授業科目

機械設計
Machine Design 

担当者

助教   鈴木 健児
後 水1-水2

単位

2

到達目標

 本科目の到達目標は、受講生が、①機械装置の設計仕様に基づいて機構設計、強度設計、機能設計を行い、②その結果から装置全体の計画図、さらに各構成部品の計画図、製作のための部品図、装置組立図を作成する能力を修得することである。
 本科目の履修においては、機械工学科のカリキュラムポリシーに従い、設計・製図関連科目である機械製図 I、CAD/CAM I、機械設計 I などの知識が重要である。その他の関連科目としては、機械工学実習、機械要素、材料力学、機械材料、加工学など機械工学の幅広い知識も必要となる。

授業内容

 機械装置のものづくりとして、装置の設計仕様から始まり、各構成部品の設計法、それぞれの部品図作成法を学ぶ。設計課題は、主要な機械要素が多く含まれる機械装置の一つである「手巻ウインチ」とする。下記の使用書(テキスト)に沿って、装置の性能、構造、強度等を考慮した基本設計を行い、その結果を計算書および計画図にまとめる。つぎに各部品の加工法を考慮した部品図および装置全体の組立図を作成する。

授業計画

 各回の演習内容は以下のように予定しているが、進捗状況によって内容を前後、追加、変更する場合もある。
1.講義:ガイダンス(シラバスの確認)、機械設計の基本事項、手巻ウインチの概要、設計仕様、ワイヤロープ・巻胴・ロープ止めの設計
  演習:ワイヤロープ、巻胴の計算書・計画図作成、検図
2.講義:減速比と歯車の設計
  演習:歯車の計算書・計画図作成、検図
3.講義:ブレーキドラム・バンド,つめ車とつめの設計
  演習:ブレーキ装置,つめ車とつめの計算書・計画図作成、検図
4.講義:軸の設計(1)
  演習:ハンドル軸、中間軸、巻胴軸の計算書作成
5.講義:軸の設計(2)
  演習:ウインチ全体の計画図作成、検図
6.講義:軸と軸周辺部品(キー、軸受、ブシュなど)の設計
  演習:軸と軸周辺部品の計算書・計画図作成、検図
7.講義:歯車の詳細設計
  演習:歯車の計算書作成
8.講義:フレームの設計
  演習:フレームの計算書・計画図作成、設計計算結果のまとめ
9.演習:計画図(巻胴)作成、検図、小テストとその解説
10.演習:計画図(歯車)作成、検図
11.演習:部品図(巻胴軸関係)作成、検図
12.演習:部品図(中間軸関係)作成、検図
13.演習:部品図(ハンドル軸関係)作成、検図
14.演習:組立図・部品表作成、小テストとその解説

授業運営

 授業は、講義、設計計算演習、製図演習、検図、小テストで構成されている。各構成部品の基本設計法について講義し、その後、各自の設計仕様に基づく計算書の作成、さらに計画図または図面の作成演習を行う。予習は特に必要無いが,授業時間内に設計計算や図面の作成が終了できない場合、その分の時間外学習が必要となる。そのために必要な時間は、受講生それぞれの課題進捗状況によって異なるが、平均的には毎週1時間程度である。演習結果は定期的に提出し、チェックを受ける。提出した結果は検図後に返却するので、適宜修正する。最終回には、課題一式をまとめて提出する。
 計算書の作成では関数電卓を使用し、計画図の作成には主に手書き用具を用いる。図面作成には二次元CADを使用する。CADデータ保存用として各自でUSBメモリなどを用意するとともに、データ紛失に備えて常にバックアップをとっておくこと。

評価方法

 成績は、提出した計算書・計画図(40%)、部品図・組立図(50%)、小テスト(10%)の結果から総合評価する。計算書は、強度計算結果の妥当性を評価し、図面は、製作と組立ての可否を重要視する。図の評価は、印刷された二次元図とし、デジタルデータは対象としない。また、独自設計の機構を採用した場合は、高い評価とする。

オフィスアワー

 質問などには講義後や演習時間中に随時対応する。また、メールでも受け付ける。12-38室、火・木曜日の5限をオフィスアワーとする。
 鈴木健児/E-mail:suzuki@kanagawa-u.ac.jp

使用書

長町拓夫『機械設計製図テキスト、手巻ウインチ』初版第6刷[コロナ社]2016
適宜、補助プリントを配布する。

参考書

立矢 宏『手巻ウインチの設計 (機械設計法)』[パワー社]2012

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