機構学

科目名

機構学

JABEE科目

科目CODE

073-2

学年・学科等名	第4学年　機械システム工学科	担当教員	横井直倫(8009)
単位数・期間	1単位　後期	総時間数	45時間（含：自学自習,中間試験）
教科書名	よくわかる機構学（萩原芳彦編著, オーム社）
補助教材	プリント（資料, 図表など）
参　　考　　書	機構学（小川潔, 加藤功共著, 森北出版）

A 教育目標

各種機械やロボットなどの構成に不可欠なリンク機構などの各種機構について，それらの構造，機能，用途を理解し, さらにそれらの運動を解析するための学問であり，使用箇所・目的に応じて最適な機構を選択・設計できる能力を身に付けることを目標とする。

B 概要

まず, 簡単な機構を用いて, 機構学の基礎事項および定理を解説する。その上で, 最も主要な機構であるリンク機構について, 図式ならびに数式に基づいてその運動を詳細に解析する。さらに, その他の重要な機構である摩擦伝動装置, カム機構についても解説する。

C　本校の教育目標及び「環境・生産システム工学」教育プログラムによる学習・教育目標との対応

本校の教育目標

教育プログラム科目区分

学習・教育目標との対応（JABEE基準: c, d, e, h）

基礎工学科目

設計・システム系

A-2

（40％）

D-1

（30％）

D-2

（30％）

D 学習上の留意点

機械力学，機械要素, 材料力学など多岐にわたる分野を総合化する科目であるため, 個々の学問の十分な理解が必要不可欠である。また, 単に種々の機構の仕組みや解析の公式を覚えるだけでなく, それらの機構がロボットや自動車等のどの部分にどう組み込まれていて, なおかつどのような役割を果たしているのかをイメージできるよう常に心がけていただきたい。

E 評価方法

　定期試験4回（80％）, レポート・演習等（20％）にて評価する。

F 授業内容　　講義：30時間，自学自習15時間　　総時間数45時間

授業項目	時間	内　　　　　容	教育プログラム
1. 機械と機構 (1) 節と対偶 (2) 連鎖 (3) 剛体の運動と瞬間中心 (4) 機構の速度・加速度	2 2 2 2	対偶の種類と特徴について説明できる。種々の連鎖の自由度を計算できる。各種機構の瞬間中心を求められる。機構の速度と加速度をベクトルで解析できるとともに, コリオリ加速度について説明できる。	A-2, D-1, D-2
2. リンク機構の種類と運動 (1) ４節回転連鎖 (2) スライダークランク機構 (3) 平行・直線運動機構 (4) 球面運動連鎖	1 2 2 1	てこクランク機構などの仕組みを説明できる。スライダークランク連鎖に基づいた各種機構の仕組みを説明でき, 角加速度などを解析できる。平行クランク機構, スコットラッセルの機構, ハートの機構などの動作原理を説明できる。自在継手（フック継手）の動作原理を説明できる。	A-2, D-1, D-2
（後期中間試験）	1
3. リンク機構の運動解析 (1) 平面運動の複素平面表示 (2) 機構における速度 (3) 機構における加速度 (4) 平面４節リンク機構	2 2 2 2	機構の運動解析に不可欠な複素平面上のベクトル表示を理解できる。動節の速度を解析でき, 速度の相似性を理解できる。動節の加速度を解析でき, 加速度の相似性を理解できる。平面４節リンク機構の関数・経路創成機構について理解でき, これに従って従動節の角速度と角加速度を解析できる。	A-2, D-1, D-2
4. 摩擦伝動装置 (1) 摩擦伝動装置について (2) 角速度比一定の摩擦車 (3) 角速度比変動の摩擦車	1 1 2	摩擦伝動装置の基本原理を理解でき, その輪郭曲線が求められる。２軸が平行な場合と交差する場合の両方について, 角速度比を計算できる。楕円車の角速度比を計算でき, 対数渦巻き線車の基本原理を説明できる。	A-2, D-1, D-2
5. カム機構 (1) カムの基本とカム線図 (2) カム機構の運動解析	1 2	カムの種類と構造を理解でき, カム線図が描ける。カムと従動節の運動関係やカムに作用する力などを解析できる。	A-2 D-1, D-2
（学年末試験）
◆自学自習・予習と復習・レポート・演習・定期試験の準備	15	自学自習時間として，日常の授業のための予習と復習の時間，授業で習得した知識の応用による問題解決能力向上のためのレポート・演習の考察の時間，および定期試験の準備のための勉強時間をまとめて15時間とする。	A-2, D-1, D-2

授業項目

時間

内　　　　　容

教育

プログラム

1. 機械と機構

(1) 節と対偶

(2) 連鎖

(3) 剛体の運動と瞬間中心

(4) 機構の速度・加速度

対偶の種類と特徴について説明できる。

種々の連鎖の自由度を計算できる。

各種機構の瞬間中心を求められる。

機構の速度と加速度をベクトルで解析できるとともに, コリオリ加速度について説明できる。

A-2,

D-1,

D-2

2. リンク機構の種類と運動

(1) ４節回転連鎖

(2) スライダークランク機構

(3) 平行・直線運動機構

(4) 球面運動連鎖

てこクランク機構などの仕組みを説明できる。

スライダークランク連鎖に基づいた各種機構の仕組みを説明でき, 角加速度などを解析できる。

平行クランク機構, スコットラッセルの機構, ハートの機構などの動作原理を説明できる。

自在継手（フック継手）の動作原理を説明できる。

A-2,

D-1,

D-2

（後期中間試験）

3. リンク機構の運動解析

(1) 平面運動の複素平面表示

(2) 機構における速度

(3) 機構における加速度

(4) 平面４節リンク機構

機構の運動解析に不可欠な複素平面上のベクトル表示を理解できる。

動節の速度を解析でき, 速度の相似性を理解できる。

動節の加速度を解析でき, 加速度の相似性を理解できる。

平面４節リンク機構の関数・経路創成機構について理解でき, これに従って従動節の角速度と角加速度を解析できる。

A-2,

D-1,

D-2

4. 摩擦伝動装置

(1) 摩擦伝動装置について

(2) 角速度比一定の摩擦車

(3) 角速度比変動の摩擦車

摩擦伝動装置の基本原理を理解でき, その輪郭曲線が求められる。

２軸が平行な場合と交差する場合の両方について, 角速度比を計算できる。

楕円車の角速度比を計算でき, 対数渦巻き線車の基本原理を説明できる。

A-2,

D-1,

D-2

5. カム機構

(1) カムの基本とカム線図

(2) カム機構の運動解析

カムの種類と構造を理解でき, カム線図が描ける。

カムと従動節の運動関係やカムに作用する力などを解析できる。

A-2

D-1,

D-2

（学年末試験）

◆自学自習

・予習と復習

・レポート

・演習

・定期試験の準備

自学自習時間として，日常の授業のための予習と復習の時間，授業で習得した知識の応用による問題解決能力向上のためのレポート・演習の考察の時間，および定期試験の準備のための勉強時間をまとめて15時間とする。

A-2,

D-1,

D-2

F 関連科目　機械要素, 材料力学, 機械設計演習

旭川高専2007