02. 기계운동의 원리<128p> 2-1. 우리생활과 기계 1

1)기계의 발달과정. 고대-수차. 수레 ⓛ중세. 풍차 수차 이용하여 곡식을 빻는 - 제분기 ②근대 1)기계의 발달과정 *고대-수차.수레 ⓛ중세 *풍차 수차 이용하여 곡식을 빻는 - 제분기 ②근대 *생산기계 작동-증기기관 이용한 방적기.방직기 - 대량생산 ③현대 *각종산업용기계, 로봇발달-사람 대신 기계가 복잡하고 힘든 작업 *나무.돌-지렛대.쐐기.축.바퀴-방직기.방적기 -증기기관-수송기계-내연기관-컴퓨터

2.다양한 기계이용(130p) ⓛ수송기계- 사람이나 물자를 이동시키는 자동차, 선박, 항공기 ②생산기계- 공장에서 제품을 생산하는 가공기계, 컨베이어 벨트, 작업용 벨트 ③농업기계-농사를 짓는 이앙기, 콤바인,경운기 ④건설기계- 건설작업을 하는데 사용 타워크레인. 굴착기. 불도저

3. 기계의 구성(131p)-자전거와 기계. 기계를 구성하는 네가지 부분 ⓛ외부로부터 동력을 받아들이는 부분 – 페달

2-2.기계 요소의 이해(132p) 1.기계요소의 뜻 *기계를 구성하는 공통적인 기본 부품 1)기계요소의 분류 ⓛ결합용-기계 부품을 결합하거나 고정할 때 사용 나사. 핀. 키 ②전동용-동력이나 운동을 전달할 때 사용 마찰차.기어.벨트와 벨트풀리.캠.링크장치 ③축용- 회전체의 중심을 고정, 축을 받쳐줄때 사용 축.베어링 ④제동용- 기계의 제동, 진동의 완충에 사용 브레이크.스프링

2. 결합용 기계요소. 둘 이상의 기계 부품을 결합하거나 고정할 때 사용. 나사. 핀 2.결합용 기계요소 *둘 이상의 기계 부품을 결합하거나 고정할 때 사용 *나사. 핀. 키 1)나사- 원통 둘레를 따라 나선형으로 돌아가면서 홈을 깍아 낸 것 *둘 이상의 부품을 죄어서 결합할 때 사용 *볼트와 너트-일반적 기계 부품을 결합할 때 사용 *나사산- 볼록하게 나온 부분 *골지름- 골에 접하는 지름 *바깥지름-나사의 크기를 나타내는 호칭치수 *피치- 나사산에서 그 다음 나사산까지의 거리 *리드- 나사를 한바퀴 돌렸을 때 축 방향으로 움직인 거리

2)핀- 큰 힘이 걸리지 않는 부분을 고정하거나, 너트의 풀어지는 것을 방지 2)핀- 큰 힘이 걸리지 않는 부분을 고정하거나, 너트의 풀어지는 것을 방지 *분류: 모양에 따라 ⓛ평행핀- 굵기가 일정한 둥근 막대 모양의 핀 (자전거 체인) ②테이퍼 핀- 굵기가 일정하지 않고 한쪽으로 가늘어 지는 원뿔 막대 모양의 핀 (자전거의 크랭크 축) ③분할핀- 핀의 끝 부분이 분할 되어 있는 핀 (유모차 뒷 바퀴) 3) 키-회전체를 축에 고정하여 회전 축이 겉도는 것을 방지하는 기계요소(자동차의 핸들) *묻힘키- 기계에서 많이 사용

3. 축용 기계요소. 회전체의 중심을 고정하거나 축을 받쳐줄 때 사용 3.축용 기계요소 *회전체의 중심을 고정하거나 축을 받쳐줄 때 사용 *주로 전동용과 함께 사용 1)축- 회전체의 중심을 고정하거나 축을 받쳐 줄 때 사용 *분류- 사용하는 곳에 따라 ⓛ차축- 축은 고정되고 바퀴만 회전하는 축 (자전거의 허브축.기차 바퀴) ②전동축- 동력을 전달 받아서 축과 바퀴가 함께 회전하는 축 (전동기의 축) ③크랭크축- 왕복 운동을 회전 운동으로 바꾸어 주는 축(내연 기관의 크랭크 축)

2)베어링 -회전하는 축을 받쳐주는 기계요소. 축의 회전 운동을 원활하게 해주며 축에 작용하는 하중을 지지 2)베어링 -회전하는 축을 받쳐주는 기계요소 *축의 회전 운동을 원활하게 해주며 축에 작용하는 하중을 지지 *종류- 접촉 방식에 따라 ⓛ미끄럼 베어링- 회전 축과 베어링 메탈이 면 접촉을 하면서 미끄러지는 -저속으로 회전하고 큰 힘 받는 축에 사용 ②구름 베어링- 내륜과 외륜 사이에 볼이나 롤러가 점이나 선 접촉을 하면서 구르는 베어링 -마찰 저항이 적어 고속 회전하고 작은 힘을 받는 축에 사용

4. 전동용 기계요소(136p). 운동이나 동력을 전달. 마찰차. 기어. 벨트와 벨트풀리. 체인과 스프로킷 링크

2) 기어. 마찰차의 접촉면에서 이를 만들어 이 들이 서로 맞물려 돌아가면서 동력을 전달. 두 축간 거리가 짧을 때 사용 2) 기어 * 마찰차의 접촉면에서 이를 만들어 이 들이 서로 맞물려 돌아가면서 동력을 전달 *두 축간 거리가 짧을 때 사용 *정확한 회전비로 정확한 동력을 전달 *기어의 잇수를 바꾸어 회전속도 조절 가능 *두 축이 평행하거나 교차하지 않아도 확실한 동력 전달이 가능

*기어의 종류 <두축이 평행한 경우에 사용> ⓛ평기어- 두 축이 평행할 때 사용(시계) ②헬리컬기어- 이가 경사진 기어로 접촉면이 넓어 큰 힘 전달 (자동차 변속기어) <두축이 교차하는 경우에 사용> ③베벨기어-핸드 드릴 <두축이 교차 및 평행하지 않을 때 사용> ④웜과 웜기어- 멍키 스페너

3) 벨트와 벨트 풀리(137p). 접촉면의 마찰력을 이용하여 동력을 전달하는…. 축간 거리가 멀 때 사용 3) 벨트와 벨트 풀리(137p) *접촉면의 마찰력을 이용하여 동력을 전달하는… *축간 거리가 멀 때 사용 *정확한 회전비나 큰 동력 전달에는 부적합 *종류- 평벨트. V벨트 4)체인과 스프로킷(137p) *체인에 스프로킷의 이가 물려 동력을 전달 *축간 거리가 멀고 정확한 동력 전달에 사용 *소음과 진동이 있어 고속이나 정숙운전에는 부적합

5)캠(138p). 특정한 모양이나 홈을 가진 것. 회전 운동을 왕복운동이나 요동운동 다양한 형태의 운동으로 변환하여 전달

5. 제어용 기계요소(139p). 기계의 움직임을 제어하는 장치

2-3. 기계의 운동(142p) 1.기구의 기본운동과 조합 *기구-기계 내에서 운동의 전달과 변환을 하는 기계구조 둘 또는 그 이상의 기계요소가 결합하여 구성됨 1)기구의 기본운동 ⓛ직선운동- 외부에서 힘을 받으면 한 방향으로 계속 이동시키는 운동(에스컬레이터. 미끄럼틀) ②직선왕복운동-외부에서 힘으면 물체를 직선으로 반복하여 움직이게하는 운동 (재봉틀 바늘의 움직임)

③회전운동- 힘을 받으면 물체가 한 점을 중심으로 원을 그리면서 회전하도록 하는 운동 (선풍기 날개, 자전거의 스프로킷) ④회전왕복운동-힘 받으면 물체가 그네와 같이 부채꼴을 그리면서 왕복으로 움직이게 하는 운동 (추시계의 추, 바이킹)

)운동의 전달과 변환 *기계 내에서 여러 개의 기구가 연속적으로 연결된 경우에는 첫 번째 기구에서 마지막 기구까지 운동이 전달됨 (자전거 탈 때의 운동 전달과 변환) 3)운동의 조합 기계는 일반적으로 여러가지 운동이 조합되어 작용하는데 여러 개의 기구가 개별적으로 작동하는 경우는 각 기구의 운동이 조합되어 기계가 복합적인 운동을 함 *선풍기-날개를 회전하여 바람을 일으키는 기구와 머리부분을 좌우로 회전시키는 기구로 구성

2.로봇의 운동 1)로봇 - 프로그램에 의해 인간이나 동물과 매우 유 사하게 움직이는 기계장치 (가장 복잡하게 움직임을 하는 기계) ⓛ기본 운동을 하는 기구의 조합으로 구성되는 점은 다른 기계와 차이가 없다. ②복잡하고 위험한 작업을 할수 있도록 -사람이나 동물처럼 자연스럽게 움직이는 로봇연구가 활발히 진행

)운동의 전달과 변환 *기게 내에서 여러 개의 기구가 연속적으로 연결된 경우에는 첫 번째 기구에서 마지막 기구까지 운동이 전달됨 (자전거 탈 때의 운동 전달과 변환) 3)운동의 조합 기계는 일반적으로 여러가지 운동이 조합되어 작용하는데 여러 개의 기구가 개별적으로 작동하는 경우는 각 기구의 운동이 조합되어 기계가 복합적인 운동을 함 *선풍기-날개를 회전하여 바람을 일으키는 기구와 머리부분을 좌우로 회전시키는 기구로 구성

2.로봇의 운동 1)로봇 - 프로그램에 의해 인간이나 동물과 매우 유 사하게 움직이는 기계장치 (가장 복잡하게 움직임을 하는 기계) ⓛ기본 운동을 하는 기구의 조합으로 구성되는 점 은 다른 기계와 차이가 없다. ②복잡하고 위험한 작업을 할수 있도록 -사람이나 동물처럼 자연스럽게 움직이는 로봇연구가 활발히 진행

2)로봇의 이용분야 ⓛ산업용 로봇 -인간의 팔과 손가락에 해당하는 부분이 회전, 상하 좌우 이동, 진동의 동작을 하면서 여러 작업 수행 ②군사용 로봇 -인간을 대신하거나 보조하여 군사 작전을 수행하는 지능형 로봇 ③의료용 로봇 -질병의 진단 및 수술과정을 지원 하거나 재활운동을 도와주는 로봇 ④우주용 로봇 -위성 내부와 우주정거장,공간에서 작업,위성에서의 자원조사 들을 행하는 로봇 ⑤가사지원용 로봇(가정용 로봇)-빨래,청소, 설거지, 심부름을 지원해 주는 미래의 지능형 로봇

#.로봇공학 -지능형 로봇의 산업화를 위해 로봇 관련기술을 연구 개발하는 학문으로 기계, 전기, 전자, 컴퓨터 공학이 융합된 학문분야 -전문지식을 습득해야 함 #.로봇 3원칙(아이작 아시모프=과학 저술가) ⓛ인간에게 해를 가해서는 안된다 ②인간의 명령에 복종해야 한다 (단 이런 명령이 법 1에 위배될 때는 에외로 한다) ③자신의 존재를 보호해야 한다. 단 그러한 보호가 법칙 1과 법칙 2에 위배될 때에는 예외로 한다..