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필자는 우리 기계 공학도와 현장 기술자들이 4차 산업혁명 시대, 기계 관련 산업을 주도적으로 이끌어가기 위한 4CM 통합 기술을 제안한 바 있다. 즉 CAD(설계, 해석), CAM(경로 생성), CNC(기계 구동), CAT(측정검사, 품질관리) 및 Maintenance(유지보수, 생산관리)의 4CM 기술을 통합적으로 운용하여 기계 관련 산업의 효율성을 강화할 필요가 있다는 것이다. 여기에 더하여 자동화 및 인공지능(AI) 기술을 융합한 스마트 융합 제조 기술로 변화 발전할 필요가 있을 것이다.
공학(머리)과 기술(손)은 창의적 설계에 기반한 숙련 기술의 접목이라는 점에서 스마트 융합 제조를 위한 핵심 도구라 생각된다. 세부적인 기술 항목으로 보면 [5축가공 기술]과 [CAD/CAM 기술] 등 지난 [공학과 기술 시리즈]에 연재하여 출간한 응용 기술과 더불어 이번 [기계설계 기술]은 세상을 풍요롭고 가치 있게 만드는 창의적 제품을 적은 비용으로 질 좋게 생산하기 위한 기본 기술 분야일 것이다.

1장에서는 기계설계 기술을 구현하기 위한 물리량과 단위 체계를 다루었다. 기계공학의 모든 분야가 물리량과 단위 체계로 기술되고 응용된다는 점에서 기본 개념을 충분히 숙지하고 공학적 문제정의에 접근해야 할 것이다. 2장에서는 체결용, 전동용, 축계, 완충 및 제동용, 관용 기계요소 등 기계요소 설계를 다룬다. 각 세부 요소 항목마다 기본 이론과 공식을 이해한 뒤 최근 10년간 국가기술자격시험에 기출된 문제를 중심으로 응용학습을 하도록 하였으며 문제 정의와 단위 통일, 공식에 대입 및 풀이와 같이 일관된 방향으로 문제 해결을 수행하도록 구성하였다. 3장에서는 축, 동력 전달 장치, 바이스 등 기계설계 실무 문제를 다루었다. 특히 기계설계기사 등 관련 국가기술자격 시험의 실기 문제도 해결할 수 있도록 구성하였다. 마지막 4장에서는 3장에서 다룬 예제를 대상으로 유한요소 해석을 통하여 설계적 접근과 해석적 접근을 병행할 수 있는 능력 배양에 중점을 두었다.

독자 제현께서 기계설계 기술을 활용하여 세상을 이롭게 하는 창의적 설계와 효율적 제조 업무를 수행하는데 작으나마 본서가 이바지하기를 바라며 늘 [공학과 기술] 시리즈에 관심을 가지고 응원해 주신 여러분께 감사의 말씀을 전한다.

원종식(한국폴리텍대학 교수)
25년 전 강의실의 맨 앞에서 호기심 어린 눈으로 기계설계 수업에 열중하던 저자가 생각난다. 그리스의 수학자인 피타고라스는 지혜(sophia)를 사랑(philos)하는 철학(philosophy)이라는 말을 만들었다. 새로운 학문에 대한 호기심이야 말로 빛나는 결과를 만드는 원천일것이다. 이번 학기를 마지막으로 30여년 정든 교단을 떠나면서“ 천천히, 그러나 정확하게” 인생을 설계하시길 바라는 마음으로 이 책을 추천한다.

김남진(국립제주대학교 교수)
이 책은 기계설계를 처음 접하는 학생들이 기본적인 물리량과 단위 개념을 잘 이해하고 정리할 수 있도록 쓰여 있다. 공학을 표현하는 도구인 물리량과 단위 개념을 이해하고 각각의 기계요소에 대한 기초 이론과 원리를 명확하게 파악한다면 실무적인 문제 해결 능력이 커지고 기계설계 전문가로 성장할 것이다.

조영태(국립창원대학교 교수)
설계 이론에 대한 이해를 바탕으로 기계설계 실무 문제와 유한요소 해석 기술을 함께 다루고 설계적, 해석적 접근을 병행함으로써 종합적인 설계 능력 함양에 도움을 줄 수 있는 책으로, 각 장의 특징별로 선택한다면 전문대학, 대학, 대학원 수업에도 쓰일 수 있고, 특히 현장의 설계 엔지니어에게도 참고할 만한 책으로 추천한다.

김해지(경상국립대학교 교수)
기계요소설계 이론을 정립한 후에 각각의 요소 하나하나마다 관련 문제를 제시하고 친절하게 해설한 책으로, 문제 풀이를 통하여 응용력을 높이고 이해력을 강화할 수 있도록 설계된 이론서이자 해설서이다. 이 책의 문제 해결 방식과 해설을 참고하되 독자 스스로 응용하여 학습해 나간다면 이 책에서 요구하는 최선의 결과를 얻을 것이다.

황영국(조선이공대학교 교수)
전문대학과 대학의 기계 관련 학과 수업에 적합하도록 구성되어 있으며, 특히 국가기술자격 시험을 준비하는 학생들에게 유익한 책이다. 이 책에 수록된 문제들을 풀어가는 동안 응용력과 문제 해결 능력이 커지고 설계 능력이 향상될 것이다. 현장 실무 기술자라면 이 책의 첫 장에서 마지막 장까지 단계적으로 학습함으로써 기계설계 이론과 응용 기술을 마스터할 수 있을 것이다.

이지웅(영남이공대학교 교수)
이 책의 [기계요소 설계] 편에는 기계 관련 산업기사와 기사 자격증 필기시험에 대비할 수 있도록 최근 기출문제 위주로 구성되어 있으며, [기계설계 실무] 편에는 현장 실무적인 문제뿐만 아니라 기계 관련 기사의 실기시험에 필요한 핵심 내용이 기술되어 있다. [유한요소 해석] 편에는 현장에서 꼭 필요한 설계 검증과 구조 해석 기술이 다루어져 있어, 각급 교육 기관에서 교육 목표에 맞게 챕터별로 선택, 활용해도 좋을 것이다.

강민석(한국폴리텍대학 교수)
CAD/CAM, CNC, 5축가공, 스마트팩토리, AI 등 스마트 융합 제조 기술자를 요구하는 4차 산업혁명의 물결 속에서 모든 생산, 제조의 기본 뿌리가 되는 공학적 사고와 기계요소에 대한 이해는 그 파도에 휩쓸리지 않고 나아가도록 도와주는 나침반이며, 창의적 설계 능력을 겸비한 스마트 융합 제조 기술자로 성장하는 첫걸음이 될 것으로 확신하며 이 책을 추천한다.

1. 물리량과 단위
　1.1 물리량과 단위 체계
　1.2 속도와 가속도
　1.3 질량과 힘
　1.4 응력과 변형률
　1.5 밀도와 비중량
　1.6 일과 열
　1.7 일률과 동력

2. 기계요소 설계
　2.1 기계설계 개론
　2.2 체결용 기계요소(나사, 리벳, 키, 코터, 핀)
　2.3 전동용 기계요소(기어, 마찰차, 벨트, 체인)
　2.4 축계 기계요소(축, 커플링, 베어링)
　2.5 완충 및 제동용 기계요소(스프링, 브레이크)
　2.6 관용 기계요소(관이음, 밸브)

3. 기계설계 실무
　3.1 축 설계 실무
　3.2 동력 전달 장치 01 설계 실무
　3.3 동력 전달 장치 02 설계 실무
　3.4 동력 전달 장치 03 설계 실무
　3.5 바이스 설계 실무

4. 유한요소 해석
　4.1 축 유한요소 해석
　4.2 동력 전달 장치 01 유한요소 해석
　4.3 바이스 유한요소 해석