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1[국회직 9급 기계설계] 21년 1회차

너비 12mm, 높이 10mm인 묻힘 키를 바깥 지름이 270mm인 풀리의 축에 사용하고 있다. 풀리의 외주에 2kN의 회전력을 작용시킬 때, 키의 전단응력은? (단위: MPa) (단, 축의 지름은 30mm이고, 보스의 길이는 60mm이다)

해설

키에 생기는 전단응력은  $25\,\mathrm{MPa}$  이다.
풀리 외주의 회전력으로 토크를 구한다.
 $T = F \times \dfrac{D}{2} = 2000 \times \dfrac{270}{2} = 270\,000\,\mathrm{N\cdot mm}$ 
키는 축 표면에서 토크를 전달하므로 축 반지름으로 접선력을 구한다.
 $W = \dfrac{T}{d/2} = \dfrac{270\,000}{15} = 18\,000\,\mathrm{N}$ 
전단면적은 키 너비와 길이(보스 길이)의 곱이다.
 $\tau = \dfrac{W}{bl} = \dfrac{18\,000}{12 \times 60} = 25\,\mathrm{MPa}$

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