科目基礎情報

学校 群馬工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 3D-CAD
科目番号 3M015 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 図解SolidWorks実習第3版:栗山 晃治,新間 寛之,高橋史生:森北出版:978-4627666627
担当教員 櫻井 文仁

到達目標

□ 1,2年生で学習した設計製図の知識をもとに,三次元CADソフトを用いて部品モデルを作成することができる.(MCC)
□ 作成した3次元部品モデルから、3面図を作成することができる.(MCC)
□ 作成した3次元部品モデルから、アセンブリを作成することができる.(MCC)
□ コンピュータを用いた解析の基礎を理解することができる.(MCC)

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1三次元CADソフトを用いて部品モデルを効率的に作成することができる三次元CADソフトを用いて部品モデルを作成することができる三次元CADソフトを用いて部品モデルを作成することができない
評価項目2作成した3次元部品モデルから、3面図を適切に作成することができる作成した3次元部品モデルから、3面図を作成することができる作成した3次元部品モデルから、3面図を作成することができない
評価項目3作成した3次元部品モデルから、アセンブリを効率的に作成することができる作成した3次元部品モデルから、アセンブリを作成することができる作成した3次元部品モデルから、アセンブリを作成することができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
三次元CADソフトウェアであるSolidWorksを用いて,イメージされた構造体をモデル化する技法を身につける.
授業の進め方・方法:
最初に,将来的な設計変更を意識したモデルの設定法やSolidWorksの基本的な構造やコマンドを理解する.次
にモデル化のための手順と仕組みを理解し,例題をこなしながら,モデル化のための技法を修得する.モデルが作成
できるようになったら,組み込まれている構造解析ソフトにより,応力解析等を行い,応力や変形の程度を理解する.
注意点:
機械工学科棟3階設計演習室で実施する.ファイルを記録するための、USBメモリを各自で用意すること.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 製図の復習と三次元CAD① 図面の役割と種類を理解できる。
製図用具を正しく使うことができる。
線の種類と用途を説明できる。
品物の投影図を正確に書くことができる。
2週 製図の復習と三次元CAD② 製作図の書き方を理解できる。
図形を正しく描くことができる。
図形に寸法を記入することができる。
公差と表面性状の意味を理解し、図示することができる。
部品のスケッチ図を書くことができる。
3週 SolidWorksの特徴① CADシステムの役割と構成を説明できる(ドキュメント)
4週 SolidWorksの特徴② CADシステムの役割と構成を説明できる(設計意図)
5週 SolidWorksの基本① CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(ユーザーインターフェース)
6週 SolidWorksの基本② CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(押し出しボスベース)
7週 SolidWorksの基本③ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(三面図からのモデル作成)
8週 SolidWorksの基本④ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(スイープ)
2ndQ
9週 SolidWorksの基本⑤ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(ロフト)
10週 SolidWorksの基本⑥ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(回転)
11週 SolidWorksの基本⑦ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(CADによる図面基礎)
12週 SolidWorksの基本⑧ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(CADによる図面作成)
13週 SolidWorksの基本⑨ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(例題演習:プーリ)
14週 SolidWorksの基本⑩ CADシステムの基本機能を理解し、利用できる。(例題演習:水差し)
15週 SolidWorksを用いた構造解析 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。
16週 前期期末試験
後期
3rdQ
1週 実践的学習Ⅰ① 構造物を3Dモデル化できる(パワーショベル)
2週 実践的学習Ⅰ② 構造物を3Dモデル化できる(パワーショベル)
3週 実践的学習Ⅰ③ 構造物を3Dモデル化できる(パワーショベル)
4週 実践的学習Ⅰ④ 構造物を3Dモデル化できる(パワーショベル)
5週 実践的学習Ⅰ⑤ 構造物を3Dモデル化できる(パワーショベル)
6週 実践的学習Ⅱ① 構造物を3Dモデル化できる(折りたたみ椅子)
7週 実践的学習Ⅱ② 構造物を3Dモデル化できる(折りたたみ椅子)
8週 実践的学習Ⅱ③ 構造物を3Dモデル化できる(折りたたみ椅子)
4thQ
9週 実践的学習Ⅱ④ 構造物を3Dモデル化できる(折りたたみ椅子)
10週 実践的学習Ⅱ⑤ 構造物を3Dモデル化できる(折りたたみ椅子)
11週 実践的学習Ⅲ① 構造物を3Dモデル化できる(フードプロセッサ)
12週 実践的学習Ⅲ② 構造物を3Dモデル化できる(フードプロセッサ)
13週 実践的学習Ⅲ③ 構造物を3Dモデル化できる(フードプロセッサ)
14週 実践的学習Ⅲ④ 構造物を3Dモデル化できる(フードプロセッサ)
15週 実践的学習Ⅲ⑤ 構造物を3Dモデル化できる(フードプロセッサ)
16週 後期期末試験

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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設計製図図面の役割と種類を適用できる。4前1
製図用具を正しく使うことができる。4前1
線の種類と用途を説明できる。4前1
物体の投影図を正確にかくことができる。4前1
製作図の書き方を理解し、製作図を作成することができる。4前2
公差と表面性状の意味を理解し、図示することができる。4前2
部品のスケッチ図を書くことができる。4前2
CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。4前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの機械要素の図面を作成できる。4前11
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプ、ねじジャッキなどを題材に、その主要部の設計および製図ができる。2前15
機械設計標準規格の意義を説明できる。2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。2前15
標準規格を機械設計に適用できる。2
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。2
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。2
ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。2
軸の種類と用途を理解し、適用できる。2
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。1
キーの強度を計算できる。2
軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。1
滑り軸受の構造と種類を説明できる。1
転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。1
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。1
すべり率、歯の切下げ、かみあい率を説明できる。1
標準平歯車と転位歯車の違いを説明できる。1
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。1
歯車列の速度伝達比を計算できる。2
リンク装置の機構を理解し、その運動を説明できる。2
代表的なリンク装置の、変位、速度、加速度を求めることができる。1
カム装置の機構を理解し、その運動を説明できる。1
主な基礎曲線のカム線図を求めることができる。1
力学力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。2
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。2
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。2
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。2
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。2
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。1
重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。2
速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。1
加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。1
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。1
運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。1
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。1
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。1
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。1
仕事の意味を理解し、計算できる。1
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。1
すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。1
運動量および運動量保存の法則を説明できる。1
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。1
平板および立体の慣性モーメントを計算できる。1
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。1
応力とひずみを説明できる。1
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。1
許容応力と安全率を説明できる。1
両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。1
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。1
引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。1
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。1
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。1
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。1
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。1
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。1
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。1
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。1
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。1
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。1
多軸応力の意味を説明できる。1
二軸応力について、任意の斜面上に作用する応力、主応力と主せん断応力をモールの応力円を用いて計算できる。1
部材が引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。1
部材が曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。1
カスティリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに適用できる。1
振動の種類および調和振動を説明できる。1
不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。1
減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。1
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。1
調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。1

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合40600000100
基礎的能力2030000050
専門的能力2030000050
分野横断的能力0000000