그림과 같은 짧은 슈(shoe) 원통 브레이크에서 마찰계수가 0.5, … | [9급 지방직 기계설계] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

브레이크의 제동토크는 500 N·m이다.
원통이 반시계 방향으로 돌면 슈 접촉면의 마찰력이 힌지 아래 0.3 m 위치에서 레버를 누르는 쪽으로 작용하므로 자기 작동(자동 조임) 방향이다. 힌지에 대한 모멘트 평형은 다음과 같다.
$F_a\times0.5+\mu N\times0.3=N\times0.2$
$125+0.15N=0.2N\;\Rightarrow\;N=2500\,\mathrm{N}$
제동력 $f=\mu N=1250\,\mathrm{N}$이므로
$T=f\,r=1250\times0.4=500\,\mathrm{N\cdot m}$
250은 수직력이 1250 N일 때의 값으로, 힌지 모멘트 평형에서 구한 수직력 2500 N과 맞지 않는다.
750은 수직력이 3750 N일 때의 값으로 역시 평형식을 만족하지 않는다.
1000은 제동력에 반지름 대신 지름을 곱한 경우의 값이다.