그림과 같이 축지름 20mm, 회전속도 100rpm인 전동축이 동력 5… | [9급 지방직 기계설계] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

전단과 압축 조건 모두에서 필요한 치수가 같게 나오므로 키의 최소 폭은 10 mm이다.
먼저 전달 토크를 구한다($\pi=3$).
$T=\dfrac{60H}{2\pi N}=\dfrac{60\times 5000}{2\times 3\times 100}=500\,\mathrm{N\cdot m}=5\times10^{5}\,\mathrm{N\cdot mm}$
전단 조건: $\tau=\dfrac{2T}{b\,l\,d}$
$b=\dfrac{2\times 5\times10^{5}}{100\times 50\times 20}=10\,\mathrm{mm}$
압축 조건(키 높이의 절반이 보스에 묻힘): $\sigma_c=\dfrac{4T}{h\,l\,d}$
$h=\dfrac{4\times 5\times10^{5}}{200\times 50\times 20}=10\,\mathrm{mm}$
폭과 높이가 같으므로 두 조건을 모두 만족하는 최소 폭은 10 mm이다.
5 mm는 전단·압축 어느 조건에서도 응력이 허용값의 두 배가 되어 부족하다.
20 mm와 30 mm는 조건을 만족하지만 최솟값이 아니다.