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원추 접촉면의 평균 지름이 500 mm, 마찰면의 폭이 50 mm, 허… | [7급 국가직 기계설계] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 기계설계] 22년 1회차
원추 접촉면의 평균 지름이 500 mm, 마찰면의 폭이 50 mm, 허용 접촉면 압력이 0.1 N/mm2, 마찰계수가 0.2, 회전 속도가 1,000 rpm인 원추 클러치가 전달할 수 있는 최대동력[kW]은? (단, 접촉면 압력 분포는 균일마모 조건이고, π=3\pi=3이다)
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해설

원추 클러치가 전달할 수 있는 최대동력은 37.5 kW이다.

수직력: N=pπDmb=0.1×3×500×50=7,500 NN = p \pi D_m b = 0.1 \times 3 \times 500 \times 50 = 7{,}500\ \mathrm{N}
토크: T=μNDm2=0.2×7,500×0.25=375 N⋅mT = \mu N \dfrac{D_m}{2} = 0.2 \times 7{,}500 \times 0.25 = 375\ \mathrm{N \cdot m}

각속도: ω=2πn60=2×3×1,00060=100 rad/s\omega = \dfrac{2\pi n}{60} = \dfrac{2 \times 3 \times 1{,}000}{60} = 100\ \mathrm{rad/s}
H=Tω=375×100=37,500 W=37.5 kWH = T\omega = 375 \times 100 = 37{,}500\ \mathrm{W} = 37.5\ \mathrm{kW}

  • 원추면의 접촉 면적 πDmb\pi D_m b에 압력을 곱한 것이 수직력이며, 축방향 하중과 혼동하지 않는다.

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