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1[7급 국가직 기계설계] 25년 1회차

축과 보스에 동일 깊이로 묻혀 있는 평행키를 이용하여 지름  $d = 50$  mm인 축이  $T = 5{,}000$  kg_fㆍmm의 토크를 전달하고 있을 때, 전단과 압축에 대한 안전계수는? (단,  $b = 10$  mm,  $h = 8$  mm,  $l = 50$  mm, 키의 허용전단응력은 2 kg_f/mm²이고, 허용압축응력은 4 kg_f/mm²이며, 안전계수는 사용응력에 대한 허용응력의 비로 정의한다)

전단　압축

4　4

4　5

5　4

5　5

해설

안전계수는 전단 5, 압축 4이다.
키에 걸리는 접선력:  $W = \dfrac{2T}{d} = \dfrac{2 \times 5000}{50} = 200\ \mathrm{kg_f}$ 
전단응력:  $\tau = \dfrac{W}{bl} = \dfrac{200}{10 \times 50} = 0.4$ , 안전계수  $\dfrac{2}{0.4} = 5$ 
압축응력(축·보스에 h/2씩 묻힘):  $\sigma_c = \dfrac{W}{(h/2)\,l} = \dfrac{200}{4 \times 50} = 1$ , 안전계수  $\dfrac{4}{1} = 4$ 
전단 4·압축 4: 전단 안전계수를 잘못 구한 조합이다.
전단 4·압축 5: 두 값을 서로 뒤바꾼 조합이다.
전단 5·압축 5: 압축 안전계수를 잘못 구한 조합으로, 키 높이의 절반만 압축면이 되므로 압축응력은 1이다.

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