設計法Ⅱ

科目基礎情報

学校	宇部工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	設計法Ⅱ
科目番号	15009	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	機械工学科	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	機械設計法　稲田重男　他2名著（朝倉書店）／機構学　佃勉（コロナ社）
担当教員	山崎 幸治

到達目標

設計法Ⅰで学んだ機械設計の基礎知識を基にして、各種機械要素について以下の3点ができることを到達目標とする。
①各種機械要素について基本事項を知り、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる（レベル3、適用）、
②強度を主とする設計法を理解し、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる（レベル3、適用）、
③各要素の代表的な種類について、特徴を理解し、整理できること（レベル4、分析）。

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	最低限の到達レベルの目安(可)	未到達レベルの目安
評価項目1	各機械要素についてインターネットや専門書を通じて基本事項を知り、客観的根拠に基づいて応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる。	各機械要素についてインターネットや専門書を通じて基本事項を知り、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる。	各機械要素について基本事項を知り、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる。	各機械要素について基本事項を知り、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できない。
評価項目2	強度を主とする設計法をインターネットや専門書も通じて理解し、客観的根拠に基づいて応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる。	強度を主とする設計法をインターネットや専門書も通じて理解し、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる。	強度を主とする設計法を理解し、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できる。	強度を主とする設計法を理解し、応用的な事例や問題の解決に知識・理論を利用できない。
評価項目3	各要素の代表的な種類について、インターネットや専門書も通じて特徴を理解し、客観的根拠に基づいて整理できる。	各要素の代表的な種類について、インターネットや専門書も通じて特徴を理解し、整理できる。	各要素の代表的な種類について、特徴を理解し、整理できる。	各要素の代表的な種類について、特徴を理解し、整理できない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE (C) （数学・自然科学）

教育目標 （Ｃ）① （立案能力）

教育方法等

概要:

本科目は，材料力学、水力学、流体工学、熱力学、振動工学を始めとする力学科目，機構学，材料関連科目，機械工作法など広範な機械工学の知識をベースにして、各種機械要素設計法について学ぶ。

授業の進め方・方法:

基本的に教科書に沿って、重要なことを抜粋し進める。

注意点:

本科目は、材料力学、水力学、流体工学、熱力学、振動工学を始めとする力学科目，機構学，材料関連科目，機械工作法等の科目、特に材料力学の知識が必要である。そのため、設計法Ⅰと材料力学の理解は不可欠であり、必要に応じ復習することが必要である。学期内に成績を再評価する場合がある。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	第１回　リベットおよびリベット継手① 第２回　リベットおよびリベット継手②	第１回　リベットについて理解でき、リベットの種類、リベット継手の種類を理解し、説明できる。 第２回　リベット継手の強度設計法を理解できる。
		2週	第３回　溶接継手① 第４回　溶接継手②	第３回　溶接継手の利点と欠点をリベット継手、鋳造品と比べて理解できる。 第４回　継手に引張り・曲げ・せん断が作用する場合の強度設計法を理解できる。
		3週	第５回　軸および軸継手① 第６回　軸および軸継手②	第５回　軸の種類と用途を理解できる。動力と回転数，トルクの関係が理解できる。 第６回　軸力・曲げ荷重・トルクが負荷された軸の強度設計が理解できる。
		4週	第７回　軸および軸継手③ 第８回　軸および軸継手④	第７回　軸力・曲げ荷重・トルクの組合せ荷重を求めることができる。軸の危険速度とは何か理解でき、基本的な問題で危険速度を求めることができる。 第８回　キーの種類と特徴を理解する。特に沈みキーと接線キー。沈みキーと接線キーの強度設計ができる。
		5週	第９回　軸受① 第10回　軸受②	第９回　ころがり軸受の構造、種類を説明できる。ころがり軸受とすべり軸受けの寿命、負荷特性等の性能比較ができる。 第10回　流体潤滑理論に基づき、流体軸受により負荷を支えるメカニズムを理解し、負荷容量を計算できる。
		6週	第11回　歯車① 第12回　歯車②	第11回　歯車の種類、各部の名称、歯の大きさの表し方を説明できる。 第12回　角速度一定となる理論を理解できる。歯形曲線を理解し、説明できる。かみ合い率、すべり率について説明でき、計算できる。
		7週	第13回　歯車③ 第14回　カム	第13回　歯の切下げ、転位歯車が説明できる。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。 第14回　カム装置の機構を理解し、その運動を説明することができる。カム線図を理解し、対応するカムの輪郭曲線を描くことができる。
		8週	定期試験 第15回　試験返却と解答
	4thQ
		9週	軸受 　・ころがり軸受の構造，種類を知り、すべり軸受けとの比較	・ころがり軸受の構造、種類を説明できる。 ・ころがり軸受とすべり軸受けの寿命、負荷特性等の性能比較ができる。
		10週	巻掛け伝動装置 　・ベルトの張力と伝動動力	・ベルトに生じる張力と繰り返し力、伝達動力を計算できる。
		11週	巻掛け伝動装置 　・歯つきベルト伝動，チェーン伝動	・歯付きベルト伝動とチェーン伝動の構造と長所・短所を説明できる。
		12週	歯車 　・歯型理論，かみあい率	・角速度一定となる理論を理解できる。 ・かみ合い率について説明でき、計算できる。
		13週	歯車 　・すべり率、モジュール	・すべり率について説明でき、計算できる。 ・モジュールが説明できる。
		14週	総合まとめ	・学習内容について、より深い理解ができる。
		15週	試験返却と解答	・解答を通じ、間違った箇所の正答ができる。
		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	機械設計	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
				カム装置の機構を理解し、その運動を説明できる。	4
				主な基礎曲線のカム線図を求めることができる。	4

評価割合

	定期試験	課題	合計
総合評価割合	70	30	100
知識の基本的な理解	45	20	65
思考・推論・創造への適用力	25	10	35
分野横断的能力	0	0	0