기계의 이해

1 .기계 요소의 종류와 동작

1)기계의 생활

(1)기계의 발달

:나무, 돌 → 지렛대 쐐기 ,축과 바퀴 → 방적기, 방직기 →증기기관 →수송기계→내연기관 →컴퓨터

(2)기계요소

ⓐ결합용 기계요소(두 부품 결합) : 나사, 핀, 키, 리벳

ⓑ축용 기계요소(축과 축지지) : 축, 베어링

ⓒ동력전달용 기계요소 (회전이나 운동을 전달할 때)

:기어, 체인, 벨트, 캠, 링크

ⓓ관용 기계요소(기체나 액체 운반)

:파이브,파이브 이음, 밸브

ⓔ기타 기계요소(충격흡수 감소 또는 정지)

:스프링,브레이크

(3)기계

:기계요소가 사람의 손이나 동력장치를 이용하여 어떠한 상호 작용으로 작업을 하게 되는 것

(4)기계의 구성

1. 동력을 받아들이는 부분 : 자전거 페달

2. 동력을 전달하는 부분 : 체인, 스프로킷

3. 동력을 받아 일을 하는 부분: 앞,뒤 허브 축 및 바퀴

4. 부품을 고정하거나 지탱하는 부분: 나사, 프레임(파이브)

 

2)자전거와 기계요소

(1)자전거의구성

(2) 자전거의 구조
① 차체부분 ： 포크, 몸체 ,파이프
② 동력전달부분 ： 페달, 크랭크, 크랭크축, 스프로킷,
체인, 허브 축
③ 제동부분：브레이크, 브레이크 레버, 브레이크 와이어
④ 차륜부분 ： 림, 스포크, 타이어
⑤ 조향부분 ： 핸들, 핸들 포스트
⑥ 기타 부속 부분：안장, 받침대

 

3) 자전거의 기계요소

(1) 결합용 기계요소
① 나사
㉠ 나사산 - 볼록 나온 부분
나사골 - 오목하게 들어간 홈
㉡ 수나사 - 원통의 표면에 나사를 새긴 것(볼트)
암나사 - 구멍의 안쪽에 나사를 새긴 것(너트)
㉢ 피치 - 나사산에서 다음 나사산까지의 거리
㉣ 리드 - 나사가 한바퀴돌 때 움직인 거리
㉤ 조여지는 방향에 따라：오른나사, 왼나사
㉦ 나사산의 모양에 따라 ： 삼각나사(볼트, 너트), 사각나사(기계바이스), 둥근나사(백열전구의 접속부)
㉧ 작은 나사 - 장난감이나 가정용품 등에서 쉽게 보는호칭치수 8mm이하인 나사
㉥ 호칭치수 - 나사의 크기를 나타내는 수나사의 바깥지름

③ 키：마찰차나 기어, 핸들 등의 부품을 축에 고정시켜 축의 회전력을 미끄럼 없이 전달시킬 때 사용되는 일종의 쐐기

(2) 축용 기계요소
① 축：원통모양으로 된 회전체의 중심막대, 크랭크축
(페달과 연결되어 왕복운동을 회전운동으로 바꿈),허브 축(앞바퀴, 뒷바퀴)
② 베어링：회전축 지지, 마찰저항을 줄여 원활하게 회전하게끔 도와줌
▪미끄럼 베어링 - 면접촉에 의해 축지지, 저속회전하며 큰 힘이 작용하는 부분에 적합
▪구름 베어링 - 선 접촉에 의해 축지지, 고속 회전하는 부분에 적합(볼 베어링, 롤러 베어링)

(3) 관용 기계요소
① 관：자전거 프레임, 구조물의 뼈대
▪물, 증기, 가스 등의 유체 수송
② 관이음쇠 - 관연결 또는 방향 바꿈
▪밸브, 콕 - 유체의 양이나 압력 조절

(4) 동력 전달 기계요소
① 마찰차 전동：두 개의 바퀴를 직접 접촉시키고 그 접촉면의 마찰력에 의하여 회전운동을 전달
▪장점：변속장치이용가능.
▪단점：약간의 미끄럼, 정확한 회전운동, 큰 동력에는 부적합.

② 기어 전동：한 쌍의 바퀴 둘레에 이를 만들고, 이 두바퀴의 이가 서로 맞물려서 회전운동을 전달
▪장점：전동 확실, 큰 내구성, 잇수 바꿈에 따라 회전수 바꾸기.
▪단점：두 축간 거리가 짧다.

③ 벨트 전동：두 개의 벨트 풀리에 벨트를 감아 벨트와풀리 사이의 마찰력으로 회전 운동전달.
▪두 축 사이의 거리가 멀 때 이용, 큰 동력이나 정확한 회전이 필요하지 않을 시 사용벨트 전동

④ 체인 전동：스프로킷의 이에 체인을 한마디씩 물리게하여 회전운동을 전달하는 장치
▪장점：미끄럼 없이 큰 동력 전달
▪단점：소음과 진동 발생, 축간 거리 짧음, 고속회전부적합

⑤ 캠 장치：회전운동을 왕복운동으로 바꾸어 주는 장치

⑥ 링크 장치：길이가 다른 몇 개의 막대(링크)를 연결하여 주동절의 운동을 종동절에서 여러 가지 형태로바꾸어서 전달
예) 자전거 페달, 재봉틀 발판을 밟는 운동, 피스톤의 직선왕복운동

(5) 기타
① 스프링 ： 진동이나 충격흡수(완충)
▪원래의 상태로 되돌려주는 역할
▪에너지를 축적하여 동력원으로 사용(시계, 태엽)
▪판스프링, 코일 스프링(자전거 안장, 스탠드), 나선형 스프링

② 브레이크：기계의 회전속도 감소, 혹은 회전 정지
㉠ 블록브레이크 - 브레이크 드럼을 브레이크 블록으로 눌러 붙여 제동

㉡띠 브레이크 - 브레이크 드럼에 띠를 감아서 드럼과띠 사이의 마찰력으로 제동
㉢원판 브레이크 - 축과 함께 회전하는 브레이크 원판과 브레이크 패드 사이의 마찰력으로 제동

▪동력전달과정
：발의 힘 → 페달, 크랭크 → 큰 스프로킷, 체인, 작은스프로킷 → 뒤허브 → 뒷바퀴 → 주행
▪제동전달과정
：손 → 브레이크 레버 → 브레이크 와이어 → 앞 브레이크, 뒷 브레이크 → 정지
▪기어비
：체인 스프로킷과 뒤차축 스프로킷의 치수비

(2) 점검 및 정비
㉠ 핸들：풀리지 않았는지 확인, 앞포크에 직각으로 조정(핸들각도가 앞바퀴에 수직)
㉡ 타이어：공기가 충분한 지 눌러보기, 땅바닥과 10cm정도 닿도록 압축공기 주입
㉢ 페달：크랭크 축에 고정되어 있는지, 빠지지 않았는지
㉣ 체인：체인의 장력이 중앙부분에서 10∼20cm가 되는가

㉤ 링에 끼워진 살：구부러지거나 빠진 것 없는지
㉥ 발전기：흔들림 없이 잘 부착되어있는지
㉦ 안장：높이가 적절한지, 스프링 잘 고정되어있는지 확인
㉧ 브레이크：작동이 확실한지 확인, 조정나사를 돌려케이블 조정

2 간단한 운동 물체 만들기

1) 운동 물체의 구상
▪모형의 선택→전동장치의 결정→동력의 결정→구상도 그리기→제작도 그리기
① 모형의 선택 : 디딜방아
② 전동장치의 결정 : 캠의 회전운동을 왕복운동으로
③ 동력의 선택
▪두 개의 풀리 사이를 고무밴드로 연결, 주동절의 회전운동이 캠축이 있는 종동절로 전달되어 캠회전
▪주동절의 회전력얻는 방법: 손으로 직접 돌려서,고무동력이용, 모터연결이용
④ 구상도 그리기 : 등각 투상법으로 그림
⑤ 제작도 그리기 :정 투상법

2) 운동 물체의 제작
(1) 제작준비
① 부품도 그리기→② 재료표 작성하기→③ 제작 공정의 계획
(2) 제품 만들기

① 마름질하기→② 가공하기→③ 조립하기
(3) 제품의 검사

3) 모형엘리베이터 만들기
(1) 실습준비：제작도 그리기
(2) 공구 및 측정기
(3) 만드는 방법 및 순서
▪밑받침대와 엘리베이터 통로 벽 만들기
▪모형 엘리베이터 만들기
▪케이블 감는 롤러와 롤러 풀리 만들기
▪돌리개 풀리 만들기
▪무게 추 안내벽 만들기
▪무게 추 만들기
▪핸들(돌리개)만들기
▪조립하기

(4) 평가
4) 모형 컨베이어 벨트 만들기
(1) 실습준비：제작도 그리기
(2) 공구 및 측정기
(3) 만드는 방법 및 순서
▪밑 받침판 만들기
▪롤러 구동 기둥을 실톱으로 잘라 사포로 다듬기
▪롤러 구동 기둥 2개와 롤러 구동 끝 기둥 2개의 위에드릴로 구멍 뚫기
▪풀리만들기(전동기, 롤러용)
▪롤러 이동 기둥 2개에 드릴로 홈파기
▪황동철사 5개 자르기
▪롤러 5개의 중심에 드릴로 구멍 뚫어 황동철사꽂아축 고정
▪황동판 2개를 잘라 드릴로 구멍뚫고 전동기 지지대만들기
▪롤러 구동 기둥 지지대와 롤러 구동 끝 기둥 지지대를치수에 맞게 대고 못 박기
▪롤러 고정 기둥 붙이기
빈 음료수캔을 함석 가위로 오려 전동기 고정대를만든 후 전동기 고정
▪롤러 고정 기둥의 접착제가 굳으면 밑판 뒷면에 못 박아 고정
▪고무밴드를 전동기와 롤러에 끼우기
▪시험운전

Ⅳ. 컴퓨터와 생활
1 소프트웨어의 활용
1) 멀티미디어란 무엇인가
(1) 멀티미디어의 개념
① 멀티미디어란
：문자, 그림, 소리, 동영상, 애니메이션 등과 같은 멀티미디어 구성요소를 두 가지 이상 사용하고, 이를디지털 방식으로 변환하여 사용자에게 대화 형식으로 제공하는 것
② 멀티미디어의 구성요소
㉠ 문자자료(텍스트)
▪적은 정보량으로 많은 내용을 전달할 수 있음
▪효율적이고, 정보의 의미 정확히 전달
㉡ 그림자료(이미지)
㉢ 소리자료(사운드) ： 스피커를 통해 제공
㉣ 애니메이션：물체의 동작원리 설명할 때 효율적
㉤ 동영상 자료：다른 미디어에 비해 많은 메모리 필요

(2) 멀티미디어 컴퓨터
① 사운드 카드
：고품질 오디오를 제공하며 소리의 입력과 재생의 기능 수행한다
② 동영상 카드
：비디오 어댑터라고도 하며, 작업하는 내용을 모니터에 출력시켜주는 역할
③ CD-ROM
：레이저 빔을 이용하여 컴퓨터에서 만들어지는 각종 자료와 여러 가지 프로그램을 CD에 디지털 신호로 기록함

2) 그림 자료는 어떻게 만들까
(1) 그림 자료의 형식
① 비트맵 이미지
㉠ 픽셀(pixel)로 표현되며 픽셀 수가 많을수록 그림이 선명함
㉡ BMP, JPEG, PCX 등이 대표적
② 벡터 이미지
㉠ 그림의 크기를 확대하여도 거의 변하지 않음

 

<출처:네이버백과사전>