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1[7급 국가직 기계설계] 24년 1회차
원추 클러치에서 원추 접촉면의 평균지름이 200 mm, 마찰면의 폭이 25 mm, 허용접촉면압력이 1 kgf/cm2, 마찰계수가 0.4일 때, 원추 클러치가 전달할 수 있는 최대 토크[kgfㆍmm]는? (단, 접촉면 압력 분포는 균일마모 조건이고, π=3\pi=3이다)
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3,000
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4,000
3
5,000
4
6,000
해설

최대 전달토크는 6,000 kgf·mm이다. 원추면 접촉면적에 면압을 곱해 수직력을 구하고 평균반지름을 곱한다.

면압 단위: 1 kgf/cm2=0.01 kgf/mm21\ \mathrm{kg_f/cm^2}=0.01\ \mathrm{kg_f/mm^2}
수직력: N=qπDmb=0.01×3×200×25=150 kgfN=q\pi D_m b=0.01\times3\times200\times25=150\ \mathrm{kg_f}

토크: T=μNDm2=0.4×150×100=6,000 kgf⋅mmT=\mu N\dfrac{D_m}{2}=0.4\times150\times100=6{,}000\ \mathrm{kg_f\cdot mm}

  • 3,000: 평균반지름 대신 그 절반을 쓰는 등 계수를 잘못 적용한 값이다.
  • 4,000, 5,000: 마찰계수나 면적 대입이 위 계산과 맞지 않는 값이다.

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