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1[7급 국가직 기계설계] 25년 1회차
벨트전동으로 종동축의 회전속도를 최저 N1=50N_1 = 50 rpm에서 최고 N5=800N_5 = 800 rpm까지 등비급수 배열로 단계적으로 변속하기 위한 5단 단차가 있다. 원동축의 회전속도는 N=200N = 200 rpm으로 일정하고, 원동풀리 1단 지름은 D1=120D_1 = 120 mm일 때, 종동풀리 4단 지름 d4d_4[mm]는? (단, D1+d1=D4+d4D_1+d_1=D_4+d_4이고, d1d_1은 종동풀리 1단 지름, D4D_4는 원동풀리 4단 지름이다)

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120
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150
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200
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240
해설

종동풀리 4단 지름은 200 mm이다.

등비급수: φ4=80050=16\varphi^4 = \dfrac{800}{50} = 16이므로 φ=2\varphi = 2, 따라서 N4=400 rpmN_4 = 400\ \mathrm{rpm}이다.
1단 속도비: N1N=D1d1⇒50200=120d1\dfrac{N_1}{N} = \dfrac{D_1}{d_1} \Rightarrow \dfrac{50}{200} = \dfrac{120}{d_1}, d1=480 mmd_1 = 480\ \mathrm{mm}

지름 합 일정: D4+d4=120+480=600D_4 + d_4 = 120 + 480 = 600
4단 속도비: D4d4=400200=2\dfrac{D_4}{d_4} = \dfrac{400}{200} = 2이므로 3d4=6003d_4 = 600, d4=200 mmd_4 = 200\ \mathrm{mm}

  • 120 mm: 원동 4단이 480 mm가 되어 속도비가 4(800 rpm)로, 5단 조건에 해당한다.
  • 150 mm: 원동 4단이 450 mm가 되어 속도비가 3(600 rpm)으로 맞지 않는다.
  • 240 mm: 이때 원동 4단 지름이 360 mm가 되어 속도비가 1.5로 400 rpm을 만들지 못한다.

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