1. 機械に働く力と仕事を説明できる.
2. 材料の強さを説明できる.
3. さまざまな機械要素や機械の基本設計(性能や強度)を説明できる.
概要:
この科目の目標は,第1,第2学年の「数学」「物理」と,第2学年の「工業力学」「機械設計製図Ⅰ」で学修した知識を基礎とし,機械要素の強度計算などについて能力を養成するとともに,学生間の協働や能動的な学習を通して,コミュニケーション能力を養成することである.また,この科目は力学系科目を総合して用いるため,並行開講されている「機械 材料Ⅰ」「材料力学Ⅰ」「機械設計製図Ⅱ」の学修内容も必要となる.
本校教育目標 C:50 % D:50 %
授業の進め方・方法:
①小・中学校の「算数」「数学」「理科」,第1,第2学年の「数学」「物理」や第2学年の「工業力学」「機械設計製図Ⅰ」で学修した基礎的知識が必要です.
②自学自習(復習)確認テストをほぼ毎回実施します.また,演習レポートの出題も時折あります.
③演習レポート作成のためのレポート用紙(A4版)や,自学自習(確認)テスト・授業演習のための電卓,定規,分度器,コンパスなどを忘れずに必ず持参してください.
成績評価方法
①合否判定:定期試験(単元テストを含む),授業演習,演習レポート,自学自習(復習)確認テスト,それぞれの平均点を下式の割合とし,算出した評点が60点を超えていること.
成績評価式 前期 授業演習(10%)+自学自習(復習)確認テスト(20%)+演習レポート(70%) ※COVID-19感染予防のため,遠隔授業と面接(対面)授業となったことにより変更
後期 定期試験(50%)+授業演習(5%)+演習レポート(30%)+自学自習(復習)確認テスト(15%) ※例年に準じる.
②最終評価:下式にて算出する.
合格(合否判定60点以上) :前期 合否判定,後期 合否判定+受講態度(最大+5%) 不合格(合否判定60点未満):前期 合否判定,後期 合否判定
③再試験:前期末再試験,後期末再試験をそれぞれ1回,学年末再試験は前期分,後期分をそれぞれ1または複数回実施する.
前期末再試験:未提出の授業演習,演習レポートおよび追課題の提出
後期末再試験:後期授業範囲の定期試験(単元テストを含む)にて,欠点(60点未満)となった範囲の再試験,ただし,年間総合評価にて「合格(60点以上)」となった場合は,実施しない.
前期末再試験は,未提出の授業演習,演習レポートおよび追課題の提出をもって「合格」とする.後期末再試験は60点以上で合格とする.
学年末再試験で前期分を受験する場合は,未提出の授業演習,演習レポートおよび追課題の提出をもって「合格」とする.後期分を受験する場合も60点以上で合格とする.
また,学年末再試験で前期分と後期分を受験する場合は,前期分の未提出の授業演習,演習レポートおよび追課題の提出,後期分の再試験の平均点が60点以上で「合格」とする.
①出席確認は,入室時に「出欠確認シート」にてセルフチェックします.授業資料は,「出欠確認シート」の横にありますので,各自で取ってください.
②授業(90分)は,自学自習(復習)確認テストを20分,解説や説明を20~25分,学生間の協働や能動的な学習による授業演習を45分,振り返り5分(ミニッツペーパーへの記入)で実施します.
③授業演習の目標は,『時間内にクラス全員が演習を終了すること』です.そのため,学生間の協働や能動的な学習をするうえでのコミュニケーション能力が重要となります.
④プリントや教科書の節末問題を演習レポートとして課すことがあります.
⑤自学自習(復習)確認テストと演習レポートの返却は,迅速に行います.(演習レポートは,再提出の場合もあります.)
⑥オフィスアワーの時間を利用した積極的な復習や自学自習を歓迎します.また,必要な者には別途の補習を実施します.(副教材の青の演習ノートを使用します.)
前関連科目 工業力学 後関連科目 機械設計法Ⅱ
注意点:
参考書
①機械設計法 第3版(森北出版,塚田忠夫他3名共著),
②絵ときでわかる機械設計 第2版(オーム社,池田 茂他1名共著),
③実務に役立つ 機械公式活用ブック(オーム社・安達勝之他4名共著)など
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
①ガイダンスと「工業力学」確認テスト |
講義の進め方と第2学年「工業力学」の理解度を確認できる.
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2週 |
機械に働く力と仕事①
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運動量,力積,衝撃力,運動量保存の法則などを理解し,計算問題を解くことができる.
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3週 |
機械に働く力と仕事② |
仕事とてこ・輪軸・滑車・斜面などを理解し,計算問題を解くことができる.
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4週 |
機械に働く力と仕事③ |
エネルギーと動力,摩擦と機械の効率などを理解し,計算問題を解くことができる.
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5週 |
材料の強さ① |
材料の破壊を理解し,計算問題を解くことができる.
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6週 |
材料の強さ② |
材料の破壊を理解し,計算問題を解くことができる.
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7週 |
材料の強さ③ |
材料の強さを理解し,計算問題を解くことができる.
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8週 |
材料の強さ④ |
材料の曲げを理解し,計算問題を解くことができる.
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2ndQ |
9週 |
材料の強さ⑤ |
材料の曲げを理解し,計算問題を解くことができる.
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10週 |
材料の強さ⑥ |
材料の曲げを理解し,計算問題を解くことができる.
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11週 |
材料の強さ⑦
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材料の曲げを理解し,計算問題を解くことができる.
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12週 |
材料の強さ⑧ |
材料のねじりを理解し,計算問題を解くことができる.
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13週 |
材料の強さ⑨
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材料のねじりを理解し,計算問題を解くことができる.
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14週 |
材料の強さ⑩
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材料の座屈などを理解し,計算問題を解くことができる.
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15週 |
ねじ①
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ねじの種類と用途が理解でき,計算問題を解くことができる.
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16週 |
ねじ②
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ねじに働く力が理解でき,計算問題を解くことができる.
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後期 |
3rdQ |
1週 |
ねじ③ |
ボルトとナットが理解でき,計算問題を解くことができる.
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2週 |
軸とその部品①
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軸の種類が理解でき,計算問題を解く ことができる.
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3週 |
軸とその部品②
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軸の強度設計が理解でき,計算問題を解く ことができる.
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4週 |
単元テスト③ 実施する
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5週 |
軸とその部品③ |
軸の強度設計が理解でき,計算問題を解く ことができる.
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6週 |
軸とその部品④
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キーとピン,軸継手が理解でき,計算問題を解くことができる.
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7週 |
軸とその部品⑤
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軸受が理解でき,計算問題を解くことができる.
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8週 |
後期中間試験 実施する
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4thQ |
9週 |
後期中間試験の返却
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後期中間試験を返却し,解答を理解することができる.
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10週 |
軸とその部品⑥
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密封装置と潤滑が理解でき,計算問題を解くことができる.
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11週 |
歯車① |
歯車の基本的な設計が理解でき,計算問題を解くこと ができる.
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12週 |
単元テスト④ 実施する
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13週 |
歯車②
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平歯車の強度面からの設計が理解でき,計算問題を 解くことができる.
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14週 |
歯車③
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平歯車の強度面からの設計が理解でき,計算問題を 解くことができる.
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15週 |
歯車④
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平歯車の強度面からの設計が理解でき,計算問題を 解くことができる.
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16週 |
後期末試験 実施する.
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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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。 | 4 | |
軸の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | |
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | |
キーの強度を計算できる。 | 4 | |
軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | |
滑り軸受の構造と種類を説明できる。 | 4 | |
転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。 | 4 | |
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 | |
すべり率、歯の切下げ、かみあい率を説明できる。 | 4 | |
標準平歯車と転位歯車の違いを説明できる。 | 4 | |
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 | |
歯車列の速度伝達比を計算できる。 | 4 | |
力学 | 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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | |
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 4 | |
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 4 | |
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | |
動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 4 | |
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | |
応力とひずみを説明できる。 | 4 | |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | |
許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | |
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | |