到達目標
これまでに修得した知識を活用してポンプ設計に必要な計算方法と手順を修得する。そして、得られた数値を利用してCADによる図面作成を行う。
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
羽根車の設計 | 資料を参考に、条件に合った羽根車を設計できる。 | 羽根車の設計に必要な計算ができる。 | 羽根車の設計に必要な計算ができない。 |
| 評価項目2
軸受け寿命計算 | 寿命計算から条件に最適な軸受けを選定できる。 | 軸受けの寿命計算ができる。 | 軸受けの寿命計算ができない。 |
| 評価項目3
CADによる図面作成 | 設計した主要目からCADを用いて製作に必要な図面を作成できる。 | 設計した主要目からCADを用いて図面を作成できる。 | 設計した主要目からCADを用いて図面を作成できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この科目は企業で船の設計を担当していた教員が、その経験を活かした設計手法や現場が混乱しない図面作成手法等を含めて授業を行うものである。具体例として水を高所に汲み上げる渦巻き式遠心ポンプについて、羽根車、主軸および軸受けの寿命設計を行なう。この設計作業を通じて繰返し計算、Excelを用いた計算など、設計に際しての様々なやり方を習得する。設計した羽根車を加工するための工作データをCAMを用いて作成する。
授業の進め方・方法:
設計製図科目の最終年度である本学年では、課題機械に与えられた要求性能を発揮する寸法・形状及び強度などの「設計」計算を行なった後､それを図面化し、製造する「設計＋製図＋工作」の進め方を習得する。課題は渦巻きポンプである。まず、Excelを用いた設計計算後、2DCADで製図を行う。次に、3DCADにより羽根車を作図し，危険速度を計算する。最後に，CAMを用いてNCデータを作成する。
注意点:
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
渦巻きポンプの構造・動作原理の説明 |
渦巻きポンプの構造が理解できる。
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| 2週 |
渦巻きポンプに使用する羽根車の設計手順の説明 |
羽根車設計手順が理解できる。
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| 3週 |
損失水頭の計算 |
各種損失水頭の意味を理解し、計算できる。
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| 4週 |
損失水頭の計算 |
各種損失水頭の意味を理解し、計算できる。
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| 5週 |
損失水頭の計算 |
各種損失水頭の意味を理解し、計算できる。
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| 6週 |
羽根車の設計 |
仕様から適切な電動機および軸を選択し、軸の強度計算ができる。
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| 7週 |
羽根車の設計 |
羽根車の大きさを設計できる。
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| 8週 |
羽根車の設計 |
羽根の厚み、高さ、枚数を設計できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験期間 |
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| 10週 |
2DCADによる羽根車の製図 |
羽根車の部品図を作成できる。
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| 11週 |
2DCADによる羽根車の製図 |
羽根車の部品図を作成できる。
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| 12週 |
2DCADによる羽根車の製図 |
羽根車の部品図を作成できる。
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| 13週 |
2DCADによる羽根車の製図 |
羽根車の部品図を作成できる。
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| 14週 |
2DCADによる羽根車の製図 |
羽根車の部品図を作成できる。
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| 15週 |
期末試験期間 |
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| 16週 |
羽根車の重量計算 |
部品図を基に重量計算ができる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
3DCADおよび操作方法の説明・フィーチャー化 |
3DCADを利用することができる。
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| 2週 |
3DCADによるロフトの製作 |
ロフトの作図ができる。
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| 3週 |
3DCADによるボルトの製作 |
3DCADでボルトの作図ができる。
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| 4週 |
3DCADによる羽根車の製図 |
3DCADで羽根車を作図できる。
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| 5週 |
3DCADによる羽根車の製図 |
3DCADで羽根車を作図できる。
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| 6週 |
3DCADによる羽根車の製図 |
3DCADで羽根車を作図できる。
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| 7週 |
軸受け寿命計算 |
仕様を満たす軸受け寿命計算ができる。
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| 8週 |
中間試験期間 |
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| 4thQ |
| 9週 |
軸受け寿命計算 |
仕様を満た軸受け寿命計算ができる。
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| 10週 |
軸受け寿命計算 |
軸受け寿命計算をもとに最適な軸受けを選択できる。
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| 11週 |
危険速度計算のための重量見積もり |
危険速度算出に必要な重量の見積もりができる。
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| 12週 |
危険速度計算 |
羽根車の重量、軸重量から危険速度を算出できる。
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| 13週 |
危険速度計算 |
危険速度を算出し、常用回転数との比較ができる。
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| 14週 |
主軸の製図 |
主軸と軸受けのはめあいを理解する。
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| 15週 |
期末試験期間 |
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| 16週 |
主軸の製図 |
主軸を作図できる。
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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 | 製図 | 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 | 後14,後16 |
| 歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの部品図と組立図を作成できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | 前3,前6,前7,前8,後7,後9,後10 |
| 機械設計 | 標準規格を機械設計に適用できる。 | 4 | 前6 |
| 転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。 | 4 | 後7,後9,後10 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 成果物 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 | 60 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |