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피치원의 원주속도 5 m/s로 20 PS의 동력을 전달하는 헬리컬 기어… | [7급 국가직 기계설계] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 기계설계] 23년 1회차
피치원의 원주속도 5 m/s로 20 PS의 동력을 전달하는 헬리컬 기어에서 비틀림각이 30 °일 때, 축방향으로 작용하는 힘[kgf]은?
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100
2
1003100\sqrt{3}
3
150
4
1503150\sqrt{3}
해설

축방향으로 작용하는 힘은 1003 kgf100\sqrt{3}\ \mathrm{kg_f}이다.

접선력: Ft=Hv=20×755=300 kgfF_t = \dfrac{H}{v} = \dfrac{20\times 75}{5} = 300\ \mathrm{kg_f} (1 PS=75 kgf⋅m/s1\ \mathrm{PS} = 75\ \mathrm{kg_f\cdot m/s})

축방향 힘 = 접선력 × tanβ: Fa=Fttan⁡β=300tan⁡30∘=3003=1003 kgfF_a = F_t\tan\beta = 300\tan 30^{\circ} = \dfrac{300}{\sqrt{3}} = 100\sqrt{3}\ \mathrm{kg_f}

  • 150은 tan⁡β\tan\beta 대신 sin⁡β\sin\beta를 곱한 값이다.
  • 1503150\sqrt{3}은 tan⁡β\tan\beta 대신 cos⁡β\cos\beta를 곱한 값이다.

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