到達目標
1.動力と回転速度から回転軸の伝達トルクを計算できる。また、軸の曲げ応力、ねじり応力が計算できる。
2.ねじに加わるトルクとねじサイズから、ねじの軸力が計算できる。
3.歯車の諸元と曲げ強度、接触応力を計算できる。
4.軸受の寿命計算ができる。
5.荷重、たわみ、コイルの平均直径、許容せん断応力、横弾性係数からばねの線径と有効巻数を計算できる。
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 |
| 評価項目1 | 必要動力から軸に加わるトルクを計算し、ねじり応力を計算できる。また、曲げ応力を計算できる。 | 動力と回転速度から回転軸の伝達トルクを計算できる。また、軸の曲げ応力、ねじり応力が計算できる。 | 動力と回転速度から回転軸の伝達トルクを計算できない。また、軸の曲げ応力、ねじり応力が計算できない。 |
| 評価項目2 | ねじの軸力を得るための必要トルクの計算とねじに作用する引張応力を計算できる。 | ねじに加わるトルクとねじサイズから、ねじの軸力が計算できる。 | ねじに加わるトルクとねじサイズから、ねじの軸力が計算できない。 |
| 評価項目3 | 軸間距離と減速比が与えられた場合の歯車の諸元と曲げ強度、接触応力が計算できる。 | 歯車の諸元と曲げ強度、接触応力を計算できる。 | 歯車の諸元と曲げ強度、接触応力を計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
機械製品を構成するためには、設計者が設計する部品に加え、軸、ねじ、歯車など多種多様な機械要素の利用が必要不可欠である。したがって、機械要素なくして機械製品の設計、製作、組立は実施できない。
授業の進め方・方法:
本講義では機械要素の利用を考えた設計を行う上で基礎となる軸、ねじ、歯車およびばねに作用する力と応力の計算や、軸受寿命の計算を学ぶ。そして、各種機械要素の設計計算を適切に行うことができる能力を備えることを目的とする。
注意点:
それぞれの機械要素に対しての講義を終えた時点で、設計計算演習を実施する。日頃からしっかり予習、復習をすること。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
動力とトルク、トルク計算 |
動力とトルクの関係が説明でき、動力と回転数とトルクの関係式を用いて必要な数値が計算できる。
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| 2週 |
曲げ応力 |
曲げ応力と断面係数、モーメントの関係が説明できる。
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| 3週 |
曲げ応力計算 |
曲げ応力が計算できる。
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| 4週 |
ねじり応力 |
ねじり応力と極断面係数、トルクの関係が説明できる。
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| 5週 |
ねじり角度 |
ねじり角度と軸長さ、直径、トルクの関係を説明できる。
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| 6週 |
ねじり応力、角度計算 |
ねじり応力とねじり角度の計算ができる。
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| 7週 |
ねじの軸力 |
ねじに加わるトルクと軸力の関係が説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
ねじの軸力計算 |
ねじの軸力が計算できる。
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| 10週 |
歯車の諸元 |
モジュール、歯数、ピッチ円の関係が説明できる。
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| 11週 |
歯車の諸元計算 |
歯車の諸元計算ができる。
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| 12週 |
歯車の強さ計算 |
歯車の曲げ強さ、面圧強さが計算できる。
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| 13週 |
軸受の寿命計算 |
軸受の寿命計算式を用いて寿命が計算できる。
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| 14週 |
コイルばねの応力 |
コイルばねの応力と寸法諸量の関係が説明できる。
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| 15週 |
コイルばねの諸元計算 |
コイルばねの諸元が計算できる。
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| 16週 |
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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 |
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 | 50 | 0 | 0 | 0 | 50 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |