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演習レポートの出題が時折あります.
③演習レポート作成のためのレポート用紙(A4)や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:授業演習,演習レポート,定期試験,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 授業演習(10%)+演習レポート(30%)+定期試験(60%)
②最終評価:合格 合否判定+受講態度(最大+10点) , 不合格 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複数回,学年末再試験は前期分,後期分をそれぞれ複数回実施する.なお,再試験の詳細は,実施前にも説明する.
前期末再試験の受験条件:補習の受講と未提出の授業演習,演習レポートの提出
後期末再試験の受験条件:補習の受講と未提出の授業演習,演習レポートの提出,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.
学年末再試験の受験条件:補習の受講と未提出の授業演習,演習レポートの提出,前期分・後期分を分割して実施する.
前期末再試験,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のみ,後期分のみを受験する場合も60点以上で合格とする.
学年末再試験で前期分と後期分の両方を受験する場合は,2つの平均点が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,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60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演習レポートは,再提出となる場合もあります.演習レポートは,返却しませんので必要に応じてコピーを取るなどしてください.
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 |
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 |
中間試験 |
前期中間試験を実施する.
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2ndQ |
9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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10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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11週 |
材料の強さ⑥
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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⑦ |
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⑧
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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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15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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16週 |
期末試験
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前期末試験を実施する.
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後期 |
3rdQ |
1週 |
ねじ① |
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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2週 |
ねじ② |
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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3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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4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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5週 |
軸とその部品② |
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③
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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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7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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8週 |
中間試験
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後期中間試験を実施する.
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4thQ |
9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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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 |
歯車② |
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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13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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14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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15週 |
歯車⑤
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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 |
期末試験 |
後期末試験を実施する.
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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 | 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 | |