바깥지름이 46mm인 중공축이 120kW의 동력을 전달하는데 이때의 각… | [일반기계기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

중공축의 비틀림 강도는 전달 동력으로부터 토크를 구한 뒤, 허용 전단응력 조건으로 안지름을 역산한다.
각속도 $\omega = 2\pi \times 40 \approx 251.3~\mathrm{rad/s}$이므로 토크는 $T = \dfrac{P}{\omega} = \dfrac{120{,}000}{251.3} \approx 477.5~\mathrm{N \cdot m}$이다.
중공축의 비틀림 공식 $T = \dfrac{\pi \tau_a}{16 d_o}(d_o^4 - d_i^4)$에 $d_o=46~\mathrm{mm}$, $\tau_a=80~\mathrm{MPa}$를 대입해 풀면 안지름은 약 $d_i \approx 41.9~\mathrm{mm}$이다.