02. 기계운동의 원리<128p> 2-1. 우리생활과 기계 1

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1 02. 기계운동의 원리<128p> 2-1. 우리생활과 기계 1

2 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

3 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

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

5 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

6 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

7 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

8 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)

9 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

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

11 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

12 *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

13 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

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

15 5. 제어용 기계요소(139p). 기계의 움직임을 제어하는 장치

16 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)

17 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)

18 )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

19 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

20 )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

21 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

22 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

23 #.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..