これだけ！ 機械工学 （単行本）

鉄材を扱ったり、電子回路を使ったり、プログラミングをしたり、機械工学に必要な知識は広範におよびます。そのため、機械工学を学ぼうと思っても何から勉強すればいいのか悩んでしまう人が大勢います。本書は、これから機械工学を学ぶ入門者向けの、知識ゼロでも全体像がザックリわかる楽しい入門書です。機械と図面、機械と材料、力と運動、加工の方法、機械と制御、熱と機械など、機械工学の基礎とポイントを徹底的に解説しました。

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第1章 機械工学のイメージ
1-1 自動車は機械です ― 機械の条件
1-2 自転車は機械？ ― エネルギー
1-3 てこや滑車など ― 機械のはじまり
1-4 コンピューターは、情報を扱う機械
1-5 横のものを縦にする ― 強さとかたち
1-6 金属は、綺麗で強い ― 金属材料
1-7 水や空気が力を生む ― 流れと機械
1-8 ブレーキやエンジン ― 熱と機械
1-9 検出、判断、操作 ― 自律する機械
1-10 機械工学のイメージ ― 超分野の調和

第2章 機械と図面
2-1 ものつくりのレシピ ― 機械製図
2-2 イメージを伝える ― 透視図
2-3 ものをつくる図面 ― 製作図
2-4 見たものを描く場所 ― 第三角法と第一角法
2-5 線の使い分け ― 線
2-6 必要な図面の数 ― 一、二、三面図
2-7 見えない内部を見る ― 断面図
2-8 軸部品の製図 ― 軸の製図
2-9 機械要素の代表部品 ― ねじの製図
2-10 動力伝達の必需品 ― 歯車の製図
2-11 これで大丈夫？ ― 製図と読図

第3章 機械と材料
3-1 機械は頑丈さが大切 ― 剛性
3-2 粘りっこさも必要 ― 靱性・弾性
3-3 加工のしやすさ ― 塑性・展延性
3-4 溶かして固める ― 溶融性
3-5 金属原子は整列する ― 金属結合
3-6 金属をブレンドする ― 純金属と合金
3-7 炭素が鉄を強くする ― 鉄鋼
3-8 鋳造に適した鉄合金 ― 鋳鉄
3-9 錆に強くて丈夫 ― ステンレス鋼
3-10 軽く丈夫な非鉄金属 ― アルミニウム
3-11 丈夫な非金属材料 ― プラスチック
3-12 素材を繊維で強化 ― FRP、FRM
3-13 語源は陶磁器 ― セラミックス

第4章 力と運動
4-1 力は状態を変える ― 力と矢印
4-2 重さや重量は力 ― 重力と力
4-3 押せば押し返される ― 作用・反作用
4-4 力を自由に分解する ― 力の分解
4-5 代表する力をつくる ― 力の合成
4-6 回転させる力の効果 ― 力のモーメント
4-7 動かすことが仕事 ― 機械の仕事
4-8 仕事をする能力 ― エネルギー
4-9 仕事に必要なパワー ― 動力
4-10 力は得、仕事は同じ ― 滑車
4-11 運動を邪魔するもの ― 摩擦力
4-12 運動には摩擦が必要 ― 摩擦と運動
4-13 力は運動を変える ― 加速度運動
4-14 速度の向きを変える ― 等速円運動

第5章 材料の強さ
5-1 押す力と引張る力 ― 垂直荷重と応力
5-2 切断、曲げ、ねじり ― いろいろな荷重
5-3 荷重の時間的変化 ― 静荷重と動荷重
5-4 材料の変形を考える ― 応力とひずみ
5-5 材料を安全に使う ― 安全率
5-6 部品にかかる力 ― 応力を見分ける
5-7 疲れ、高温、衝撃 ― 破壊試験
5-8 曲げを支える裏方 ― はり
5-9 はりに生まれる現象 ― S.F.D.とB.M.D.
5-10 材料は縦長に使う ― 断面係数
5-11 空っぽの材料は強い ― 中空材
5-12 剛性の高い三角構造 ― トラス
5-13 温度変化と材料 ― 熱と力

第6章 加工の方法
6-1 削って形をつくる ― 切削
6-2 微細な刃で滑らかに ― 研削
6-3 板金の塑性と展延性 ― プレス・絞り
6-4 叩いて、つくる ― 鍛造
6-5 溶かして、つなげる ― 溶接
6-6 溶かして、固める ― 鋳造
6-7 線やパイプをつくる ― 押出・引抜
6-8 転がして、つくる ― 転造
6-9 圧力で、延ばす ― 圧延
6-10 振動と火花でつくる ― 超音波と放電

第7章 機械のしくみ
7-1 要素の接触のかたち ― 対偶
7-2 機械の運動を考える ― 並進と回転
7-3 回転を伝える主役 ― 歯車
7-4 歯車列と回転数 ― 速度伝達比
7-5 回りながら回る ― 遊星歯車
7-6 巻き掛けて伝える ― 巻掛け伝動
7-7 摩擦伝動と無段変速 ― 無段変速装置
7-8 動力の継断と制動 ― クラッチとブレーキ
7-9 回転から往復運動へ ― カム
7-10 棒で動きを伝える ― リンク機構

第8章 機械と制御
8-1 目標に近づける操作 ― 制御
8-2 機械の基本的な制御 ― シーケンスとサーボ
8-3 順序・時限・条件 ― シーケンス制御
8-4 結果を見直す制御 ― フィードバック制御
8-5 実際の制御量を見る ― 閉回路制御
8-6 駆動系の精度を信頼 ― 開回路制御
8-7 制御量を電気信号へ ― センサー
8-8 信号を処理する頭脳 ― 制御回路
8-9 工作機械のサーボ系 ― 位置の制御
8-10 圧縮空気と制御 ― 空気圧制御

第9章 流れと機械
9-1 どのようにも変形 ― 流体の性質
9-2 抑えるから生まれる ― 流体の圧力
9-3 圧力がつくる力 ― パスカルの原理
9-4 圧力の基準と流体圧 ― 大気圧と水圧
9-5 浮力はどこでも働く ― アルキメデスの原理
9-6 船と熱気球にも浮力 ― 比重と復原力
9-7 運動流体の保存法則 ― 流体の定理
9-8 流体は粘性をもつ ― カルマン渦列
9-9 曲線の外へ向かう力 ― 変化球と揚力
9-10 水を扱う流体機械 ― 水車とポンプ

第10章 熱と機械
10-1 温度と熱平衡 ― 熱力学第0法則
10-2 温度変化の度合い ― 熱量・熱容量・比熱
10-3 熱量は保存される ― 熱エネルギー
10-4 エネルギー保存則 ― 熱力学第1法則
10-5 気体の熱仕事と収支 ― 熱力学第1法則の式
10-6 仕事のできる状態量 ― エンタルピー
10-7 仕事と熱は一方通行 ― 熱力学第2法則
10-8 理想の可逆サイクル ― カルノーサイクル
10-9 一番身近な熱機関 ― ガソリンエンジン
10-10 ガスタービンを回す ― ブレイトンサイクル