Chapter 01 기계설계의 기초 Chapter 01 기계설계의 기초.

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1 Chapter 01 기계설계의 기초 Chapter 01 기계설계의 기초

2 2. 기계설계 ▪ 공학설계(engineering design) ① 필요·요구의 인식(recognition of need)
② 창의적 설계(creative design) ③ 모델 준비(model preparing) ④ 모델의 시험·평가(test & evaluation of model) ⑤ 설계의 개선(improvement of design) ⑥ 설계의 의사전달(communication of design) Chapter 01 기계설계의 기초

3 ▪ 기계설계시 유의 사항 ① 사용 목적에 적합한 메커니즘 ② 안전성 및 경제성의 고려 ③ 창의적인 전체의 형상 및 색상의 조화
④ 취급의 용이성 및 인간공학적 설계 ⑤ 제작, 조립, 운반, 유지 보수가 용이한 구조 ⑥ 부품의 표준화와 생산비용의 절감 ⑦ 재활용성의 고려 Chapter 01 기계설계의 기초

4 4. 기계요소(機械要素) ① 결합 요소 : 나사, 볼트 및 너트, 리벳이음, 용접이음, 접착이음, 키, 핀, 코터 등
② 동력 전달 요소 : 축, 축이음, 커플링, 베어링, 마찰차, 캠, 기어, 벨트, 체인, 로프 등 ③ 동력 제어 요소 : 클러치, 브레이크, 스프링 등 ④ 배관 요소 : 파이프, 파이프 이음, 밸브 등 Chapter 01 기계설계의 기초

5 1-2 ≫ 기계요소의 표준화 (1) 장 점 ① 규격제품의 품질 보증, 호환성 양호, 가격 저렴
(1) 장 점 ① 규격제품의 품질 보증, 호환성 양호, 가격 저렴 ② 시장 조사에 의한 예측 생산 및 생산량의 조절 가능 ③ 생산, 설계, 품질, 시험 방법 등의 규격화로 작업 능률성 ④ 설비 및 생산공정의 자동화로 경제적인 양산생산 가능 ⑤ 공정 계획화와 흐름작업의 단순화, 기능의 숙련도 향상 ⑥ 검사의 표준화·자동화로 품질의 향상 용이 ⑦ 재고율의 계획성에 의한 효과적인 창고 물류관리 가능 ⑧ 건설비, 재료비, 가공비 및 인건비 등의 절약 Chapter 01 기계설계의 기초

6 (2) 단 점 ① 규격 이외의 제품은 특별 주문에 의한 생산으로 고가 ② 회사 상호간의 복잡한 이해관계의 발생
(2) 단 점 ① 규격 이외의 제품은 특별 주문에 의한 생산으로 고가 ② 회사 상호간의 복잡한 이해관계의 발생 ③ 규격 제정에는 풍부한 지식과 막대한 경비, 시간 소요 ④ 규격의 개정 및 갱신으로 신·구 규격품의 혼용에 의한 불편과 혼란 초래 Chapter 01 기계설계의 기초

7 <표 1-1> KS의 각 부문별 분류 기호
2. 공업규격 ▪ KS : 한국산업규격(Korean industrial standard) <표 1-1> KS의 각 부문별 분류 기호 Chapter 01 기계설계의 기초

8 <표 1-3> 각국의 공업 규격 Chapter 01 기계설계의 기초

9 4. 공 차 (1) 치수 분류 ① 실치수(actual size) : 실제로 측정한 치수
4. 공 차 (1) 치수 분류 ① 실치수(actual size) : 실제로 측정한 치수 ② 최대허용치수(maximum limit of size) : ▪ 실치수에 대한 최대허용치수 ③ 최소허용치수(minimum limit of size) : ▪ 실치수에 대한 최소허용치수 ④ (치수)공차(公差, tolerance) : ▪ 최대허용치수최소허용치수 ▪ 위치수 허용차아래치수 허용차 Chapter 01 기계설계의 기초

10 ⑥ 위치수 허용차(upper deviation) : ▪ 최대허용치수기준치수 - 구멍의 경우 : ES로 표기
⑤ 기준치수(basic size) : ▪ 허용한계치수의 기준이 되는 치수 ⑥ 위치수 허용차(upper deviation) : ▪ 최대허용치수기준치수 - 구멍의 경우 : ES로 표기 - 축의 경우 : es로 표기 ⑦ 아래치수 허용차(lower deviation) : ▪ 최소허용치수기준치수 - 구멍의 경우 : 로 표기 - 축의 경우 : 로 표기 Chapter 01 기계설계의 기초

11 <그림 1-2> 치수의 표시 Chapter 01 기계설계의 기초

12 <표 1-5> IT 공차등급의 적용 예
▪ IT(ISO tolerance) 기본공차를 20등급으로 구분  숫자가 클수록 공차도 크다. ▪ KS규격(KS B 0401) : 0[mm] 초과 500[mm] 이하  IT01, IT0, IT1, ···, IT18 (18등급) <표 1-5> IT 공차등급의 적용 예 Chapter 01 기계설계의 기초

13 (3) 공차역(tolerance zone) <구멍의 공차역>
① 구멍의 공차역 : A B C CD D E EF F FG G H J JS K M N P R S T U V X Y Z ZA ZB ZC (28종) ② 구멍 : A쪽으로 갈수록 실치수가 호칭치수보다 크고 구멍이 커진다. Z쪽으로 갈수록 실치수가 호칭치수보다 작고 구멍도 작아진다. ③ 구멍의 공차역 H의 최소치수는 기준치수와 같고, 공차는 0이 된다. ④ 구멍의 공차역 JS에서는 위치수 허용차와 아래치수 허용차의 크기는 같다. Chapter 01 기계설계의 기초

14 <축의 공차역> ① 축의 공차역 : a b c cd d e ef f fg g h j js k m
n p r s t u v x y z za zb zc (28종) ② 축 : a쪽으로 갈수록 실치수가 호칭치수보다 작고 축이 작아진다. z쪽으로 갈수록 실치수가 호칭치수보다 크고 축도 커진다. ③ 축의 공차역 h의 최대치수는 기준치수와 같고, 공차는 0으로 된다. ④ 축의 공차역 js에서는 위치수 허용차와 아래치수 허용차의 크기는 같다. Chapter 01 기계설계의 기초

15 <표 1-7> 구멍 및 축의 공차역 (4) 치수 및 공차 표기법 Chapter 01 기계설계의 기초

16 ② 끼워맞춤 종류 (a) 헐거운 끼워 맞춤(clearance fit) (b) 억지 끼워맞춤(interference fit)
▪ 항상 틈새가 있는 끼워맞춤  구멍의 최소치수 > 축의 최대치수 ▪ 최소틈새 : 구멍의 최소치수 - 축의 최대치수 ▪ 최대틈새 : 구멍의 최대치수 - 축의 최소치수 (b) 억지 끼워맞춤(interference fit) ▪ 항상 죔새가 있는 끼워맞춤  축의 최소치수 > 구멍의 최대치수 ▪ 최대죔새 : 축의 최대치수 - 구멍의 최소치수 ▪ 최소죔새 : 축의 최소치수 - 구멍의 최대치수 (c) 중간 끼워맞춤(slide fit) ▪ 틈새, 또는 죔새가 생기기도 하는 끼워맞춤 Chapter 01 기계설계의 기초

17 <그림 1-5> 끼워맞춤의 종류 Chapter 01 기계설계의 기초

18 ③ 끼워맞춤 방식 (a) 구멍기준 끼워맞춤 (b) 축기준 끼워맞춤
▪ 구멍의 공차역을 H(H5~ H10)로 정하고, 구멍에 끼워맞출 축의 공차역을 정한다. ▪ 일정한 공차의 구멍에 대한 축의 공차를 다양하게 줄 수 있다. (b) 축기준 끼워맞춤 ▪ 축의 공차역을 h(h4~ h 9)로 정하고, 축에 끼워맞출 각종 구멍 공차역을 정한다. ▪ 일정한 공차의 축에 대한 구멍의 공차를 다양하게 줄 수 있다. Chapter 01 기계설계의 기초

19 ④ 끼워맞춤 제품의 치수기입 (c) 끼워맞춤 방식의 선택 ▪ 구멍의 안쪽보다 축의 바깥면을 가공하기 쉽고, 가공면의 측정도
쉽다. ▪ 구멍의 공차 일정하게, 축의 공차를 조절하는 것이 경제적  구멍기준 방식이 채택 ④ 끼워맞춤 제품의 치수기입 Chapter 01 기계설계의 기초

20 5. 표면거칠기 <표 1-12> 다듬질 기호에 대한 표면거칠기의 표준수열 Chapter 01 기계설계의 기초

21 <표 1-13> 용도에 따른 표면거칠기의 기준 – (1)
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22 <표 1-13> 용도에 따른 표면거칠기의 기준 – (2)
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23 1-3 ≫ 단 위 1. 단위계 (1) 단위(單位 ; unit)  물리량을 수치로 나타내기 위한 비교 기준
1-3 ≫ 단 위 1. 단위계 (1) 단위(單位 ; unit)  물리량을 수치로 나타내기 위한 비교 기준 ① 절대단위(絶對單位) : 길이, 질량, 시간을 기본단위로 한 유도 단위 ▪ 물리학계에서 널리 사용 ▪ 길이 [m], 질량 [kg], 시간 [s]을 기본으로 한 MKS 단위계 ▪ 길이 [cm], 질량 [g], 시간 [s]을 기본으로 한 CGS 단위계 Chapter 01 기계설계의 기초

24 2. SI 단위 (1) SI 기본단위 (2) SI 보조단위 (4) SI 접두어 (5) 기계설계에 사용되는 SI 단위
② 중력단위(重力單位) : 힘이 기본량이고, 중력은 기본단위 ▪ 공학계(공학단위계)에서 널리 사용 ▪ 길이, 무게, 시간을 기본으로 하는 단위 2. SI 단위 (1) SI 기본단위 ▪ SI 단위(international system of units) : 국제표준화기구(ISO)에서 제정한 단위 (2) SI 보조단위 (4) SI 접두어 (5) 기계설계에 사용되는 SI 단위 Chapter 01 기계설계의 기초

25 <표 1-20> SI, CGS계 및 공학단위계의 대조표
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26 (6) 단위의 환산 ① 힘(force) Chapter 01 기계설계의 기초

27 ② 응력 및 압력 ③ 일 및 모멘트 ④ 각속도 및 원주속도 Chapter 01 기계설계의 기초

28 ⑤ 일률(공률) 및 동력 Chapter 01 기계설계의 기초