100 마력 200 rpm으로 동력을 전달하는 축이 볼트가 4개인 플랜… | [국회직 9급 기계설계] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 기계설계] 17년 1회차

100 마력 200 rpm으로 동력을 전달하는 축이 볼트가 4개인 플랜지 커플링으로 연결되어 있다. 이 볼트의 안지름은 20 mm이고, 볼트 피치원의 직경은 250 mm이다. 플랜지 접촉면에 마찰이 없다고 가정하면 볼트에 발생하는 전단응력은 약 몇 kgf/mm²인가?

7.16/ $\pi$

9.34/ $\pi$

15.74/ $\pi$

21.06/ $\pi$

25.30/ $\pi$

해설

볼트에 발생하는 전단응력은 약  $7.16/\pi\,\mathrm{kgf/mm^2}$ 이다.
전달 토크를 구한다.
 $T=716\,200\times\dfrac{H}{N}=716\,200\times\dfrac{100}{200}=358\,100\,\mathrm{kgf\cdot mm}$ 
마찰이 없으므로 토크는 볼트의 전단력만으로 전달된다. 피치원 반지름은  $125\,\mathrm{mm}$ 이다.
 $F=\dfrac{T}{4R}=\dfrac{358\,100}{4\times125}=716.2\,\mathrm{kgf}$ 
볼트 1개의 단면적으로 나누어 전단응력을 구한다.
 $\tau=\dfrac{F}{\pi d^2/4}=\dfrac{716.2}{\pi\times20^2/4}=\dfrac{7.162}{\pi}\,\mathrm{kgf/mm^2}$

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