[9급 서울시 기계설계] 19년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

축방향 하중은 $Q$, 리드각은 $\alpha$, 마찰각은 $\rho$라고 하고 자리면의 마찰은 무시한다. 사각 나사를 풀 때 필요한 회전력($P'$)을 표현한 식으로 가장 옳은 것은?

$Q\tan(\rho-\alpha)$

$Q\sin(\rho-\alpha)$

$Q\tan(\alpha-\rho)$

$Q\sin(\alpha-\rho)$

사각 나사의 리드각을 $\beta$, 마찰각을 $\rho$라고 할 때, 사각 나사가 자립되는 한계 조건에서 나사의 효율은?

$\dfrac{\tan 2\beta}{\tan\beta}$

$\dfrac{\tan\rho}{\tan\beta+\tan\rho}$

$\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{2}\tan^{2}\beta$

$\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{2}\tan^{2}\beta$

키가 전달시킬 수 있는 회전토크가 $T$이고, 키의 폭이 $b$, 키의 높이가 $h$, 키의 길이가 $l$인 경우, 키에 발생하는 압축응력은? (단, 키홈의 깊이는 키의 높이 $h$의 절반이다.)

$\dfrac{4T}{hld}$

$\dfrac{2T}{hld}$

$\dfrac{4Th}{ld}$

$\dfrac{2Th}{ld}$

180kN의 인장력이 작용하고 있는 양쪽 덮개판 맞대기 이음에서 리벳의 단면적이 100mm2이고 리벳의 허용 전단응력이 250N/mm2라면 리벳은 최소 몇 개가 필요한가? (단, 1열 리벳이음으로 가정한다.)

4개

6개

8개

10개

양단에 단순 지지된 중실축 중앙에 한 개의 회전체가 설치되어 있다. 축의 길이와 직경이 각각 2배가 되면 위험속도는 몇 배가 되는가? (단, 축의 자중은 무시한다.)

$\dfrac{1}{\sqrt{2}}$배

$\dfrac{1}{2}$배

$\sqrt{2}$배

2배

구동축의 전단응력에 대한 설명 중 가장 옳은 것은? (단, 구동축은 중실축이다.)

전단응력은 비틀림모멘트에 비례하고 축경의 3승에 반비례한다.

전단응력은 비틀림모멘트에 반비례하고 축경의 3승에 반비례한다.

전단응력은 비틀림모멘트에 비례하고 축경의 3승에 비례한다.

전단응력은 비틀림모멘트에 반비례하고 축경의 3승에 비례한다.

중실축에 굽힘모멘트 $M=100\,\mathrm{N\cdot m}$와 비틀림모멘트 $T=100\sqrt{3}\,\mathrm{N\cdot m}$를 동시에 작용할 때 최대전단응력은 최대주응력의 몇 배인가?

$\dfrac{2}{5}$배

$\dfrac{2}{3}$배

$\dfrac{1}{\sqrt{3}}$배

$\dfrac{1}{\sqrt{5}}$배

접촉면의 안지름이 60mm, 바깥지름이 80mm이고 접촉면의 마찰계수가 0.3인 단판 클러치가 200kgf·mm의 토크를 전달시키는데 필요한 접촉면압의 값[kgf/mm2]은?

$\dfrac{1}{294\pi}$kgf/mm2

$\dfrac{1}{588\pi}$kgf/mm2

$\dfrac{2}{147\pi}$kgf/mm2

$\dfrac{4}{147\pi}$kgf/mm2

키가 있는 플랜지 고정 커플링에 허용전단강도가 200MPa이고, 전단면적이 400mm2인 볼트 6개가 체결되어 있고, 볼트의 기초원 지름은 200mm이다. 볼트의 전단응력은 균일하고, 플랜지와 키의 마찰은 무시하며, 토크 용량은 볼트의 허용전단강도에 의해 결정된다고 가정할 때, 허용전달토크의 값[kN·m]은?

24kN·m

48kN·m

72kN·m

96kN·m

마찰면의 바깥지름이 110mm, 안지름이 90mm, 폭이 20mm인 원추 클러치가 접촉면압이 0.1N/mm2 이하로 사용될 때 최대전달토크의 값[N·mm]은? (단, 마찰계수는 0.2, $\pi$=3으로 계산한다.)

1,000N·mm

2,000N·mm

4,000N·mm

6,000N·mm

베어링 번호가 6310인 단열 깊은 홈 볼 베어링을 그리스 윤활로 900시간의 수명을 주려고 할 때 베어링 하중의 값[kN]은? (단, 그리스 윤활의 dN값은 200,000이고 6310 베어링의 동적부하용량은 48kN으로 계산한다.)

4kN

6kN

8kN

10kN

지름이 250mm인 축이 9,000kgf의 스러스트 하중을 받고, 칼라 베어링의 칼라의 외경이 350mm이고 최대 허용압력이 0.04kgf/mm2라 하면 최소 몇 개의 칼라가 필요한가? (단, $\pi$=3으로 한다.)

3개

5개

7개

10개

원판에 의한 무단 변속장치에서 그림과 같이 종동차(2)가 원동차(1)의 중심에서 $x$ 거리만큼 떨어져 구름접촉을 할 때 속도비와 회전토크비로 가장 옳은 것은? (단, $N_1$과 $N_2$는 각각 원동축(Ⅰ축)과 종동축(Ⅱ축)의 회전속도이고, $T_1$과 $T_2$는 각각 원동차와 종동차의 회전토크이다.)

$\dfrac{N_2}{N_1}=\dfrac{R_2}{x},\ \dfrac{T_2}{T_1}=\dfrac{x}{R_2}$

$\dfrac{N_2}{N_1}=\dfrac{R_1}{x},\ \dfrac{T_2}{T_1}=\dfrac{x}{R_1}$

$\dfrac{N_2}{N_1}=\dfrac{x}{R_2},\ \dfrac{T_2}{T_1}=\dfrac{R_2}{x}$

$\dfrac{N_2}{N_1}=\dfrac{x}{R_1},\ \dfrac{T_2}{T_1}=\dfrac{R_1}{x}$

기어에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

언더컷을 방지하려면 압력각을 크게 한다.

하이포이드 기어는 두 축이 교차할 때 사용하는 기어의 종류이다.

인벌류트 치형은 사이클로이드 치형에 비해 강도가 우수하다.

전위기어는 표준기어에 비해 설계가 복잡하다.

스퍼 기어의 중심거리가 100mm이고, 모듈이 5일 때, 회전각속도비가 1/4배로 감속한다면 각 기어의 피치원 지름과 각 기어의 잇수를 순서대로 바르게 나열한 것은?

40mm, 160mm, 8개, 32개

10mm, 80mm, 8개, 32개

10mm, 160mm, 4개, 16개

40mm, 160mm, 4개, 32개

클러치형 원판 브레이크가 <보기>와 같은 조건에서 사용되고 있을 때 제동할 수 있는 동력에 가장 가까운 값[PS]은?
<보기>
접촉면의 평균지름이 100mm, 밀어서 접촉시키는 힘이 500kgf, 회전각속도가 200rpm, 마찰계수는 0.2

0.14PS

1.40PS

14.00PS

140.00PS

체인 전동의 특징에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

인장강도가 높아 큰 동력을 전달하는 데 사용됨

초기장력이 필요하지 않아 이로 인한 베어링 반력이 발생되지 않음

유지 및 수리가 간단하고 수명이 김

미끄러짐이 발생하여 이에 대한 충분한 고려를 하여야 함

브레이크 드럼축에 300,000N·mm의 토크가 작용하는 밴드 브레이크가 있다. 드럼축의 우회전을 멈추기 위해 브레이크 레버에 주는 힘 F의 값[N]은? (단, $D$=200mm, $l$=500mm, $a$=50mm, $e^{\mu\theta}$=4로 한다.)

40N

60N

80N

100N

소선의 지름이 10mm, 코일의 평균 지름이 50mm, 스프링 상수가 4kgf/mm인 원통 코일 스프링의 유효감김수는 몇 회인가? (단, 횡탄성계수 G=4×103kgf/mm2이다.)

6회

8회

10회

12회

두 개의 스프링이 직렬로 연결되어 P[N]의 하중이 작용될 때, 늘어난 길이를 계산한 식으로 가장 옳은 것은?

$\dfrac{P(k_1+k_2)}{k_1k_2}$

$\dfrac{Pk_1k_2}{(k_1+k_2)}$

$\dfrac{Pk_1}{k_2}$

$\dfrac{Pk_2}{k_1}$