H31年度 機械要素設計   Design of Machine Elements

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開講元
機械系
担当教員名
武田 行生  山浦 弘  松村 茂樹  村上 陽一 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
金5-8(石川台3号館302,303,310号室,S011)  
クラス
-
科目コード
MEC.H211
単位数
2
開講年度
H31年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
H31年4月15日
講義資料更新日
H31年7月31日
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

機械システムに用いられる要素の設計・選定時に考慮すべき基本的な機械的特性に関する知識を修得する.具体的に,機械システムにおける基本的な機械要素として軸・ねじ・軸受・歯車などを取り上げて,個々の機械要素の機能・種類・特徴・利用方法および設計時に留意すべき点について講述するとともに,単純モデルの作成および力学計算などを通じ,設計仕様を満足するための機械要素の選定手法,機械的強度に基づく設計手法を修得する.さらに,その機械要素を三次元CADを用いて表現する方法を修得する.
これにより,機械設計における機械材料の選定,機械要素の選定および強度に基づく設計に関する基本的考え方と具体的手法が身に付くことになる.

到達目標

本講義内容の修得により,次の基礎能力を獲得すること.
(1)機械材料の機械的性質に基づく選定能力
(2)基本的な機械要素の選定および強度設計に関する基本的な考え方とその実践能力
(3)基本的な機械要素の図的表現能力

キーワード

機械設計,機械要素,機械材料の特性

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

本授業は4時限を通して実施される.各回の後半2時限では,その日の授業内容に関する演習問題に取り組む.
学生には教科書あるいは補足資料により予習することを要求する.そのうえで,授業では,具体的な事例を取り上げ,図およびモデルを用いた説明を多く取り入れ,学習内容の説明を行う.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 機械設計概説 機械設計の一連のプロセス,機械設計における機械要素設計の位置付けおよび設計計算書の書き方を学ぶ
第2回 機械材料の種類と特性 機械システムに用いられる材料の種類と機械的特性および機械設計における留意点を学ぶ.最後に,演習を行い理解を深める.
第3回 軸の設計 軸の利用方法と負荷について学び,変動荷重作用における強度設計の基本的方法を学ぶ.最後に,演習を行い理解を深める.
第4回 締結要素の設計 締結要素の種類と特徴について学ぶ.締結要素の代表としてねじを取り上げ,その種類と使用法,選定における考え方について詳しく学ぶ.最後に,演習を行い理解を深める.
第5回 三次元CADを用いた機械要素設計の概説,フィーチャー・ベース・モデリングの概要 フィーチャー・ベース・モデリングの概念を理解し,三次元CADを用いた機械要素設計においてそれを行えること.
第6回 案内要素(軸受など),その三次元CADによる表現 軸受など案内要素の基礎とその三次元CADによる表現を理解する
第7回 伝達要素(歯車など),その三次元CADによる表現 歯車など動力伝達要素の設計の基礎とその三次元CADによる表現を理解する
第8回 構造部材,その三次元CADによる表現,CAEのイントロダクション 構造部材の設計の基礎とその三次元CADによる表現を理解する

教科書

JSMEテキストシリーズ  機械要素設計

参考書、講義資料等

参考資料を,適宜,OCW-iにアップロードする.

成績評価の基準及び方法

授業中の演習と期末試験の点数配分を50%ずつとして,評価する.

関連する科目

  • MEC.H201 : 機械要素及び機械製図
  • MEC.H212 : 機械設計製図基礎
  • MEC.H331 : 機械設計製図
  • MEC.C201 : 材料力学
  • MEC.G211 : 機械材料工学
  • MEC.Q201 : 機械システム学
  • MEC.Q301 : 機械システムデザイン
  • MEC.Q311 : 機械システム開発プロジェクト

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

事前の知識は必須ではないが,「機械要素及び機械製図 (MEC.H201)」と「材料力学 (MEC.C201)」を履修していることが望ましい.

その他

第5回から第7回のCAD(Inventor)を使用する演習授業では,各自,以下のスペックのノートPCを持参すること.

※Inventorのインストール方法は
http://www.mech.e.titech.ac.jp/jp/internal/index.html
の「Inventor学生用インストールマニュアル」のPDFを参照すること.

型式:ノート型必須.タブレット型不可.
OS:Windows 10 64bit必須.macOS,linux不可.
CPU:Core i3以上.同等のAMDも可.
GPU:CPU統合のもので十分.
メモリ:8GB以上.
ストレージ:250GB以上.SSD推奨.

その他(注意点等):
・すでにMacを購入・保有している場合,macOSではInventorは利用不可.
・上記に当てはまるPCをどうしても用意できない場合は,履修申告を確定する前に担当教員(村上)に相談すること.
・HDMI出力ができること(アダプタを用いても可).
・マウスの貸出はできるので,マウスは持参しなくてもよい.但し,使用後は必ず返却のこと.

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