2023年度学院等開講科目工学院機械系

機械要素設計

開講元: 機械系
担当教員: 武田行生 / 山浦弘 / 小林恒 / 松浦大輔 / 進士忠彦 / JIANG MING
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 金5-8 (W2-401(W241))
クラス: -
科目コード: MEC.H211
単位数: 200
開講時期: 2023年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年7月8日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

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．このために，次の点を中心に講義し，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を身に付けさせる．
1. 機械システムにおける基本的な機械要素（軸・ねじ・軸受・歯車など）個々の機能・種類・特徴・利用方法および設計時に留意すべき点
2. 個々の機械要素を対象とした単純モデルの作成および力学計算
3. 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
4. 機械要素の三次元CADを用いた表現方法

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を到達目標とする．
（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
この科目は，学修目標の
4.【展開力】（探究力又は設定力）整理及び分析できる力
6.機械工学の発展的専門学力
7.専門知識を活用して新たな課題解決と創造的提案を行う能力
の修得に対応する．

キーワード

機械設計，機械要素，機械材料の特性, 機械部品の図的表現

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

本授業は４時限を通して実施される．各回の前半2時限では講義を行い，後半２時限ではその講義内容に関する演習問題等に取り組むことを基本とするが，講義の都合上，講義と演習を別の週とすることがある．
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，構造部材の設計概要	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	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4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，CAEのイントロダクション，フィーチャー・ベース・モデリングの練習	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），その選択と三次元CADアセンブリへの組み込みの練習	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），その選択と三次元CADアセンブリへの組み込みの練習	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

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

JSMEテキストシリーズ　機械要素設計
説明補足資料は，T2Shcolarにアップロードする．

参考書、講義資料等

参考資料を，適宜，T2Shcolarにアップロードする．

成績評価の方法及び基準

講義に対する期末試験成績および演習の点数配分を50%ずつとして，評価する．
期末試験が実施できない場合には，試験に代えて講義内容に対するレポート課題を課して評価する．

履修の条件・注意事項

受講者は機械系所属学生，あるいは，「MEC.H201 機械要素及び機械製図」を修得済みの学生に限る．
また，必須ではないが，「材料力学 (MEC.C201)」をすでに履修しているか，並行して受講することを推奨する．

＜CADを使用する後半演習への参加条件＞
3D-CAD（Inventor）を使用する後半演習への参加には，以下の【条件１】【条件２】を満たしていることが必要．

【条件１】
各自，以下のスペックのWindows が稼働するPCを用意すること．

型式：キーボード，マウスを備えていること．
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．

【条件２】
そのPCに指定バージョンのInventorがインストールされ，起動確認が後半演習初回の１週間前まで（第４回時点まで）に取れていること．
Inventorのインストール方法（指定バージョンの情報含む）は
http://www.pcroom.mech.e.titech.ac.jp/
にある※「Inventor学生用インストールマニュアル」のPDFマニュアルを参照．

注※
このURLは学内専用URLなので，学外からはVPNでアクセスすること．

その他（注意点等）：
・諸事情により上記のPCをどうしても用意できない場合は，4月末日（4月30日）までに担当教員に連絡をとり，事情を説明・相談をすること．
・mac PCではInventorはサポート・動作保証されていない．
・自分のPCへInventorのインストールが失敗する場合，すみやかに本件担当教員グループ（pcroom@mech.e.titech.ac.jp）にメール相談すること．
・Inventorの基本操作については，事前アップロードされた資料等をみて習熟しておくこと．