2025年度前期機械要素設計

曜日・時限 火曜日2時限 期別 前期 週時間数 0
ナンバリング EH330304
開講学科等 工学部-電子機械工学科
教員名 鄭 聖熹
鄭 聖熹
職務履歴

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新関 雅俊
新関 雅俊
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田中 宏明
田中 宏明
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目的

機械は結合要素、回転要素、運動伝達要素等様々な要素部品の組み合わせで構成されており、各要素部品は機械の機能を妨げないように適切に設計されなければならない。本講義では、ねじ、軸、歯車等の機械を構成する主要な要素部品を適切に設計するための基礎及び応用知識の習得を目的とする。【DP-H-1, -2, -3】

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A ガイダンス(授業の進め方と準備) 事前学修 授業のシラバスを読んで、本授業の全体構成を理解しておく。
事後学修 教科書の第1章「機械要素設計概論」を読んで、内容を理解しておく。
2 A 要素設計を支える基礎知識(鄭) 事前学修 寸法公差、はめあい、強度について2年次で学んだ内容を復習しておく。(2.3時間)
事後学修 教科書に示されている例題を各自でノートに解いてみる。(2.3時間)
3 A ねじ概論(鄭) 事前学修 メカトロニクス1で学習したねじについて復習しておく。(2.3時間)
事後学修 教科書に記載されたねじの力学的関係式を復習する。また、授業中に提示された例題を各自でノートに解くこと。(2.3時間)
4 A ねじの締結(鄭) 事前学修 メカトロニクス1で学習した締結用の「ボルト及びナット」を復習しておく。(2.3時間)
事後学修 締め付け線図について再度復習し、締め付け力及びばね定数に関する例題を各自のノートに解いてみる。(2.3時間)
5 A 運動用ねじ(鄭) 事前学修 メカトロニクス1で学習したボールねじ、滑りねじについて復習しておく。(2.3時間)
事後学修 送りねじの種類と各種類別の効率の計算式を再度復習し、各自でノートに例題を解いてみる。(2.3時間)
6 A 軸の基本(種類・材料・強度・剛性)について学ぶ。(新関) 事前学修 材料力学2で学んだ「軸にかかる応力」について復習し、材料力学のテキストおよび電卓を授業に持参できるようにする。またテキストの第5章(5.1, 5.2, 5.3)を予習すること。(2.3時間)
事後学修 軸に関する基礎事項や計算式を再度復習し、授業で指定した例題を各自で解いてみる。(2.3時間)
7 A 軸要素(強度・剛性)(新関) 事前学修 材料力学2で学んだ「組み合わせ応力」について再度復習し、材料力学のテキストおよび電卓を授業に持参できるようにする。またテキストの第5章(5.4, 5.5, 5.6)を予習すること。(2.3時間)
事後学修 軸の強度に関する基礎事項や計算式を再度復習し、授業で指定した例題を各自で解いてみる。(2.3時間)
8 A 軸受と案内について種類と使用方法、潤滑、シールの役割(新関) 事前学修 製図の教科書に掲載されている「軸受」の図面を見て構造について考える。教科書を授業時に持参できるようにする。またテキストの第6章(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)を予習すること。(2.3時間)
事後学修 軸受に関する基礎事項や計算式を再度復習し、授業で指定した例題を各自で解いてみる。(2.3時間)
9 A 軸受の案内および各種要素と潤滑、シールに役割(新関) 事前学修 製図の教科書に掲載されている「軸受」の図面を見て今回学ぶ内容がどの部分にあたるかを知っておく。教科書を授業時に持参できるようにする。またテキストの第6章(6.3, 6.4)を予習すること。(2.3時間)
事後学修 軸受に関する基礎事項や計算式を再度復習し、授業で指定した例題を各自で解いてみる。(2.3時間)
10 A 運動と動力を伝達する要素(田中)
歯車の概論と基礎
歯車の設計
事前学修 教科書「機械要素設計」の p.95-p.118 を読んでくること。(2.3時間)
事後学修 講義内容を復習する。(2.3時間)
11 A 運動と動力を伝達する要素(田中)
ばねの機能と種類
圧縮コイルばねの設計
事前学修 教科書「機械要素設計」の p.141-p.146 を読んでくること。(2.3時間)
事後学修 講義内容を復習する。(2.3時間)
12 A 運動と動力を伝達する要素(田中)
板ばねの設計
事前学修 教科書「機械要素設計」の p.146-p.147 を読んでくること。(2.3時間)
事後学修 講義内容を復習する。(2.3時間)
13 A 運動と動力を伝達する要素(田中)
ベルトとチェーン
事前学修 教科書「機械要素設計」の p.121-p.147 を読んでくること。(2.3時間)
事後学修 講義内容を復習する。(2.3時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇修得する資質・能力:知識・理解【DP-H-1-1】
#1.機械要素設計とは何か説明できる。
#2-#5.ねじの力学的関係式を理解し、締結に必要な締め付け力、運動伝達に必要な効率を求めることができる。
#6-#10.  軸に関する基本的な知識を持ち、軸を含む装置を設計するために必要な事項を理解し、強度を計算することができる能力を身につける。
#10. 歯車の種類と特徴について説明することができる。また、歯車の設計に関する基本的な知識を理解する。
#11-#12. ばねの種類と特徴について説明することができる。、また、ばねの設計に関する基本的な知識を理解する。
#13. ベルトとチェーンの種類と特徴について説明することができる。また、それらの設計に関する基本的な知識を理解する。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 40% 60% 40% 100%
小テスト、小論文 60% 60% 40% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 0%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 60% 40% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

教科書:  JSMEテキストシリーズ「機械要素設計」   日本機械学会 著
参考書: 「機械要素設計」  和田稲苗 編著 

オフィスアワー

鄭:火曜日5限 
田中:授業期間中のオフィスアワーは、木曜日 16:00-17:00 A号館3階28号室。ただし、学内外の用務のため、オフィスアワーでも教員が不在の可能性があります
新関:金曜日5時限目を前期の授業期間中のオフィスアワーとする。

その他

授業の内容は進捗度合いにより、多少変更する可能性がある。

実務経験のある教員による授業科目

田中:メーカーの生産技術部門で勤務経験のある教員が、その経験を活かして、機械設計の基本的な知識と技術について講義する。