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課程名稱 |
機動學
Mechanism |
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開課學期 |
109-1 |
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授課對象 |
機械工程學系 |
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授課教師 |
劉 霆 |
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課號 |
ME2006 |
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課程識別碼 |
502 24000 |
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班次 |
03 |
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學分 |
3.0 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
必修 |
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上課時間 |
星期一2(9:10~10:00)星期三3,4(10:20~12:10) |
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上課地點 |
工綜211工綜211 |
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備註 |
限本系所學生(含輔系、雙修生)
總人數上限：55人 |
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Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1091ME2020_03 |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
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課程大綱
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課程概述 |
課程目的
培養學生對機械機構的認識，與瞭解機構桿件運動的原理，以及掌握分析機構桿件運動的能力。本課程以介紹機構以及其運動之基本理論、觀念、及圖解分析方法為主，並將其應用在連桿機構、齒輪、齒輪鏈及凸輪的分析與設計當中，為機械系設計組之入門實務課程。其本質為物理學中的運動學（Kinematics）在機構和機器分析上之應用。 |
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課程目標 |
課程大綱
1. Introduction of mechanisms
a. Basic terms for the theory of mechanisms
b. Introduction of linkages --- the basic element in mechanism analysis
c. Mobility (degree-of-freedom), inversion, interference, and rotatability of mechanisms
2. Graphical treatment of mechanisms
a. The concepts of motion
b. Graphical methods for position, velocity and acceleration analysis
c. Instant centers of mechanisms
3. Cams
a. The systems of cam-and-follower
b. Types of available synthesized motions
a. Cam profile design
4. Gears
b. The fundamental law of gearing
c. Involutometry and gear terminology
d. Spur gears
e. Helical, bevel, & worm gears
f. Ordinary gear trains
c. Planetary gear trains |
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課程要求 |
機動學上課內容：以教科書章節為範疇，但是上課時，會有些部分調整順序與增減。
chap 1 Introduction: 1-1~1.19. (全部)
chap 4 Graphical position, velocity, and acceleration analysis for mechanisms with revolute joints or fixed slides: 4-1~4-8.
chap 5 Linkages with rolling and sliding contacts and joints on moving sliders: 5-1~5-5.
chap 6 Instant centers of velocity: 6-1~6-14. (全部)
chap 8 Special mechanisms: 8-1~8-5.
chap 10 Profile cam design: 10-1~10-5.1.
chap 11 Spur gears: 11-1~11-11.
chap 12 Helical, bevel, and worm gears: 12-1~12-3. (全部)
chap 13 Gear trains: 13-1~13-5.
考試重要日期
a. 專題報告 – 各組口頭報告，10/07。
b. 第一次 小考與專題報告 – 第1章機構分析自由度介紹後，10/12。
c. 第二次 小考 – 第4章及第5章完成之後，暫訂11/09。
d. 期中考 - 第1，4至6章完成之後，暫訂11/25，會晚於學校定的時間。
e. 第三次 小考 – 第11章正齒輪完成之後，暫訂12/28。
f. 期末專題報告 – 2021/01/11
g. 期末考 – 所有教材內容，依校曆規定時間，1/13。
如何學好機動學
a. 主動觀察周遭事物，培養好奇心與解析機器之興趣。
b. 瞭解機構運動動作之原理，及運用想像力（包含平面與空間想像）模擬運動。
c. 將授課內容與書本整合，再配合生活中的機械實務相互印證與檢驗。
學生可望習得之能力
a. 認識機構與機器之定義、類型與構成原理。
b. 機構運動之基本理論、觀念及分析方法。
c. 機構作動之概念，包含位移、速度及加速度，以奠定分析機器之能力。
d. 學習連桿機構、齒輪及凸輪之種類、圖解分析法與設計技術，以為日後機器設計時運用之基礎。
其他教學資源及協助
a. 助教祁家慶先生，r08522616@ntu.edu.tw，工綜館121室（機構與機器原理實驗室），電話：02-33664936，問題討論時間請另行約定。
b. 同學之間相互討論及師生間的互動。
c. 多利用圖書館，可以多看些機器結構的書及其他相關參考的書籍，例如：現代機構百科(上)(下)，李宗良，林永立編譯，全華科技圖書公司，79年6月，UL446.026 4033。
連絡方式
d. Youtube有許多機器運動原理的介紹影片，多去看看！
a. Office and office hour : 工綜館620室 或121室 / Tuesday or Thursday afternoon.
b. Email : tliu@ntu.edu.tw
c. Tel : (02) 33662709
d. CEIBA課程網頁。
上課方式
a. 以教室演講為主，依照教科書內容進行教學，輔以教具與電腦動畫。
b. 有問題或不清楚、不明白之處，請即發問，建議做簡單的筆記。
c. 有點名與課堂上點問討論，視為平時成績。
評分
有兩種計算方式：
(1) 期中考30%，期末考45%，小考3次0%，專題、作業及平時表現25%。
(2) 期中考18%，期末考27%，小考3次20%，專題、作業及平時表現35%。
以個人得分較高之方法計算。 |
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
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指定閱讀 |
教科書
“Kinematics, Dynamics, and Design of Machinery," 3rd Edition,
by Kenneth J. Waldron, Gary L. Kinzel, and Sunil K. Agrawal, 2016, John Wiley and sons |
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參考書目 |
主要參考書
a. “Kinematics and Dynamics of Machines”, Martin, G.H., TJ175 M28, 1982.
(Good at graphical analysis and geometrical interpretations)
b. “Kinematics and Dynamics of Planar Machinery”, Paul, B., 1979.
(Details for mobility analysis).
c. “Mechanism Design: Analysis and Synthesis, Volume I, fourth Edition”,
Arthur G. Erdman, George N. Sandor, Sridhar Kota, 2001, Prentic Hall.
(Comprehensive derivation in motion equations)
d. 機構學，顏鴻森、吳隆庸，2006，東華書局。 |
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評量方式
(僅供參考) |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
9/14,9/16 |
課程介紹與機構構造分析，第一章 |
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第2週 |
9/21,9/23 |
機構自由度分析，定義，公式，範例 |
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第3週 |
9/28,9/30 |
自由度分析與機構範例，課本第一章內容 |
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第5週 |
10/12,10/14 |
第四章四連桿速度加速度 |
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第8週 |
11/02,11/04 |
第五章 (Coriolis' Acceration) |
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第9週 |
11/09,11/11 |
第六章瞬心 |
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第11週 |
11/23,11/25 |
期中考 |
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第12週 |
11/30,12/02 |
第10章凸輪 |
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第13週 |
12/07,12/09 |
第11章正齒輪 |
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第16週 |
12/28,12/30 |
齒輪組 gear train |
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