각종 기구 설계 요구 문제의 결정사항에 따라 부품을 설계하고 조립하여 가상 기구를 구성하는 내용을 다루었으며 또한 그 내용을 따라하도록 하고 나서 설계조건에 맞게 기구가 설계되었는지 검증하는 내용을 비교적 자세하게 다루었다. 즉, PBL(Problem Based Learning) 기법에 의해 각종 기구를 설계하는 과정 및 해결 방법을 충분히 이해하도록 구성하며 구성한 기구 설계의 정확성을 검증하는 방법 등을 제공함으로써 기구 설계의 해결 과정과 정확성을 강조하고자 하였다. 마지막으로 자율 학습 문제를 자기 주도적으로 해결해 보게 함으로써 내용을 완전히 이해했는지에 대한 판단을 하고 부족한 부분을 전문가의 조언을 듣거나 자율문제 답안을 통해 자기 스스로 해결할 수 있도록 하게 함으로써 Flipped Learning의 큰 그림을 바탕에 깔고 구성하고자 하였다.

제Ⅰ단원 기어 기구 설계 제1장 스퍼 기어 기구 15 1.1 문제 15 1.2 부품 준비 16 1.2.1 부품 사양 결정 16 1.2.2 모듈 2의 부품 형상모델링 17 1.2.3 모듈 5의 부품 형상모델링 23 1.3 단순 변속 기구1 설계 26 1.3.1 설계 사양 26 1.3.2 기구 구성 27 1.3.3 기구 모션 시뮬레이션 30 1.4 단순 변속 기구2 설계 34 1.4.1 설계 사양 34 1.4.2 기구 구성 34 1.4.3 기구 모션 시뮬레이션 36 1.5 단순 변속 기구3 설계 40 1.5.1 설계 사양 40 1.5.2 기구 구성 40 1.5.3 기구 모션 시뮬레이션 42 1.6 단순 변속 기구4 설계 46 1.6.1 설계 사양 46 1.6.2 기구 구성 47 1.6.3 기구 모션 시뮬레이션 49 1.7 자율 평가 문제 53 자율 평가 결과 점검표 54 제2장 베벨 기어 기구 55 2.1 문제 55 2.2 부품 준비 56 2.2.1 부품 사양 결정 56 2.2.2 큰 기어 부품 형상모델링 58 2.2.3 작은 기어 부품 형상모델링 68 2.3 감속비 2의 베벨기어 기구 설계 70 2.3.1 설계 사양 70 2.3.2 기구 구성 71 2.3.3 기구 모션 시뮬레이션 73 2.4 감속비 1.8의 베벨기어 기구 설계 74 2.4.1 설계 사양 74 2.4.2 기구 구성 75 2.4.3 기구 모션 시뮬레이션 77 2.5 감속비 1.6의 베벨기어 기구 설계 78 2.5.1 설계 사양 78 2.5.2 기구 구성 79 2.5.3 기구 모션 시뮬레이션 81 2.6 자율 평가 문제 83 자율 평가 결과 점검표 84 제3장 랙과 피니언 기구 85 3.1 문제 85 3.2 부품 준비 86 3.2.1 부품 사양 결정 86 3.2.2 부품 형상모델링 87 3.3 크랭크 1회전당 100㎜ 직선 이동 기구 설계 88 3.3.1 설계 사양 88 3.3.2 기구 구성 89 3.3.3 기구 모션 시뮬레이션 91 3.4 크랭크 1회전당 150㎜ 직선 이동 기구 설계 94 3.4.1 설계 사양 94 3.4.2 기구 구성 94 3.4.3 기구 모션 시뮬레이션 97 3.5 크랭크 1회전당 200㎜ 직선 이동 기구 설계 99 3.5.1 설계 사양 99 3.5.2 기구 구성 100 3.5.3 구동 시뮬레이션 102 3.6 자율 평가 문제 105 자율 평가 결과 점검표 106 제4장 중심 고정 기어 트레인 기구 107 4.1 단순 3트레인 기어 기구 설계 107 4.1.1 문제 107 4.1.2 부품 준비 108 4.1.3 기구 구성 111 4.1.4 기구 모션 시뮬레이션 114 4.2 복합 기어 트레인 기구 설계 117 4.2.1 문제 117 4.2.2 부품 준비 117 4.2.3 기구 구성 121 4.2.4 기구 모션 시뮬레이션 127 4.3 자율평가 문제 131 자율 평가 결과 점검표 132 제5장 유성 기어 트레인 기구 133 5.1 문제 133 5.2 부품 준비 134 5.2.1 부품 사양 결정 134 5.2.2 부품 형상모델링 138 5.3 감속비 3.12 기구 설계 152 5.3.1 기구 구성 152 5.3.2 기구 모션 시뮬레이션 155 5.4 감속비 5.1 기구 설계 159 5.4.1 기구 구성 159 5.4.2 기구 모션 시뮬레이션 162 5.5 감속비 9 기구 설계 166 5.5.1 기구 구성 166 5.5.2 기구 모션 시뮬레이션 169 5.6 감속비 45 기구 설계 172 5.6.1 부품 사양 변경 172 5.6.2 기구 구성 174 5.6.3 기구 모션 시뮬레이션 174 5.7 자율 평가 문제 179 자율 평가 결과 점검표 180 제Ⅱ단원 링크 기구 설계 제1장 4절 링크 기구 183 1.1 문제 183 1.2 부품 준비 184 1.2.1 부품 사양 결정 184 1.2.2 부품 형상모델링 190 1.3 레버 크랭크 기구 설계 192 1.3.1 기구 구성 192 1.3.2 기구 모션 시뮬레이션 195 1.4 양 크랭크 기구 설계 200 1.4.1 기구 구성 200 1.4.2 기구 모션 시뮬레이션 201 1.5 양 레버 기구 설계 203 1.5.1 기구 구성 203 1.5.2 기구 모션 시뮬레이션 204 1.6 자율 평가 문제 207 자율 평가 결과 점검표 208 제2장 슬라이더 크랭크 기구 209 2.1 문제 209 2.2 부품 준비 209 2.2.1 부품 사양 결정 209 2.2.2 부품 형상모델링 213 2.3 왕복 슬라이더 크랭크 기구 설계 214 2.3.1 기구 구성 214 2.3.2 기구 모션 시뮬레이션 218 2.4 회전 슬라이더 크랭크 기구 설계 222 2.4.1 이론적 고찰 222 2.4.2 기구 구성 223 2.4.3 기구 모션 시뮬레이션 227 2.5 요동 슬라이더 크랭크 기구 설계 232 2.5.1 이론적 고찰 232 2.5.2 기구 구성 233 2.5.3 기구 모션 시뮬레이션 236 2.6 자율 평가 문제 241 자율 평가 결과 점검표 242 제3장 2중 크랭크-레버 기구 243 3.1 문제 243 3.2 부품 준비 243 3.2.1 부품 사양 결정 243 3.2.2 부품 형상모델링 245 3.3 기구 구성 248 3.3.1 부품 조립 248 3.3.2 초기 위치 설정 254 3.3.3 기구 저장하기 254 3.4 기구 모션 시뮬레이션 255 3.4.1 모션 조건 설정 255 3.4.2 시뮬레이션 결과 256 3.4.3 결과 고찰 257 3.4.4 동영상 저장하기 258 3.5 자율 평가 문제 259 자율 평가 결과 점검표 260 제4장 왕복 양 슬라이더 크랭크 기구 261 4.1 문제 261 4.2 부품 준비 261 4.2.1 부품 사양 결정 261 4.2.2 부품 형상모델링 262 4.3 기구 구성 264 4.3.1 부품 조립 264 4.3.2 기구 저장하기 266 4.4 기구 모션 시뮬레이션 267 4.4.1 모션 조건 설정 267 4.4.2 시뮬레이션 결과 268 4.4.3 결과 고찰 271 4.4.4 동영상 저장하기 271 4.5 자율 평가 문제 272 자율 평가 결과 점검표 273 제5장 고정 양 슬라이더 기구 274 5.1 문제 274 5.2 부품 준비 274 5.2.1 부품 사양 결정 274 5.2.2 부품 형상모델링 275 5.3 기구 구성 277 5.3.1 부품 조립 277 5.3.2 기구 저장하기 279 5.4 기구 모션 시뮬레이션 279 5.4.1 모션 조건 설정 279 5.4.2 시뮬레이션 결과 280 5.4.3 결과 고찰 281 5.4.4 동영상 저장하기 281 5.5 자율평가 문제 282 자율 평가 결과 점검표 283 제Ⅲ단원 캠 기구 설계 제1장 변위 선도에 의한 캠 설계 287 1.1 문제 287 1.2 등감가속도 운동 변위 선도에 의한 캠 설계 287 1.2.1 부품 사양 결정 287 1.2.2 부품 형상모델링 290 1.2.3 캠 설계 기구 구성 292 1.2.4 설계 캠 생성 294 1.2.5 설계 캠 기구 시뮬레이션 298 1.3 단순조화 운동 변위 선도에 의한 캠 설계 301 1.3.1 부품 사양 결정 301 1.3.2 부품 형상모델링 303 1.3.3 기구 구성 303 1.3.4 설계 캠 생성 303 1.3.5 설계 캠 기구 시뮬레이션 305 1.4 사이클로이드 운동 변위 선도에 의한 캠 설계 307 1.4.1 부품 사양 결정 307 1.4.2 부품 형상모델링 309 1.4.3 기구 구성 309 1.4.4 설계 캠 생성 310 1.4.5 설계 캠 기구 시뮬레이션 311 1.5 캠의 속도에 대한 비교 고찰 314 1.5.1 저속에 대한 비교 고찰 314 1.5.2 고속에 대한 비교 고찰 318 1.5.3 종합 비교 고찰 321 1.6 자율 평가 문제 322 자율 평가 결과 점검표 323 제2장 원판 캠 기구 324 2.1 문제 324 2.2 부품 준비 324 2.2.1 부품 사양 결정 324 2.2.2 부품 형상모델링 326 2.3 한 방향 기구 설계 329 2.3.1 기구 구성 329 2.3.2 기구 모션 시뮬레이션 331 2.4 양 방향 기구 설계 334 2.4.1 기구 구성 334 2.4.2 기구 모션 시뮬레이션 335 2.5 자율 평가 문제 338 자율 평가 결과 점검표 339 제3장 삼각 캠 기구 340 3.1 문제 340 3.2 부품 준비 341 3.2.1 부품 사양 결정 341 3.2.2 부품 형상모델링 342 3.3 기구 구성 344 3.3.1 부품 조립 344 3.3.2 저장하기 347 3.4 기구 모션 시뮬레이션 347 3.4.1 모션 조건 설정 347 3.4.2 시뮬레이션 결과 349 3.5 자율 평가 문제 351 자율 평가 결과 점검표 352 제4장 정면 캠 기구 353 4.1 문제 353 4.2 부품 준비 354 4.2.1 부품 사양 결정 354 4.2.2 부품 형상모델링 355 4.3 기구 구성 357 4.3.1 부품 조립 357 4.3.2 저장하기 358 4.4 기구 모션 시뮬레이션 359 4.4.1 모션 조건 설정 359 4.4.2 시뮬레이션 결과 360 4.4.3 결과 고찰 361 4.4.4 동영상 저장하기 361 4.4 자율 평가 문제 362 자율 평가 결과 점검표 363 제5장 역 캠 기구 364 5.1 문제 364 5.2 부품 준비 365 5.2.1 부품 사양 결정 365 5.2.2 부품 형상모델링 365 5.3 기구 구성 367 5.3.1 부품 조립 367 5.3.2 저장하기 368 5.4 기구 모션 시뮬레이션 368 5.4.1 모션 조건 설정 368 5.4.2 시뮬레이션 결과 370 5.4.3 결과 고찰 371 5.4.4 동영상 저장하기 371 5.5 자율 평가 문제 372 자율 평가 결과 점검표 373 제6장 원통 캠 기구 374 6.1 문제 374 6.2 부품 준비 375 6.2.1 부품 사양 결정 375 6.2.2 부품 형상모델링 376 6.3 기구 구성 378 6.3.1 부품 조립 378 6.3.2 저장하기 380 6.4 기구 모션 시뮬레이션 381 6.4.1 모션 조건 설정 381 6.4.2 시뮬레이션 결과 382 6.4.3 결과 고찰 383 6.4.4 동영상 저장하기 383 6.5 자율 평가 문제 384 자율 평가 결과 점검표 385 제7장 단면 캠 기구 386 7.1 문제 386 7.2 부품 준비 387 7.2.1 부품 사양 결정 387 7.2.2 부품 형상모델링 388 7.3 기구 구성 390 7.3.1 부품 조립 390 7.3.2 저장하기 392 7.4 기구 모션 시뮬레이션 392 7.4.1 모션 조건 설정 392 7.4.2 시뮬레이션 결과 394 7.4.3 결과 고찰 395 7.4.4 동영상 저장하기 395 7.5 자율 평가 문제 396 자율 평가 결과 점검표 397 제Ⅳ단원 특수 운동 기구 설계 제1장 링크 평행 운동 기구 401 1.1 Hart's parallel 기구 401 1.1.1 문제 401 1.1.2 부품 준비 402 1.1.3 기구 구성 405 1.1.4 기구 모션 시뮬레이션 409 1.2 Bricard's parallel 기구 413 1.2.1 문제 413 1.2.2 부품 준비 414 1.2.3 기구 구성 418 1.2.4 기구 모션 시뮬레이션 423 1.3 Hiscox's parallel 기구 425 1.3.1 문제 425 1.3.2 부품 준비 426 1.3.3 기구 구성 431 1.3.4 기구 모션 시뮬레이션 437 1.4 자율평가 문제 440 자율 평가 결과 점검표 442 제2장 기어에 의한 평행 운동 기구 443 2.1 문제 443 2.2 외접 기어 트레인에 의한 평행 운동 기구 설계 444 2.2.1 부품 준비 444 2.2.2 기구 구성 447 2.2.3 기구 모션 시뮬레이션 451 2.3 내접 기어 장치에 의한 평행 운동 기구 설계 455 2.3.1 부품 준비 455 2.3.2 기구 구성 457 2.3.3 기구 모션 시뮬레이션 460 2.4 자율평가 문제 463 자율 평가 결과 점검표 464 제3장 제네바 기구 465 3.1 문제 465 3.2 부품 준비 466 3.2.1 이론적 고찰 466 3.2.2 부품 사양 결정 468 3.2.3 부품 형상모델링 469 3.3 기구 구성 471 3.3.1 부품 조립 471 3.3.2 기구 저장하기 472 3.4 기구 모션 시뮬레이션 472 3.4.1 모션 조건 설정 472 3.4.2 시뮬레이션 결과 473 3.4.3 결과 고찰 474 3.4.4 동영상 저장하기 474 3.5 자율평가 문제 475 자율 평가 결과 점검표 476 제4장 조인트 기구 476 4.1 유니버셜 조인트 기구 477 4.1.1 문제 477 4.1.2 부품 준비 478 4.1.3 기구 구성 479 4.1.4 기구 모션 시뮬레이션 482 4.2 볼 소켓 조인트 기구 486 4.2.1 문제 486 4.2.2 부품 준비 487 4.2.3 기구 구성 488 4.2.4 기구 모션 시뮬레이션 489 4.3 자율평가 문제 492 자율 평가 결과 점검표 493 제5장 평 벨트 풀리 기구 494 5.1 문제 494 5.2 부품 준비 495 5.3 기구 구성 498 5.4 기구 모션 시뮬레이션 501 5.4.1 모션 조건 설정 501 5.4.2 시뮬레이션 결과 502 5.4.3 결과 고찰 502 5.4.4 동영상 저장하기 503 5.5 자율평가 문제 504 자율 평가 결과 점검표 505 제6장 좌표형 운동변환 기구 506 6.1 3축의 직교 좌표형 운동변환 기구 설계 506 6.1.1 문제 506 6.1.2 부품 준비 507 6.1.3 기구 구성 510 6.1.4 기구 모션 시뮬레이션 512 6.2 2축의 원통 좌표형 운동변환 기구 515 6.2.1 문제 515 6.2.2 부품 준비 516 6.2.3 기구 구성 519 6.2.4 기구 모션 시뮬레이션 520 6.3 3축의 관절형 운동 변환 기구 525 6.3.1 문제 525 6.3.2 부품 준비 525 6.3.3 기구 구성 529 6.3.4 기구 모션 시뮬레이션 531 6.4 자율평가 문제 535 자율 평가 결과 점검표 536 제Ⅴ단원 메카트로닉스용 기구 설계 제1장 랙과 피니언 응용 평행 개폐형 로봇 핸드 539 1.1 문제 539 1.2 부품 준비 540 1.2.1 기구 사양 540 1.2.2 부품 형상모델링 542 1.3 기구 구성 548 1.3.1 부품 조립 548 1.3.2 저장하기 556 1.4 기구 모션 시뮬레이션 557 1.4.1 모션 조건 설정 557 1.4.2 시뮬레이션 결과 558 1.4.3 결과 고찰 559 1.4.4 동영상 저장하기 559 제2장 링크 기구 응용 자동차 와이퍼 560 2.1 문제 560 2.2 부품 준비 560 2.2.1 부품 사양 결정 560 2.2.2 부품 형상모델링 565 2.3 기구 구성 572 2.3.1 부분 기구 조립 572 2.3.2 와이퍼 기구 조립 574 2.3.3 저장하기 581 2.4 기구 모션 시뮬레이션 581 2.4.1 모션 조건 설정 582 2.4.2 시뮬레이션 결과 583 2.4.3 결과 고찰 585 2.4.4 동영상 저장하기 586 제3장 캠 기구 응용 스탬프 기구 587 3.1 문제 587 3.2 부품 준비 587 3.2.1 기구 사양 587 3.2.2 부품 형상모델링 588 3.3 기구 구성 592 3.3.1 부품 조립 592 3.3.2 초기 위치 결정과 저장하기 595 3.4 기구 모션 시뮬레이션 595 3.4.1 모션 조건 설정 595 3.4.2 시뮬레이션 결과 597 3.4.3 결과 고찰 598 3.4.4 동영상 저장하기 598 제4장 제네바 기구 응용 간헐 컨베이어 599 4.1 문제 599 4.2 부품 준비 599 4.2.1 기구 사양 599 4.2.2 부품 형상모델링 601 4.3 기구 구성 603 4.3.1 부품 조립 603 4.3.2 저장하기 606 4.4 기구 모션 시뮬레이션 607 4.4.1 모션 조건 설정 607 4.4.2 시뮬레이션 결과 608 4.4.3 결과 고찰 609 4.4.4 동영상 저장하기 609 제5장 직교 좌표 기구에 의한 글자 쓰기 610 5.1 문제 610 5.2 제어 준비 611 5.2.1 제어 사양 결정 611 5.2.2 이론에 근거한 X축과 Y축의 증분 데이터 612 5.2.3 기구의 초기 위치 선정 616 5.3 기구 모션 시뮬레이션 616 5.3.1 모션 조건 설정 616 5.3.2 시뮬레이션 결과 618 5.3.3 동영상 저장하기 619 부록 621 1. 자율 평가 문제 답안 622 2. 유성 기어 감속기에서의 기어 잇수 결정표 656 3. 좌표형 운동 변환 기구 668