機械工学実験実習3

科目基礎情報

学校 阿南工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 機械工学実験実習3
科目番号 1214T02 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 学修単位: 4
開設学科 機械コース 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 各実験テーマごとに必要に応じて資料を配布する
担当教員 原野 智哉,中岡 信司,奥本 良博,大北 裕司,松浦 史法,川畑 成之,伊丹 伸

到達目標

1.実験の目的、原理を理解し、指導された実験方法に基づき実験を遂行できる。
2.実験装置の原理を理解し、正しい取扱いと適切な測定ができる。
3.実験結果を整理、分析し、PCを用いて報告書にまとめることができる。
4.メカトロニクス技術を駆使して、自律走行型ロボットカーの組み立ておよび走行を行わせ、PCを用いて報告書にまとめることができる。

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最低限の到達レベルの目安(可)
評価項目1実験の目的、原理を理解し、指導された実験方法に基づき、手順の意味を考えながら実験を遂行できる。実験の目的、原理を理解し、指導された実験方法に基づき実験を遂行できる。マンツーマン指導により、実験の目的、原理を理解し、指導された実験方法に基づき実験を遂行できる。
評価項目2実験装置の原理を理解し、正しい取扱いと適切な測定を、結果をまとめながら行うことができる。 実験装置の原理を理解し、正しい取扱いと適切な測定ができる。 マンツーマン指導により、実験装置の原理を理解し、正しい取扱いと適切な測定ができる。
評価項目3実験結果を整理、分析し、PCを用いて十分に考察された報告書にまとめることができる。実験結果を整理、分析し、PCを用いて報告書にまとめることができる。マンツーマン指導により、実験結果を整理、分析し、PCを用いて報告書にまとめることができる。
評価項目4自律走行型ロボットカーの組み立ておよび走行を行わせ、それを報告書に個人でまとめることができる。自律走行型ロボットカーの組み立ておよび走行を行わせ、それを報告書にチームとしてまとめることができる。自律走行型ロボットカーの組み立ておよび走行を行わせ、それを報告書にマンツーマン指導により、まとめることができる。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
 機械工学の各分野の理論を実験から確認し、理論の必要性を理解するとともに、実験値(測定対象物理量)を得るための測定原理を習得する。また、一般的な技術文章の書き方も会得してもらう。
 メカトロニクス技術を駆使して、グループごとに自律走行型ロボットカーの組み立ておよび走行を行わせ、それをレポートにまとめてもらう。
 なお,パワートランスミッション実験では,スノーモービルのエンジン設計を担当していた教員が,その経験を活かし,歯車とベルト駆動の動力伝達性能評価法と歯車とベルト駆動の伝達特性について実験を通じて教授するものである。
授業の進め方・方法:
 前学期末に習熟度試験を実施するので、各実験テーマの内容をよく理解しておくこと。
 この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習としてレポート提出を課します。なお、CAD/CAMについては、各週毎に課題提出があります。
【授業時間121時間+自学自習時間60時間】
注意点:
 実験レポートの未提出は欠席として扱い、実験の各テーマを1回でも欠席した場合は、原則不合格として扱う。特別欠席や止むを得ない事情で欠席する場合は必ず事前連絡のこと。無断欠席をした場合は厳しい指導を行う。
 テーマごとに服装や準備物が異なるので注意すること。

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 メカトロニクス1&2 フォトセンサの特性を測定し、測定結果をまとめることができる。
2週 メカトロニクス1&2 超音波センサの特性を測定し、測定結果をまとめることができる。
3週 メカトロニクス1&2 モータードライバを用いて、モータを制御し、自律走行型ロボットカーの前進および回転を行うプログラムを記述することができる。
4週 流体工学 60°三角セキの流量係数の測定実験から,セキによる流量測定方法について説明することができる。
5週 流体工学 円管摩擦係数の測定実験から,円管の圧力損失について学び,摩擦係数の違いを説明できる。
6週 流体工学 絞り機構を有する管路による流量測定実験を行い,絞り機構の構造と流量係数の関係を説明できる。
絞り機構による流量測定実験の結果から,様々な絞り機構の流れの様子を説明し,結果を予測できる。
7週 パワートランスミッション(歯車) ステップロード法による平歯車試験により、伝達効率へ及ぼす回転数およびトルクの影響を調べる。
8週 パワートランスミッション(歯車) 平歯車試験結果から回転数およびトルクによる伝達効率についてP-V値や膜圧比から考察を行う。
2ndQ
9週 パワートランスミッション(磁気歯車) 従来歯車と比較して非接触で動力を伝達できる磁気歯車の仕組みを説明し,伝達効率へ及ぼす回転数およびトルクの影響を調べ,従来歯車と比較しメリットを把握する.
10週 材料強度(引張試験) 鉄鋼材料の引張試験を行い、降伏応力、引張り強さ、伸び、絞り、応力ひずみ関係を説明できる。
11週 材料強度(衝撃試験) 衝撃試験を行い、衝撃値、破面率、遷移温度を説明できる。
12週 材料強度(硬さ試験、疲労試験) ビッカース、ロックウエル、ショア硬さ試験を行い、鉄鋼材料の硬さ評価ができる。
金属材料の繰返し曲げ試験を行い、疲労強度について説明できる。
13週 CAD/CAM NC工作機械の特徴と種類、制御の原理、NCの方式、プログラムの流れを説明できる。
2DCAMの基本操作を習得し、加工工程の作成ができる。
14週 CAD/CAM 3DCAMの基本操作を習得し、加工工程の作成ができる。
NC加工の基本的な段取りを習得し、NC加工ができる。
15週 CAD/CAM 3DCAMの基本操作を習得し、加工工程の作成ができる。
NC加工の基本的な段取りを習得し、NC加工ができる。
16週 【期末試験答案返却】
後期
3rdQ
1週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
2週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
3週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
4週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
5週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
6週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
7週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
8週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
4thQ
9週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
10週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
11週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
12週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
13週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
14週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
15週 メカトロニクス技術に関するグループワーク 自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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

評価割合

中間・定期試験小テストポートフォリオ発表・取り組み姿勢その他合計
総合評価割合1009000100
基礎的能力000000
専門的能力1009000100
分野横断的能力000000