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안녕하세요~ 저는 경북 안동시에 위치한 국립안동대학교 기계공학과에 재학중인 학생입니다. 이번학기에 수강하게 된 과목 중 '기계설계'라는 수업에서는 다양한 설계방법들을 배우고 실습하는데요, 이 과정에서 제가 직접 만들어보고 싶은 물건들이 생겨났습니다. 그래서 과제 겸 저의 취미생활겸 해서 간단한 모형을 제작해보았습니다.
저는 왜 하필이면 자동차 모형을 선택했을까요?
자동차모형을 선택한 이유는 여러가지가 있지만 첫번째로는 만들기 쉽고 두번째로는 실제로 굴러가는 장난감이기 때문입니다. 세번째로는 바퀴달린것이라면 뭐든 좋아하는 저의 취향이기도 합니다. 네번째로는 완성했을때 성취감이 크기 때문입니다. 다섯번째로는 친구들에게 자랑하기 좋기 때문입니다. 여섯번째로는 나중에 졸업작품전에 전시하기도 좋을 것 같아서 입니다. 일곱번째로는 다른사람들에게도 도움이 될만한 내용이라서 입니다. 여덟번째로는 학교안에서만 놀수있는건 아니기 때문입니다. 아홉번째로는 그냥 만들고 싶어서 입니다. 열번째로는 돈이 적게 들기 때문입니다.
제가 만든 자동차 모형은 어떤 원리로 움직일까요?
일단 간단하게 설명하자면 모터(motor) -> 기어(gear) -> 체인(chain) -> 풀리(pulley) -> 스프라켓(sprakeet) -> 크랭크(crank) -> 피스톤(piston) -> 실린더(cylinder) -> 밸브(valve) -> 캠(cam) -> 로터(rotor) -> 벨트(belt) -> 타이어(tire) 의 순서로 움직이게 됩니다. 위 사진처럼 생긴 부품들이 각각 연결되어있는데요, 하나하나씩 살펴보도록 하겠습니다.
모터 (motor)
바퀴를 돌려주는 장치로써 우리가 알고있는 선풍기나 에어컨 등 대부분의 전자제품에 들어가는 부품입니다. 회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 역할을 하고있습니다.
기어 (gear)
회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 톱니바퀴라고 생각하면 이해하기 쉽습니다. 큰 힘을 전달하거나 작은 힘을 전달해야될 때 주로 사용됩니다.
체인 (chain)
큰힘을 전달하고자 할 때 사용되는 방식입니다. 2개 이상의 기어를 서로 맞물려 동력을 전달하며 효율이 높은 편입니다.
풀리 (pulley)
작은 힘을 전달하고자 할 때 사용되는 방식입니다. 축 방향으로는 일정한 힘을 전달하지만 왕복 운동 시에는 속도비가 달라지게 됩니다.
스프라켓 (sprakeet)
크랭크축으로부터 구동력을 받아 미끄럼 마찰차 또는 구름마찰차로서 회전시키는 부분입니다. 변속장치로도 많이 사용되고 있으며 자전거에서도 자주 볼 수 있습니다.
크랭크 (crank)
동력을 전달하는 곳으로써 엔진 내부에서 연료 폭발시 발생하는 에너지를 이용하여 피스톤을 밀어내는 역할을 합니다.
피스톤 (piston)
엔진내부에서 연소가스를 압축시켜 압력을 높이는 역할을 합니다.
실린더 (cylinder)
피스톤이 들어있는 공간이며 가스를 압축시킵니다.
밸브 (valve)
연료 및 공기의 흐름을 조절하는 통로역할을 합니다.
캠 (cam)
구동부로부터 받은 토크를 감속시키고 이를 다시 증폭시켜서 출력측으로 전달하는 역할을 합니다.
로터 (rotor)
벨트와의 접촉면 사이에서 생기는 마찰열을 제거하면서 동시에 회전체로서의 역할을 수행합니다.
벨트 (belt)
미끄럼 마찰차 혹은 구름마찰차라고도 하며 전동체끼리 미끄러지면서 움직이는 구조입니다.
타이어 (tire)
주행용구동의 최종단계이자 노면과의 충격을 흡수하는 역할을 합니다.