機構学

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 機構学
科目番号 0050 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械システム工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 機構学 重松洋一 大高敏男共著 コロナ社(09年12月25日 初版2刷以後に限定)
担当教員 鄭 耀陽

到達目標

①機構の基本を把握し,機構の運動を理解できる.
②機構の運動解析ができる.
③実際の機械や装置の特性解析に適用する能力を養成する.

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各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。
評価項目2
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
本講義では,ロボットを代表とするものづくりを行うために基礎となる機構を学び,リンクと歯車などの機械要素に関する知識を修得し,機構の解析ができるようにする.理解してもらうため、なるべく動画などを見せて実感をさせる.
授業の進め方・方法:
前後期とも中間試験も期末試験も50分間で実施する.
定期試験成績を80%,課題等を20%として総合的に評価し,60点以上を合格とする.
注意点:
三角関数,二次方程式の解法,ベクトル,座標変換等の数学内容を復習しておくこと.

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 機構と機構学 機構学の導入
2週 機構の基礎 基礎用語と概念,機構の自由度
3週 瞬間中心 瞬間中心とケネディー定理
4週 ベクトルを用いた運動解析 位置,変位,速度,加速度をベクトルでの表示・演算
5週 瞬間中心による運動の図式解法 リンク上の点の速度・加速度の作図法
6週 瞬間中心による運動の図式解法 相対変位,相対速度,加速度,コリオリの加速度
7週 前期中間試験(50分間)
8週 スライダリンク機構 スライダ位置・速度・加速度の解析
2ndQ
9週 スライダリンク機構 思案点と死点,倍力装置,増減速装置,節の交替
10週 4節回転リンク機構 クランク,てこ,カプラ
11週 4節回転リンク機構 グラスホフ定理
12週 平面リンク機構の運動解析 図式による解析
13週 平面リンク機構の運動解析 数式による解析
14週 平面リンク機構の運動解析 数式による解析
15週 総括 総合演習・復習
16週
後期
3rdQ
1週 カム機構 カムの形状,分類
2週 カム機構 ポイントフォロワ板カム曲線の設計
3週 カム機構 カムフォロワの運動解析
4週 歯車 歯車の種類,形状,用語
5週 歯車 インボリュート歯車
6週 歯車 切り下げ現象,転位
7週 後期中間試験(50分間)
8週 歯車 歯車列,減速比
4thQ
9週 歯車装置 遊星機構
10週 歯車装置 差動歯車機構
11週 特殊歯車装置(間欠機構) ラチェット,ゼネバ機構
12週 巻きかけ伝動機構 分類,摩擦伝動,確実伝動
13週 巻きかけ伝動機構 速度比,ベルトの長さ,ベルトの張力
14週 ロボットアームの運動解析 順運動学・逆運動学(回転行列)
15週 総括 総合演習・復習
16週

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力学荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。3
応力とひずみを説明できる。3
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。3
許容応力と安全率を説明できる。3
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。3
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。3
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。3
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
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
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
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
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
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
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
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
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。3
多軸応力の意味を説明できる。3
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。3

評価割合

試験課題等相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力80200000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000