  シラバス参照
|
| 科目一覧へ戻る | 2019/01/02 現在 |
| 科目名（和文） ／Course |
機械設計法 |
|---|---|
| 科目名（英文） ／Course |
Machine Design |
| 時間割コード ／Registration Code |
22271002 |
| 学部（研究科） ／Faculty |
情報工学部 |
| 学科（専攻） ／Department |
情報システム工学科 |
| 担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors |
○安部 利男 |
| オフィスアワー ／Office Hour |
|
| 開講年度 ／Year of the Course |
2018年度 |
| 開講期間 ／Term |
前期 |
| 対象学生 ／Eligible Students |
3年次生（「機械設計法Ⅰ」を単位取得していない平成27年度以前入学生） |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 更新日 ／Date of renewal |
2018/03/12 |
|---|---|
| 使用言語 ／Language of Instruction |
日本語 |
| オムニバス ／Omnibus |
該当なし |
| 授業概略と目的 ／Cource Description and Objectives |
機械設計は一連の機械製作活動の中で，機械の性能，コスト，販売等を支配する重要な部分であり，また安全や環境への配慮などで社会との関わりも極めて深い． このため，機械設計の基礎である機械要素の設計法，すなわち，その機構，力学，強度，寸法形状の決定法，および関連規格等の理解と習得を目的にする． |
| 履修に必要な知識?能力?キーワード ／Prerequisites and Keywords |
1.「力学Ⅰ?Ⅱ」，「機構学」，「材料力学Ⅰ?Ⅱ」，「工業材料」を履修していることが望ましい． 2. 身の回りにある機械を日頃から良く観察し，自分の手で触れ，本講義で理解したことを適用して，積極的に機械工学的な知見を広めること． |
| 履修上の注意 ／Notes |
1. 演習問題等は必ず自分で解いて，機械工学分野における物理現象の理解に努めること． 2. 授業には必ず指定された教科書と関数電卓を持参のこと． |
| 教科書 ／Textbook(s) |
「機械設計工学1 [要素と設計] 」尾田十八 ? 室津義定 共編，培風館 |
| 参考文献等 ／References |
1.「機械工学便覧」日本機械学会編 2.「機械設計図表便覧」小栗富士雄 ほか著，共立出版 3.「機械設計便覧」兼重寛九郎 ほか著，丸善 |
| 自主学習ガイド ／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework |
国立開発研究法人 科学技術振興機構「研究人材のためのe-learning」教材「機械」 （https://jrecin.jst.go.jp/seek/SeekTop） |
| 資格等に関する事項 ／Attention Relating to Professional License |
|
| 備考 ／Notes |
| No. | 単元（授業回数） ／Unit (Lesson Number) |
単元タイトルと概要 ／Unit Title and Unit Description |
時間外学習 ／Preparation and Review |
配布資料 ／Handouts |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | [機械の概念] 機械設計活動の意義と重要性（シラバス）を説明し，機械設計における多くの構成要素の役割について理解する． |
受講目的と目標，および演習問題1(機械を分析する） | 機械設計の心構え（設計ノウハウ20） |
| 2 | 2 | [各種規格，標準について] 各種機械の製造および保守点検において，機械に使用する要素部品は，寸法形状や材質等を標準化あるいは規格化し，統一することの重要性や利点を理解する（国際単位系を含む）． |
演習問題2（SI単位） | 機械関係の主要材料 |
| 3 | 3 | [機械要素材料の概論] 機械要素材料の多くは金属材料であり，材料選定に際して，設計における留意事項について理解する． |
演習問題3(鉄鋼の特性） | 材料特性と熱処理 |
| 4 | 4 | [安全な機械の設計（1）静荷重の強度設計] 機械要素設計において，どの様な構造、材料を選べば強度上安全となるかを積極的に考える事は重要であり，その設計段階で留意すべき基本的な事項について理解する． |
演習問題4（安全な設計：静荷重） | 安全率と有効数字 |
| 5 | 5 | [安全な機械の設計（2）応力集中係数と切欠き係数] 機械や構造物に荷重が作用すると，各部の形状に応じて構成部材には複雑な応力やひずみが生ずる．すなわち，局部的に高い応力やひずみが発生する．この様な場合の強度計算において有効な応力集中係数の適用や，有限要素法解析（FEM）について理解する． |
演習問題5（安全な設計：疲労強度） | 応力集中とFEM解析例 |
| 6 | 6 | [安全な機械の設計（3）繰返し荷重の強度設計（疲労強度）] 機械構造物や要素に繰り返し荷重が作用すると，静的荷重に比べてはるかに小さい応力で破壊が起こる．この様な破壊を疲労破壊と呼び，機械設計において重要な「疲労破壊強度に影響する各種要因」について理解する． |
演習問題6（安全な設計：疲労強度設計） | 疲労強度に影響する要因 |
| 7 | 7 | [安全な機械の設計（4）許容応力と安全率] 許容応力とは，機械や構造物の各部に加わる応力が，この応力以下であれば破壊や大変形などが生じない限界の応力である．材料の基準になる強度，安全率と許容応力の関係を理解する． 機械加工では作りえない中空複雑形状部品の製作に有効で，省資源?省エネルギな加工技術（精密鋳造法）について理解する． |
演習問題7（安全な設計：許容応力と安全率） | 許容応力，精密鋳造法 |
| 8 | 8 | [締結要素（1）ねじの用途と種類] 機械は「個々の機能を有する多くの要素の集合体」とみなせる．この集合化には，要素と要素を結合する操作が不可欠で，結合目的に用いられる要素を締結要素と呼ぶ．締結要素で代表的な「ねじ」の用途，種類と注意事項について理解する． |
演習問題8（締結要素：ねじ1） | ねじの緩み止め法 |
| 9 | 9 | [締結要素（2）締付ねじの基礎力学] 締付ねじの基礎力学（締付トルク）について理解する． |
演習問題9（締結要素：ねじ2） | ねじの強度 |
| 10 | 10 | [締結要素（3）締付ねじの設計] ボルト?ナット結合体の締付トルク，ねじに生ずる応力と破壊条件について理解する． |
演習問題10（締結要素：ねじ3） | ボルトに作用する力 |
| 11 | 11 | [締結要素（4）溶接継手の設計] 金属を局部的に加熱癒着させることにより結合する方法を溶接と呼ぶ．各種溶接法，溶接継手の設計（強度計算）と注意点について理解する． |
演習問題11（締結要素：溶接強度計算） | 溶接強度 |
| 12 | 12 | [伝動要素（1）軸の強度設計] 軸は動力の伝達という機能上の要求から，ねじり，曲げおよび軸力を受けるため，これらに対して十分な強度を持つように設計されなければならない．また，軸の形状や軸に作用する各種荷重に対応した強度評価が必要である．軸の強度計算法について理解する． |
演習問題12(軸：ねじりモーメント） | 軸強度 |
| 13 | 13 | [伝動要素（2）軸の危険速度] 回転軸がある回転速度に達すると，急激に振動が大きくなり，短時間で破壊することが有る．これは，軸の共振振動数と回転速度とが一致し，遠心力と共振したためである． 危険速度の計算法について理解する。 |
演習問題13（回転軸の運動方程式） | 危険速度と軸受特性 |
| 14 | 14 | [伝動要素（3）軸継手と歯車の設計] 軸継手と歯車の設計に当たっては駆動機や従動機の負荷に応じて，充分な強度を有する必要がある．安全な軸継手と歯車の設計法について学ぶ． |
演習問題14（軸継手と歯車の強度計算） | 軸継手の選定方法 歯車の許容応力 |
| 15 | 15 | [機械設計法の総括] 機械要素の設計に関する「演習問題1-14」と過去の「機械設計 試験問題」を復習して，安全な設計に対する理解をさらに深める． |
過去の試験問題プリント | 機械設計の重要項目 |
| 16 | 16 | [定期試験] 学生証と教科書（機械設計工学1「要素と設計」 尾田十八著 培風館），関数電卓を持参のこと（ノート，メモ用紙等は持込み不可）． |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
知識?理解 ／Knowledge & Undestanding |
技能?表現 ／Skills & Expressions |
思考?判断 ／Thoughts & Decisions |
伝達?コミュニケーション ／Communication |
協働 ／Cooperative Attitude |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 基礎的な力学と材料力学を機械設計（寸法形状，安全率，図面等）に適用することにより，これらを具体的に理解する． | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
| 2 | 力学量の意味とその単位（SI単位），および有効数字を理解して慣れる． | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
| 3 | 機械要素を理解し，工学分野における常識（省エネ，省資源，省スペース）を養う． | ○ | ○ | ○ | ||||
| 4 | 機械設計における各種ルール（基準，規則，仕様）の重要度を理解する． | ○ | ○ | ○ |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
定期試験 ／Exam. |
演習問題 /Exercise | 学習態度 /Earnestness | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 基礎的な力学と材料力学を機械設計（寸法形状，安全率，図面等）に適用することにより，これらを具体的に理解する． | ○ | ○ | ○ | |||
| 2 | 力学量の意味とその単位（SI単位），および有効数字を理解して慣れる． | ○ | ○ | ○ | |||
| 3 | 機械要素を理解し，工学分野における常識（省エネ，省資源，省スペース）を養う． | ○ | ○ | ○ | |||
| 4 | 機械設計における各種ルール（基準，規則，仕様）の重要度を理解する． | ○ | ○ | ○ | |||
|
評価割合（％） ／Allocation of Marks |
60 | 20 | 20 | ||||