機械力学I

科目基礎情報

学校 熊本高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 機械力学I
科目番号 0093 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械知能システム工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「機構学」 岩本太郎著 森北出版
担当教員 柿ヶ原 拓哉

到達目標

1.機構学の役割,機構の自由度,運動の瞬間中心を理解し,機構の速度・加速度を理解できる.
2.平面リンク機構の解析方法を理解できる.
3.巻きか掛け伝動機構,平面カム装置,歯車伝動装置の解析方法を理解できる.
4.様々な機構について,その役割と実際にどのような場面で用いられるのか理解できる.(学修単位)

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
機構学の役割,機構の自由度,運動の瞬間中心を理解し,機構の速度・加速度を理解できる.機構の役割、瞬間中心について理解し、幅広い演習問題を解くことができる。機構の役割、瞬間中心について理解し、演習問題を解くことができる。機構の役割、瞬間中心について理解し、例題程度の問題を解くことができる。
平面リンク機構の解析方法を理解できる.リンク機構の種類、その動作、節点の運動について理解でき、幅広い演習問題を解くことができる。リンク機構の種類、その動作、節点の運動について理解でき、演習問題を解くことができる。リンク機構の種類、その動作、節点の運動について理解でき、例題レベルの問題を解くことができる。
巻きか掛け伝動機構,平面カム装置,歯車伝動装置の解析方法を理解できる.巻きか掛け伝動機構,カム機構、歯車伝導装置の種類と各部品の役割、動作が理解でき、幅広い演習問題を解くことができる。巻きか掛け伝動機構,カム機構、歯車伝導装置の種類と各部品の役割、動作が理解でき、演習問題を解くことができる。巻きか掛け伝動機構,カム機構、歯車伝導装置の種類と各部品の役割、動作が理解でき、例題れべるの問題を解くことができる。
様々な機構について,その役割と実際にどのような場面で用いられるのか理解できる.(学修単位)色々な機構がどのような機械に使われているのか,または様々な機械にどんな機構が使われているのかを自ら調べ,その働きを理解し,何故その機構が用いられているのかを説明できる.色々な機構がどのような機械に使われているのか,または様々な機械にどんな機構が使われているのかを自ら調べることができる.色々な機械に用いられている機構を調べることができなかった.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 3-3 説明 閉じる

教育方法等

概要:
これまで学んだ数学,物理を基に,機械系技術者に不可欠な機械力学の知識を身につける.まず,基本的な機械の運動学,機構学等の基礎的事項を学ぶ.さらに,数多くの演習問題に取組み,それらを機械運動の解析に利用する実際的な方法について学ぶ.
授業の進め方・方法:
教科書を中心に行い,適宜,演習を行う.評価は達成目標(項目1~4)についての達成度によって判断する.
特に達成目標4は学修単位を満たすための自学自習の評価に関わる項目であり,各自でレポートを作成してもらい,そこから評価する.

〇自学について
(事前学習)
授業計画の授業内容および到達目標を確認の上,教科書の該当箇所に目を通しておくこと。
(事後学習)
授業中の説明や配布資料を参考に,指定した教科書の演習問題や,
配布した課題プリントに取り組むことで,学んだことの理解を深め,
学んだ内容の実践力を養うこと。

またレポート課題は学修単位を満たす自学自習を行っているのかの確認も含んでいる.
そのため,提出締切の直前に急いで取り組むのではなく,余裕をもって挑み,
分からないところがあれば,学友や教員に質問を行い,着実に理解を深めること.
注意点:
教科書をよく読み,例題,演習問題を自分で解くこと.授業の日に1時間程度の復習が効果的である.定期試験毎の定着を目指した自学自習を望む.講義後は、①要点をノートに整理してまとめ、②教科書や図書館の参考書を読み、③演習問題等を解いて内容の深い理解に努めること。

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 機構学について・機構学の基礎 機構学とは何か,機構学の基礎について説明し,その概要を理解できる
2週 機構の運動(1) 待遇と連鎖,運動の自由度について理解できる
3週 機構の運動(2) 瞬間中心,運動解析,変位線図について理解できる
4週 リンク機構(1) リンク機構の役割,4節リンク機構について理解できる
5週 リンク機構(2) 多節連鎖機構について理解でき,演習問題も実施する
6週 リンク機構(3) 様々なリンク機構について理解でき,それぞれの特性を理解できる
7週 演習問題 これまでの内容について演習問題を解く
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 巻きか掛け伝動機構(1) 可撓性ベルトについて巻き掛け角や必要なベルトの長さ,V字ベルトの摩擦を求めることができる
10週 巻きか掛け伝動機構(2) 組立式ベルトについて必要なコマの数を求められるようになる.またベルトの仕事を求められるようになる
11週 カム機構(1) カムの種類について説明し,カムに作用する力を求めることができる
12週 カム機構(2) カム線図が描けるようになる
13週 歯車機構(1) 歯車の力や速度の伝達について学び,かみ合い率や転位などの歯車の仕組みや構造を理解できる
14週 歯車機構(2) 歯車機構の理解し,変速,回転数について理解できる
15週 前期定期試験
16週 試験返却と解説・前期のまとめ 試験返却とその解説を行い,機構学の概要についてまとめる

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前13,前14
すべり率、歯の切下げ、かみあい率を説明できる。4前13,前14
標準平歯車と転位歯車の違いを説明できる。4前13,前14
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前13,前14
歯車列の速度伝達比を計算できる。4前13,前14
リンク装置の機構を理解し、その運動を説明できる。4前4,前5,前6
代表的なリンク装置の、変位、速度、加速度を求めることができる。4前4,前5,前6
カム装置の機構を理解し、その運動を説明できる。4前11,前12
主な基礎曲線のカム線図を求めることができる。4前11,前12
力学力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。4前2,前3,前4,前5,前6,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前15
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。4前3,前4,前5,前6,前9,前10,前11,前12,前13,前15
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。4前8,前9,前10,前11,前12,前13,前15
速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。4前4,前5,前6,前8,前9,前10,前15
加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。4前4,前5,前6,前8,前9,前10,前15
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。4前5,前6,前8,前9,前10,前15
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。4前9,前10,前15
仕事の意味を理解し、計算できる。4前9,前10,前13,前15
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。4前11,前12,前13,前15
動力の意味を理解し、計算できる。4前9,前10,前13,前15
すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。4前9,前10,前11,前12,前13,前15

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオ課題合計
総合評価割合70000030100
基礎的能力400000040
専門的能力3000003060
分野横断的能力0000000