到達目標
1.機械の設計では材料力学、材料工学をはじめとする広範な工学的知識と、それらを総合的に結びつけることが必要であることを認識できる。
2.与えられた課題の設計仕様に対して､機構設計､材料設計、強度設計等を行い、設計書を作成できる。
3.設計報告書の仕様に従い、製品の組立図、部品図などの図面を描くことができる。
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 | 未到達レベルの目安 |
| 機械製図の基礎 | 実用的な製図の勘所を説明できる． | 製図の基礎を理解でき，製作図を描くことができる． | 製図の基礎を理解できない． |
| 機械設計の基礎 | 機械設計の方法や標準規格の意義を説明できる． | 機械設計の方法や標準規格の意義を理解できる． | 機械設計の方法を理解できない． |
| 機械要素 | 機械要素の材料を選定し，寸法を決定できる． | 機械要素の種類を説明できる． | 機械要素を理解できない． |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 6-1
説明
閉じる
学習・教育到達度目標 6-2
説明
閉じる
学習・教育到達度目標 6-3
説明
閉じる
教育方法等
概要:
本科目では、手巻ウィンチの設計製図を行う。本課題は大きな荷重が作用するので、材料の強度を主要因とする設計となり、歯車直径、軸直径等の寸法を材料力学を基礎として決定する。
一連の設計を通して、工学的知識を活用した問題解決の基礎能力養成を図る。
この科目は企業で事業用ボイラの設計を担当していた教員が、その経験を活かし、設計における注意点等について講義および演習形式で授業を実施するものである。
授業の進め方・方法:
学生個々に異なる設計仕様を与える。授業では手巻ウィンチの設計方法についての講義を行った後，学生個々の設計仕様に基づいて各自で設計を行い設計書を作成する。設計書のチェックを終えた後，製図を行い，最後に設計書と図面の両方を提出する。
注意点:
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）
①教科書や配布資料を参考に学生それぞれに割り振られた条件による設計課題に取り組むことで，実践力を養うこと。設計課題は次回の授業までを提出期限とし，設計書の70％分として評価する。
②授業で触れた他科目で学ぶ内容について補足資料を確認するほか，専門科目の教科書で学習を行なうこと。
〇その他
本科目は、全ての課題（設計書および図面）の提出を義務とする。提出無き場合，その他の評価が60点以上であっても，総合評価は59点とする。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
科目ガイダンス，機械設計について
手巻ウィンチの設計製図に関する講義（ワイヤーロープ，巻胴） |
手巻ウィンチの該当部品の設計について理解し，自らの設計条件に対して仕様決定することができる
|
| 2週 |
手巻ウィンチの設計製図に関する講義（クランクハンドル，歯車装置） |
手巻ウィンチの該当部品の設計について理解し，自らの設計条件に対して仕様決定することができる
|
| 3週 |
手巻ウィンチの設計製図に関する講義（差動ブレーキ） |
手巻ウィンチの該当部品の設計について理解し，自らの設計条件に対して仕様決定することができる
|
| 4週 |
手巻ウィンチの設計製図に関する講義（中間軸） |
手巻ウィンチの該当部品の設計について理解し，自らの設計条件に対して仕様決定することができる
|
| 5週 |
手巻ウィンチの設計製図に関する講義（ハンドル軸） |
手巻ウィンチの該当部品の設計について理解し，自らの設計条件に対して仕様決定することができる
|
| 6週 |
手巻ウィンチの設計製図に関する講義（巻胴軸） |
手巻ウィンチの該当部品の設計について理解し，自らの設計条件に対して仕様決定することができる
|
| 7週 |
手巻ウィンチの設計製図に関する講義（つめ車，つめ軸，フレーム，滑り軸受） |
手巻ウィンチの該当部品の設計について理解し，自らの設計条件に対して仕様決定することができる
|
| 8週 |
同設計課題による設計書の作成 |
手巻ウィンチの設計書を作成できる
|
| 2ndQ |
| 9週 |
同設計課題による設計書の作成 |
手巻ウィンチの設計書を作成できる
|
| 10週 |
部品図および全体組立図の製図 |
3次元CADによる手巻ウィンチの部品設計ができる
|
| 11週 |
部品図および全体組立図の製図 |
3次元CADによる手巻ウィンチの部品設計ができる
|
| 12週 |
部品図および全体組立図の製図 |
3次元CADによる手巻ウィンチの部品設計ができる
|
| 13週 |
部品図および全体組立図の製図 |
3次元CADによる手巻ウィンチの部品設計およびアセンブリができる
|
| 14週 |
部品図および全体組立図の製図 |
3次元CADによる手巻ウィンチの部品設計およびアセンブリができる
|
| 15週 |
部品図および全体組立図の製図 |
3次元CADによる手巻ウィンチのアセンブリおよび図面化（部品図・組立図）ができる
|
| 16週 |
部品図および全体組立図の製図 |
3次元CADによる手巻ウィンチのアセンブリおよび図面化（部品図・組立図）ができる
|
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 | 設計製図 | 図面の役割と種類を適用できる。 | 4 | 前10 |
| 製図用具を正しく使うことができる。 | 4 | 前10 |
| 線の種類と用途を説明できる。 | 4 | 前10 |
| 物体の投影図を正確にかくことができる。 | 4 | 前10 |
| 製作図の書き方を理解し、製作図を作成することができる。 | 4 | 前10 |
| 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 | 前10 |
| 部品のスケッチ図を書くことができる。 | 4 | 前10 |
| CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。 | 4 | 前10 |
| ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの機械要素の図面を作成できる。 | 4 | 前10 |
| 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7,前10 |
| 機械設計 | 標準規格の意義を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 4 | 前1,前4 |
| 標準規格を機械設計に適用できる。 | 4 | 前1 |
| ねじ、ボルト・ナットの種類、特徴、用途、規格を理解し、適用できる。 | 4 | 前7 |
| ボルト・ナット結合における締め付けトルクを計算できる。 | 4 | 前7 |
| ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。 | 4 | 前7 |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | 前4,前5,前6 |
| 滑り軸受の構造と種類を説明できる。 | 4 | 前7 |
| 転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。 | 4 | 前7 |
| 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2 |
| 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2 |
| 歯車列の速度伝達比を計算できる。 | 4 | 前2 |
評価割合
| 設計書 | 図面 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 100 |
| 基礎的能力 | 25 | 25 | 50 |
| 専門的能力 | 25 | 25 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 |