命公式につい概説することができない。
評価項目７	歯車の種類と規格，転位歯車の必要性について概説することができ，転位歯車の設計へ応用できる。	歯車の種類と規格，転位歯車の必要性について概説することができる。	歯車の種類と規格，転位歯車の必要性について概説することができない。
評価項目８	高度な条件下における平歯車の強度計算ができる。	単純な条件下における平歯車の強度計算ができる。	単純な条件下における平歯車の強度計算ができない。
評価項目９	設計技術者の職務上および社会的な責任について，自分の意見を文章にまとめることができる。	設計技術者の職務上における責任について，自分の意見を文章にまとめることができる。	設計技術者の職務上における責任について，自分の意見を文章にまとめることができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-(2) （自然科学の知識を機械システム分野へ応用する力を身につける。）

教育方法等

概要:

１．設計技術者の職務上における責任について，自分の考え方を文章にまとめることができる。
２．基本的な要素に対し，設計に用いる式を選択し必要な事項を表より決定することができる。
３．力学系に関する基礎知識を，機械システムを構成する要素の設計に適用することができる。

授業の進め方・方法:

１．機械システムに用いている各要素の規格や基本設計手法について講義を行う。
２．演習問題により規格や設計手法の利用法について理解を深める。

注意点:

・第３者が理解できる設計計算書を書くための表現法を習得するための演習が必要。
・後期期末試験では，総合問題を出題。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	標準規格の種類・用途 許容応力，安全率，応力集中	標準規格，許容応力，安全率，応力集中の意味を概説することができる。
		2週	ねじの種類，原理，効率 ねじ各部の名称	ねじの種類，原理，効率について概説することができる。
		3週	引張とせん断応力の基本的考え方 単純引張・単純せん断が作用した場合のねじ呼び径計算	単純な外力を受けた場合の呼び径の強度計算ができる。
		4週	単純引張が作用した際のねじ山の強度計算	単純な外力を受けた場合のねじ山の強度計算ができる。
		5週	ねじの強度設計演習	ねじに関する強度計算ができる。
		6週	溶接の種類と特徴 溶接の強度計算の基本的考え方	溶接の種類について概説することができる。 突き合わせ，隅肉溶接部の強度計算方法が理解できる.
		7週	溶接強度計算の演習	単純な外力を受けた場合の溶接部の強度計算ができる。
		8週	前期中間試験
	2ndQ
		9週	試験返却と解説 軸の強度計算の概要	試験の誤答部の確認と知識の再認識に生かせる。 軸に作用する外力の違いを概説することができる。
		10週	曲げモーメントのみを受ける場合の軸径 トルクのみが作用した場合の軸設計	単純な外力を受けた場合の軸の強度計算ができる。
		11週	複合応力が作用した場合の軸設計 モールの応力円	単純な外力を受けた場合の軸の強度計算ができる。 モールの応力円について概説することができる。
		12週	捩じり角度による軸径設計	ねじり角度を帰省した場合の軸径の設計ができる。 キー溝を考慮した軸設計について概説することができる。
		13週	キー溝を考慮した軸径設計	キー溝を考慮した軸設計について概説することができる。
		14週	キーの強度設計 軸接手の強度設計１	キーの強度設計について概説することができる。 軸継手の種類と用途について説明できる。
		15週	軸接手の強度設計２	軸継手の種類と・用途・強度設計について説明できる。
		16週	前期期末試験
後期
	3rdQ
		1週	軸受の種類と特徴 転がり軸受の種類と特性	軸受の種類と構造について概説することができる。
		2週	軸受の呼び番号 軸受寿命に関する専門用語	ころがり軸受の呼び番号より名称と概略寸法を求めることができる。
		3週	軸受寿命の公式 単純軸受荷重が作用した場合の軸受寿命の算出	ころがり軸受の寿命公式につい概説することができる。
		4週	複合軸受荷重が作用した倍の軸受寿命の算出 変動荷重を考慮した場合の寿命計算 軸受の固定方法	ころがり軸受の寿命公式につい概説することができる。
		5週	転がり軸受の固定方法	転がり軸受の取り付け方法と使用する軸受の特特徴について概説できる。
		6週	すべり軸受の概要 すべり軸受の設計指針	すべり軸受の専門用語の概説ができる。
		7週	歯車の種類と概要 標準歯車の各部名称と寸法	歯車の各部名称と各部の寸法基準について概説できる。
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	試験返却と解説 インボリュート曲線	試験の誤答部の確認と知識の再認識に生かせる。 インボリュート曲線に関して概説できる。
		10週	実用歯型曲線 標準歯車の歯切り	実用歯車曲線に関して概説できる。 標準歯車の歯切りに関する各寸法に関して概説できる。
		11週	転位歯車の歯切り 歯切りの際の転位歯車の各部寸法	転位歯車の必要性について概説することができる。 転位歯車の歯切りに関する各寸法について概説できる。
		12週	転位歯車がかみ合った場合の中心間距離の算出 転位歯車の中心間距離から転位係数の算出	転位歯車の転位係数の算出方法について概説することができる。
		13週	平歯車の強度計算の概要 ルイスの式の導出	ルイスの公式について概説できる。
		14週	ヘルツの式の導出 平歯車の強度計算の演習	ヘルツの公式について概説できる。 平歯車の強度計算について概説できる。
		15週	技術者倫理	技術者倫理の必要性について自分の意見を述べることができる。
		16週	後期期末試験

評価割合

	試験	合計
総合評価割合	100	100
評価項目１	5	5
評価項目２	20	20
評価項目３	20	20
評価項目４	5	5
評価項目５	5	5
評価項目６	15	15
評価項目７	10	10
評価項目８	15	15
評価項目９	5	5