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

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!

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

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

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

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

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)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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。

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!」

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?

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

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

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

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

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