기계요소설계는 로봇, 자동차, 항공기, 선박을 비롯한 각종 기계장치의 설계 및 장치 제작에 있어서 기본이 되는 매우 광범위한 학문분야이다. 여러 종류의 서적을 이용하여 기계설계를 공부하고 학부생을 교육하였으나 대부분의 교재들이 교육용으로는 다루는 내용이 너무 많고 지나치게 상세하게 기술된 부분도 있어 학생들이 제한된 시간 내에 소화하기에는 어려움이 있었다. 이런 이유로 다양한 교재를 검토하여 연구하였으나 각 교재들 마다 장점과 단점을 다양하게 가지고 있어 기계설계를 이해하고 활용하기에 충분한 교과서로 활용할 수 없었기에 보다 개념을 이해하기 쉽고 핵심점인 내용으로 축약된 간편한 교재를 집필할 필요성을 느끼게 되었다. 이에 저자는 국내 ? 외 기계설계 교재들을 참고하고 우리 기계공학도들에게 꼭 필요한 내용을 선택하여 다루기에 편리한 교과서로 만들고자 노력하였다.

본 도서는 1장에서는 기계설계의 기초 지식 습득을 위해 기계, 하중, 일, 일률, 기계적 성질과 재료의 파단에 대해 기술하였다. 또한 중?후반부에서는 나사, 볼트, 너트, 리벳, 용접, 축과 키, 마찰차, 기어, 벨트, 스프링 등에 대해 다루었으며 부록에서는 요소 설계 연구사례(제설기 설계), 각종단위 및 단위환산표, 기계설계에서 자주 다루는 삼각함수 공식 등에 관하여 수록하였다. 이를 통하여 각종 기계 및 기계장치의 설계/제작을 수행하고자 하는 기계공학도들이 설계 및 계산 등에 대하여 보다 충실히 이해할 수 있으리라 믿는다.

집필과정에서 참고한 문헌의 저자들에게 감사드리며 교재의 뒷부분에 참고문헌 목록을 제시하였다. 마지막으로 기계요소설계 서적의 출판과 아울러 본 도서의 출간을 허락해주시고 편집을 위해 수고해 주신 복두출판사 대표 및 임직원 여러분께 진심으로 감사의 마음을 전한다.

2019년 1월 23일
저자

2002 서울대학교 재료공학부 (공학박사)
1993 ~ 2009 쌍용자동차 CAE팀 책임연구원
2009 ~ 2016 서정대학교 자동차과 교수
2016 ~ 現 동명대학교 메카트로닉스공학과 교수

1. 기계설계의 기초
1.1 기계와 요소의 정의
1.2 기계 설계
1.3 하중·일·일률
1.4 기계재료
1.5 재료의 기계적 성질
1.6 재료의 파단(=파괴)
1.7 자주 사용되는 물리량과 단위

2. 나사?볼트?너트
2.1 나사(Screw)
2.2 볼트와 너트(bolt & nut)

3. 리벳?용접
3.1 리벳의 설계
3.2 용접

4. 축과 키의 설계
4.1 축 설계 시 고려 사항
4.2 강도에 의한 축의 지름 설계
4.3 강성에 의한 축의 지름 설계
4.4 축의 위험속도
4.5 키의 설계

5. 마찰차
5.1 미끄럼접촉과 구름접촉
5.2 구름접촉 기구의 조건
5.3 각속도비가 일정한 구름접촉
5.4 마찰차(friction wheel)
5.5 홈 마찰차(grooved friction wheel)
5.6 타원 차
5.7 무단변속기

6. 기어 설계
6.1 기어의 각 부분 정의
6.2 기어의 이 크기를 표시하는 방법
6.3 기어의 치형 곡선(齒形 曲線)
6.4 기어의 압력각도 및 치형의 간섭
6.5 기어의 종류
6.6 표준 스퍼 기어의 계산 공식
6.7 헬리컬 기어의 잇수 계산 공식

7. 기어 트레인
7.1 일반(보통) 기어장치(ordinary gear train)
7.2 복식 기어장치(compound gear train)
7.3 유성기어장치(plenary gear train)

8. 벨트?체인?로프
8.1 평벨트(flat belt) 전동
8.2 V-벨트 전동
8.3 체인과 로프(chain&rope)전동

9. 스프링
9.1 스프링의 기능과 종류
9.2 스프링의 설계

10. 브레이크
10.1 브레이크의 종류
10.2 브레이크 압력과 용량