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概論
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2.000 第一課 機器如何及為何動作
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今日2.000課程☉ 排程
☉ 關於 2.000☉ 評分
☉ 機械工程
☉ 理解系統
☉ 草圖繪製
☉ 家庭作業 #1☉ 討論
~Time
二次大戰噴射機引擎
實作專題
影像的溝通
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排程公佈
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有關行程混淆的部分…他們必須説:多麼有趣啊!
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2.000 目標
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提供一機械工程概論☉ 生涯
☉ 麻省理工學院課程
教授「工程的思考方式」
☉決定問題的重要部分
☉ 模型化及評估
培養工程知識
☉常見的元素及系統
☉機器如何被製造及運作
培養機械工程技術
☉溝通及專題管理
☉解析及幾何模
☉工程設計程
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本課程是….不是….
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2.000 是什麼:☉動腦思考的課☉給那些相信學術道德義務的人(彼此)☉簡單,如果你來上課並維持進度
☉困難,如果你有懶惰及不負責任
☉很有趣
2.000 不是:☉打了類固醇的高中課程
☉工匠的課程(喔喔,我們把所有時間都拿來拆東西。)☉悠遊的課程
☉淘汰不適者的課程
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2.000 方針
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2.000是個很有趣的課程,卻是個很難教授的課☉我們必須/且要紀律嚴明以確保能持續有趣
分數評定☉ 測驗 30 % ☉ 實驗 20 %☉ 家庭作業 10 %☉ 專題 25 %☉ 參與度 5 %☉ 學術道德義務 10 %
下列必須事先申請核准☉無法參加實作、參觀、來賓演講☉遲交家庭作業☉ 「補考」不保證准,視老師的時間方便
作業☉在家分解(你必須攜帶裝備)
合作的成☉所有提交的作業必須是你們自己做的☉小組的成果也需個別提交個人的工作內容
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評分內容
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等級 高分 低分
2.000 2001年期末考評分
學生數
等級
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2.000 資源
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2.000 活體資源☉ Culpepper 教授 Smith 教授☉ Patrick Petri Guillermo Urquiza Nicholas Conway
2.000 網頁☉全都在網頁上進行!!!!! psdam.mit.edu/2.000/start.html
機械工程電腦實驗室 (建築物編號 3-462 及35-125)電腦輔助設計 微軟 繪圖 掃瞄器 雷射印表機
工具☉工具箱 每個學生各一只 如果沒缺課就可保有☉樂高設計工具箱 每個學生各一只 必須繳回
電子設備☉數位相機 每一專題小組12只☉手提式電腦 5台供本課程使用
你需準備一100M的高容量磁片 (第一堂CAD課之前)
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你將需完成的項目
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課堂
☉分析的技巧
☉配合實作的課
實作
☉實作的技能、電腦及職業技能的培養
☉局限在3-370及3-446(雜亂的那幾間) ☉重新組裝是分數的ㄧ部分(沒有隱藏的零件)☉詳細記錄
ˇ導引你關鍵組件的拆解
ˇ詳細記錄:85%在實驗時完成專題
☉ I:泵 (小組)☉ II:樂高 (小組)
家庭作業
☉獨自探究/拆解測驗
☉測驗I:分析& CAD☉測驗II:實作
參觀及來賓演講
Tutorials available for
專題I 參觀: MIT微機電實驗室
專題管理
微軟試算表
技術文章撰寫
簡報軟體
超文件標示語言
檔案傳出協定
電腦輔助設計
繪圖軟體
DXF 檔案
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2.000設定課程步伐
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在過去幾年,學生的能力有明顯的變化
平均來講教一事物:1/3 = 不懂 1/3 = 普通 1/3 = 覺得無聊
學期的課程步調☉前三週我們的步調會允許較差的1/3 能趕上。☉接著步調加快50%直到第五周結束時,以趕上較差的2/3的進度☉到三月初時課程步調能趨於排定的
多變異性的起源
8.01 物理學Ⅰ8.012 物理學Ⅰ8.01L 物理學Ⅰ8.01X 物理學Ⅰ8.02 物理學Ⅱ8.022 物理學Ⅱ8.02T 物理學Ⅱ8.02X 物理學Ⅱ
20 年前
現今
低於平均 高於平均
平均值
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專題I –泵(小組專題)
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計畫/管理專題
設計 模型 製作 組裝 測試
研讀
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專題II : 可動作的搖桿
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全高185mm
FB迴轉感應器
接觸感應器
冠狀齒輪
差速器
LR迴轉感應器
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專題II: X-Y繪圖儀 (3維 機器)
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整合 (VTA) 虛擬拆解
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碟式煞車器拆解
註解、說明書、影片
幾何圖形操作工具
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評分
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2.000先期作業
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你學術道德義務的ㄧ部份需包含作業的練習
☉去年汽車及 Ford 的認證☉今年,教科書的初段部份
ˇ我們需評定新進時你的知識及技能
問題 2 草圖
左視 前視 右視
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有關機械工程
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機械工程是什麼?
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機械工程 (ME):☉利用基本、適用的及經驗法則,開發/證明機械上的解決方案☉也依機械本質發展出下列領域:
ˇ 機器人學ˇ 汽車ˇ 生物醫學ˇ 航太ˇ 軟體ˇ 電子工學ˇ 環境ˇ 微機電系統ˇ 結構ˇ 資訊科技
麻省理工學院機械系 基礎課程分類☉力學及材料 2.001, 2.002☉系統、控制、資訊 2.003, 2.004☉流體及能量 2.005, 2.006☉設計及製造 2.007, 2.008☉生物工程 2.791, 2.792, 2.797
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機械工程:生涯選擇
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機械工程應該有較廣的知識及技能
機械工程是有彈性的人類資源,有彈性=有價值
動機因素☉能力的可攜性及可塑性
ˇ知識/技能使你在許多領域具市場性☉工作保障
ˇ機械的問題永遠存在☉ 管理
ˇ領導多種專業組合的團隊☉醫藥/生物工程
ˇ 身體是一台機器☉ 顧問
ˇ掌控多種專業組合的專案☉ 學術的
ˇ教學及研究:機械工程、化學工程、電機工程、航太工程☉ 創業家
ˇ廣泛的知識基礎=更多的選擇機會,更多創造力的應用
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有名的機械工程師
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Charles Vest 麻省理工學院校長
Alex d‘Arbeloff 麻省理工學院董事會主席
Soichiro Honda 創立本田汽車公司
萊特兄弟 第一台實用可操作的飛機
達文西 坦克、直升機、雕刻、藝術
愛迪生 第一個實用燈泡+1093專利
福特 生產第一台一般民眾負擔得起的汽車
Herbert Hoover 美國第31屆總統
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模式
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2.000 機器系統的觀察
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目的:☉目的在提供你以一個有系統的起始點來觀察機器
☉根據經驗,你將藉著「柺杖」的扶助去確認什麼是關鍵的重點
系統化思考的好處:☉移除經驗的藩籬
☉減少錯誤及避免錯過重要的資訊
☉讓你考慮所有重要的部份
系統化思考的缺陷(限制)☉你變成BORG(博格人)/機器人☉你可能開始以墨守成規的方式思考
☉不必怕擴增模型(你儘可能不要減少此步驟)
2.000 系統☉五個 “F”字,幫你辨識什麼是重要的。
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你必須知道的五個”F”字
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瞭解一個工程系統,必須知道下列事項:☉ 功能 它的目的是什麼? 及為什麼需要它?
必須包括 人、事物、時間、地點
☉ 型式 這個裝置看起來像什麼? 它如何移動?
☉ 物理特性 物理特性及極限性能是什麼?
☉ 流 流動的是什麼? 它如何流動? 它流向何處?☉ 製造 此裝置如何製造出來及這樣會如何影響性能?
這些可能依機器在不同的時間及狀態而定
☉例如: 飛機(高速、低速、在地面時)
☉例如: 汽車(空速、高速、衝撞時)
學習這些文字 ,你的分數端賴使用這個模式
☉你可以以簡圖、文字、方程式及各式變數回答問題
☉把你的觀眾當成是你的同學
☉做你認為需要的所有說明,以便讓我知道 「你暸解了!」
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汽車煞車系統: 功能
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功能的描述應包含4個W☉誰 ☉是什麼 ☉何時 ☉何地(可能的話)
好的例子:☉提供汽車駕駛減低車速的方法;煞車系統應可在所有時刻、所有情況下作動。
不好的例子:☉使車子慢下來 忽略
☉經由煞車摩擦消耗能量 特定的煞車器形式
☉停住車 減慢速度如何?
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汽車煞車系統: 型式
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後左輪
後右輪
前右輪
主汽缸
輪胎
制動夾
轉子
輪圈
主汽缸
煞車踏板
後左
後右
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汽車煞車系統: 流
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主汽缸
流:
型式 簡述
☉ 質量流 流體流向制動夾看描述的箭頭
☉ 能量流 主汽缸做功在流體流體做功在制動夾活塞
☉ 動量流 動量經主汽缸傳送到流體動量從流體傳送到制動夾活塞
☉ 資訊流 主汽缸活塞傳送已知從制動夾活塞
制動夾活塞
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汽車煞車系統: 物理性質
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型式 方程式 說明
質量 流體質量保持常數。流出主汽缸的流量=進入主汽缸的流量
能量 主汽缸的活塞施力作用在流體一段距離;在流體上做功
能量 流體施壓力在制動夾活塞上一段距離;在活塞上做功
能量 能量是守恆的,假定能量在系統中消失,主汽缸作用在流體的功等於流體作用在制動夾活塞的功
資訊 有關主汽缸活塞的位置變化的資訊,可經由量測制動夾活塞的位置決定
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汽車煞車系統:製造
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組件 製作程序 線索 材料
活塞 車削及研磨車削-軸向對稱的元件研麼-光製,無車削痕
不鏽鋼
制動夾 鑄造及加工鑄造-粗糙的表面加工,圓邊機器製造- 良好的表面,但有刀削加工痕跡
鑄鐵
轉子 成型/鑄造及車削成型/鑄造- 不太過份粗糙的表面,大、重的元件車削- 轉子表面是平整的且呈現加工痕跡
鋼
煞車緩衝墊 成型及接合到制動夾
成型-不規則的外形有平整的邊緣在加工痕跡上接合-以無痕焊接到制動夾上,扣接,或壓入配
金屬
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作業
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摘要
相機 : 你至少得在下一堂上課前把它拆解
閱讀: 專題管理的教學課程 (見網頁)
概論 2.000 第一課 機器如何及為何動作排程公佈 2.000 目標�本課程是….不是…. 2.000 方針 評分內容 2.000 資源你將需完成的項目 2.000設定課程步伐專題I –泵(小組專題)專題II : 可動作的搖桿專題II: X-Y繪圖儀 (3維 機器)整合 (VTA) 虛擬拆解評分�2.000先期作業有關機械工程機械工程是什麼?機械工程:生涯選擇有名的機械工程師模式 2.000 機器系統的觀察你必須知道的五個”F”字汽車煞車系統: 功能汽車煞車系統: 型式汽車煞車系統: 流汽車煞車系統: 物理性質汽車煞車系統:製造作業