1. 기계와 기구 1.1 기계는 저항력이 있는 물체를 조합하여 한정된 범위내에서 상대운동을 하며, 공급된 에너지에 의해 외부에 일정한 일을 하는것으로, 즉 “사람을 대신하여 일을 하는 도구”로 정의 될 수 있다 1.2 기계의 구비조건 1) 저항력이 있는 물체를 조합한 것이어야 한다 2) 상대운동을 하는 구성부분이 있으며, 그 운동이 한정되어야 한다 3) 인간에게 유효한 일을 하여야 한다 1.3 기구 기계 구성요소 상호간의 운동관계를 결정하는 운동계를 말한다. 기계가 운동할때 2개의 부분이 접촉하여 상대운동을 하는 항 쌍의 조합을 짝(pair)이라 하고, 짝을 이루고 있는 각각의 부분을 기소(machine element)라고 한다 짝의 종류 ; 미끄럼짝(선반의 베드와 왕복대 등), 회전짝(미끄럼베어링 등), 나사짝(수나사와 암나사), 구면짝(볼 밸브 등), 점짝(볼베어링 등), 선짝(한 쌍의 기어 등)

1.4 기계요소 (1) 기계요소의 종류 1) 결합용 기계요소 ; 2개 이상의 기계부품을 결합시키는 기계요소 - 볼트, 너트 ; 기계부품을 일시적으로 체결하거나 운동을 전달할 때 사용 - 키, 핀, 코터 ; 밸트풀리, 기어, 핸들 등의 회전체를 축에 연결하거나, 두 개의 축을 연결 할 때 사용 - 분해를 하지 않는 판의 연결에 사용 2) 축계 기계요소 - 축 ; 회전력을 전달하는데 사용되며, 보통 2개 이상의 베어링으로 지지 - 베어링 ; 회전축을 지지하는 부품 - 클러치 ; 운전 중에 축의 연결을 잇고 끊는 것을 자유롭게 할 수 있는 축 이음 - 커플링 ; 운전 중에는 축의 연결을 끊을 수 없는 축 이음 3) 전동용 기계요소 - 직접 전동장치 ; 마찰차, 기어와 같이 2개의 바퀴가 직접 접촉을 하면서 동력을 전달하 는 장치 - 간접 전동장치 ; 벨트, 체인, 로프와 같이 2개의 바퀴 사이에 매개물이 있어 간접접촉을 하면서 동력을 전달하는 장치

1.4 기계요소 (1) 기계요소의 종류 4) 관계 기계요소 - 파이프 ; 유체를 수송하는 요소 - 파이프 이음 ; 파이프와 파이프를 용접하는 영구이음과 플랜지 이음, 소켓이음 등 5) 제어용 기계요소 - 스프링 ; 물체의 탄성을 이용한 기계요소로서, 기계적 에너지를 흡수하여 축적하거나 변 형 에너지를 기계적 에너지로 이용 - 브레이크 ; 기계 운동부분의 속도를 제어, 감소 또는 정지시키는 장치 (2) 표준규격 기계요소는 모양, 품질, 치수 등의 규격을 통일, 표준화시켜 인건비 절약, 기술 향상, 생산 합리화, 작업의 단순 공정화 등에 매우 편리하여 품질향상, 원가절감 및 대량생산을 가능케 한다. 또한 호환성이 우수하여 부품교환이 필요할 경우 매우 편리하다.이를 위하여 우리나라에서는 한국산업규격(KS ; Korean Industrial Standard)과 국제적 표준화 사업으로 국제표준화기구(ISO ; International Standardization Organization)가 있다. (3) SI 단위 국제 도량형 총회에서 SI 단위(International System of Units)를 채택하여 국제표준화기구가 그 사용을 결정하고 세계의 여러 국가들이 SI단위를 채택하고 있음

2. 기계설계 계획 2.1 기계설계 계획 기계설계란 기계 제작 전 기계의 동작, 성능,내구성 등에 대한 요구에 따라 기계의 구조와 기구를 구상하고, 사용재료, 모양, 치수 등을 적절하게 선정하여 완전한 구조를 결정하는 것을 말한다. 기계설계를 할 때 고려해야 할 사항들은 다음과 같다. (1) 안전성 - 인간에게 안전하면서 유익하고 환경피해가 없어야 하며 고장이 발생하여도 안전하여야 한다 (2) 역학적인 타당성 - 기계의 요구성능이 만족되도록 역학적 설계가 이루어져야 한다 - 기계의 요소에 작용하는 응력집중, 반복하중, 진동, 피로, 충격, 고온 및 저온 환경 등에 대한 내구성을 가져야 한다 (3) 생산성 및 경제성 - 기계가공, 조립/검사, 운반 등이 용이하도록 부품의 재료와 모양 및 치수가 결정되어야 함 - 구조가 간단하고, 가볍고 소형이 되어 원가가 저렴하여야 한다 (4) 호환성 - 표준 규격품의 부품을 사용하여 하고, 다른 기계에서도 사용할 수 있도록 소단위 기계 유닛을 개발하여 사용한다 (5) 가공재료의 선택 - 정밀절삭 및 정밀소성가공과 정밀주조 등의 생산방법을 고려하여 재료를 선택하여야 한다

2. 기계설계 계획 2.2 전산응용설계 설계 초기단계인 기본 구상 작업에서 부터 상세설계단계, 각종 시험과 가공∙조립 등의 전 생산과정이 컴퓨터를 이용한 설계로 진행되는 것으로 CAD(Computer Aided Design)라 하기도 한다. (1) 기하학적 모델링 ; 설계자가 컴퓨터를 사용하여 물체의 3차원 입체형상을 형성시켜 가면서 물체를 그래픽 디스플레이 상에서 병진 및 회전이동, 축소 또는 확대 등을 조작하는 것이다. (2) 기술해석 및 설계 평가 ; 3차원 형상의 기하학적 모델링을 통하여 제품의 형상을 컴퓨터 내의 데이터베이스에 저장시킨 후 해석하고자 하는 소프트웨어의 용도에 따라 형상 데이터를 조작한다. 그리고 이 데이터를 해석용 소프트웨어에 입력하면, 재료의 강도와 변형 등의 기술해석을 할 수 있다. 해석한 결과와 제품의 설계조건 만족 여부를 평가한 후 상세설계 및 도면화 작업에 들어간다. (3) 부품 설계 및 상세설계 ; 해석 및 평가자가 만족되면 각 부품에 대한 부품설계와 상세설계를 진행한다. (4) 플로팅 ; 컴퓨터 내 저장된 도면을 출력장치를 이용하여 자동으로 그려내는 작업으로 플로터(plotter)나 레이져 프린터 등으로 출력하여 양질의 도면을 얻는다.