機械設計工学I

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 機械設計工学I
科目番号 d0150 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電子制御工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 尾田十八、室津義定「機械設計工学1 要素と設計 (改訂版)」培風館、1999年、3,200円(+税)
担当教員 君塚 進

到達目標

1.機械強度や機械要素の設計に関する基礎知識を説明できる
2.機械要素の機能や特徴を説明できる
3.機械強度や機械要素に関する設計計算ができる

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
機械強度や機械要素の設計に関する基礎知識を説明できる設計に関する基礎知識の説明と応用ができる設計に関する基礎知識を説明できる設計に関する基礎知識を説明できない
機械要素の機能や特徴を説明できる機械要素の機能と特徴を説明できる機械要素の機能を説明できる機械要素の機能を説明できない
機械強度や機械要素に関する設計計算ができる 教えられた手順を応用して設計計算ができる教えられた手順に従って設計計算ができる設計計算ができない

学科の到達目標項目との関係

準学士課程(R5までのDP) R5までDP_1 科学技術の基礎知識・応用力の修得・活用
準学士課程(R5までのDP) R5までDP_4 制御・電気電子・機械・情報等基礎工学の知識習得・応用
JABEE B-2 専門分野の知識と能力

教育方法等

概要:
設計とは、工業製品、情報システム等において必要とする機能を検討し、具現化するために仕様書、計算書や設計図を作る作業である。この授業では、ねじや歯車などの機械の要素設計を基本とし、設計に必要な基礎知識を身につけることを目標としている。
授業の進め方・方法:
ねじや歯車などの具体的な機械の要素(部品)の設計について、必要な規格、強度計算等の知識を順を学んでいく。その中で単に工業規格への適合や強度の計算だけでなく、効率や使いやすさといった観点からどのような工夫が必要かを受講者自身が考えながら授業を進めていく。また、単元ごとに演習を行い。自ら機械要素を設計することで理解を深める。
この科目は学修単位科目のため、教材や授業ノート等で予習、復習を行うこと。
注意点:
設計においては幅広い知識と問題解決能力が必要とされるので、学習したらできるだけ多くの問題に自分で取り組み、能力を高める努力をして欲しい。

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
後期
3rdQ
1週 機械設計の基礎1 機械の構成要素と設計の基本的考え方について理解する
2週 機械設計の基礎2 標準、工業規格とその意義について理解する。
3週 機械材料の強度と安全率1 材料の機械的性質について理解する
4週 機械材料の強度と安全率2 強度計算の基本になる式や法則について理解する
5週 機械材料の強度と安全率3 許容応力、安全率、疲労破壊について理解する
6週 生産設計 各種加工方法とその特徴について理解する
7週 演習 これまで学んだ知識を使って実際の問題を解く
8週 中間試験 これまで学んだ知識を評価する
4thQ
9週 締結、接合要素
 ねじ1
ねじの種類、特徴、規格、用途について理解する
10週 締結、接合要素
 ねじ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。
11週 締結、接合要素
 ねじ3
ねじに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。
12週 締結、接合要素
 ピン、リベット継手
ピン、リベットについて、強度計算ができる
13週 締結、接合要素
 溶接
溶接の種類、方法、破壊について理解できる
14週 締結、接合要素
 接着
接着の種類、方法、破壊について理解できる
15週 演習 これまで学んだ知識を使って実際の問題を解く
16週 期末試験 これまで学んだ知識を評価する

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機械設計標準規格の意義を説明できる。3
標準規格を機械設計に適用できる。3
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。3
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。3
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。3
ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。3
軸の種類と用途を理解し、適用できる。3
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。3
キーの強度を計算できる。3
軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。3
工作塑性加工の各加工法の特徴を説明できる。1
降伏、加工硬化、降伏条件式、相当応力、及び体積一定則の塑性力学の基本概念が説明できる。1
研削加工の原理、円筒研削と平面研削の研削方式を説明できる。1
材料機械材料に求められる性質を説明できる。1
金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。1

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80000200100
基礎的能力0000000
専門的能力80000200100
分野横断的能力0000000