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1[9급 국가직 기계설계] 18년 1회차
지름이 D[mm], 허용선접촉압력이 p0[kgf/mm], 마찰계수가 μ인 마찰차를 사용하여 N[rpm]의 회전속도로 동력 H[PS]를 전달하기 위해 필요한 마찰차의 최소 너비 b[mm]는? (단, 맞물린 두 마찰차 사이에 상대운동은 없다)
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해설

마찰차의 최소 너비는 b = (4.5×10610^{6})H/(p0p_{0}μπDN) 이다.

너비 b 에 걸리는 밀어붙이는 힘은 p0bp_0b, 전달 가능한 마찰력은 μp0b\mu p_0b 이고, 원주속도는 v=πDN60×1000 m/sv=\dfrac{\pi DN}{60\times1000}\,\mathrm{m/s} 이다.

1 PS=75 kgf⋅m/s1\,\mathrm{PS}=75\,\mathrm{kgf\cdot m/s} 이므로
H=μp0b v75=μp0b πDN75×60000H=\dfrac{\mu p_0b\,v}{75}=\dfrac{\mu p_0b\,\pi DN}{75\times60000}
b=4.5×106Hp0μπDNb=\dfrac{4.5\times10^6H}{p_0\mu\pi DN}

  • 계수 4.5×1034.5\times10^3, 분자에 μ 인 식: 단위 환산도 틀리고 μ 가 클수록 너비가 커지는 꼴이다.
  • 계수 4.5×1064.5\times10^6, 분자에 μ 인 식: 마찰계수가 클수록 필요한 너비는 줄어야 하므로 μ 는 분모에 있어야 한다.
  • 계수 4.5×1034.5\times10^3, 분모에 μ 인 식: mm 를 m 로 바꾸는 1000 을 빠뜨렸다.

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