7급 국가직 기계설계 2010년 기출문제

시행 2010-07-24 · 책형 고 · 20문항 · 출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음)

전체 풀기 (시험 모드)원본 PDF 받기 2010 7급 국가직 전과목

기계요소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

기계설계

①외경이 같을 경우 중공축(hollow shaft)은 중실축(solid shaft)에 비해 더 큰 토크를 전달할 수 있다.
②롤러 베어링의 수명은 등가하중의 $\frac{10}{3}$ 승에 반비례한다.
③스퍼(spur) 기어에 비해 헬리컬(helical) 기어의 소음이 작다.
④삼각나사의 효율은 사각나사의 효율보다 낮다.

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정답 ① · 해설 보기

미끄럼 베어링(sliding bearing)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

기계설계

①축에 대한 하중작용 방향에 따라 레이디얼(radial) 베어링과 스러스트(thrust) 베어링으로 나눌 수 있다.
②미끄럼 베어링은 구름 베어링(rolling bearing)에 비해 충격에 약하다.
③미끄럼 베어링에서는 운전을 시작할 때 축과 베어링 메탈 사이에 유막이 늦게 형성되어 기동토크가 커지는 경우가 있다.
④미끄럼 베어링에서 윤활유의 점도가 높을수록, 하중이 낮을수록 유막이 두껍게 되어 마찰이 작아진다.

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정답 ② · 해설 보기

중심거리가 200 mm인 한 쌍의 표준기어의 잇수가 각각 80, 20이다. 이 표준기어의 모듈(module)은?

기계설계

①1
②2
③4
④6

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정답 ③ · 해설 보기

스프링 상수가 10 N/mm인 스프링을 직렬로 연결하여, 50 N의 하중에 20 mm의 변형이 생기게 하려고 한다. 필요한 스프링의 개수는? (단, 스프링의 자중은 무시한다)

기계설계

①4
②5
③6
④8

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정답 ① · 해설 보기

코일 스프링 설계시 고려해야 할 사항과 가장 관계가 적은 것은?

기계설계

①전단응력
②유효 감김수
③좌굴
④인장응력

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정답 ④ · 해설 보기

벨트전동에서 벨트의 장력이 비교적 크고 벨트의 속도가 낮아 원심력을 무시할 수 있는 경우, 미끄러짐 없이 운전 가능한 최대 유효장력을

T_{e}

라 하고 초장력을

T_{0}

라 할 때,

\frac{T _{0}}{T _{e}}

는?

(단,

e^{μ θ} = 2

이며,

μ

는 벨트와 풀리 사이의 마찰계수이며

θ

는 접촉각이다)

기계설계

①0.9
②1.0
③1.5
④2.0

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정답 ③ · 해설 보기

회전수 N [rpm]으로 H [kW]의 동력을 전달하는 축을 플랜지 커플링으로 연결하였다. 플랜지에는 지름이 d [mm]인 Z개의 볼트가 체결되어 있으며 볼트들의 중심을 연결하는 원의 지름이 D [mm]이다. 볼트 재료의 허용압축응력을

σ_{a}

[kgf/mm²], 허용전단응력을

τ_{a}

[kgf/mm²]라 하면, 볼트의 직경을 결정하는 설계식으로 옳은 것은?

기계설계

① $716, 200 \frac{H}{N} = \frac{π}{4} \frac{d ^{2} \times τ _{a} \times Z \times D}{2}$
② $716, 200 \frac{H}{N} = \frac{π}{4} \frac{d ^{2} \times σ _{a} \times Z \times D}{2}$
③ $974, 000 \frac{H}{N} = \frac{π}{4} \frac{d ^{2} \times σ _{a} \times Z \times D}{2}$
④ $974, 000 \frac{H}{N} = \frac{π}{4} \frac{d ^{2} \times τ _{a} \times Z \times D}{2}$

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정답 ④ · 해설 보기

비틀림 모멘트 T와 굽힘 모멘트 M을 동시에 받고 있는 중실 원형축에서 T : M ＝ 3 : 4라 할 때 축에 발생하는 최대굽힘응력(

σ_{m a x}

)과 최대전단응력(

τ_{m a x}

)의 비는?

기계설계

① $σ_{m a x} : τ_{m a x}$ = 5 : 9
② $σ_{m a x} : τ_{m a x}$ = 9 : 8
③ $σ_{m a x} : τ_{m a x}$ = 8 : 9
④ $σ_{m a x} : τ_{m a x}$ = 9 : 5

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정답 ④ · 해설 보기

접촉면의 허용압력, 접촉면의 내경과 외경(축과 수직평면 기준) 및 마찰계수가 동일한 원판클러치와 원추클러치가 있다. 축 방향으로 동일한 힘으로 밀 때, 두 클러치의 전달 토크의 비를 옳게 표시한 식은? (단, 원추클러치의 원추 꼭지각은

2 α

, 마찰계수는

μ

이며, 원판클러치의 전달 토크를

T_{p}

, 원추클러치의 전달 토크를

T_{c}

라 한다)

기계설계

① $\frac{T _{c}}{T _{p}} = \frac{s i n α + μ c o s α}{μ}$
② $\frac{T _{c}}{T _{p}} = \frac{μ}{s i n α + μ c o s α}$
③ $\frac{T _{c}}{T _{p}} = \frac{1}{s i n α + μ c o s α}$
④ $\frac{T _{c}}{T _{p}} = 1$

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정답 ③ · 해설 보기

10.

길이 400 mm, 단면적 500 mm²로 치수가 동일한 봉 2개가 그림과 같이 천정에 매달린 채 단단한 철판에 용접되어 아래쪽으로 하중 60 kN을 받고 있다. 봉이 늘어난 길이 δ [mm]는? (단, 봉A의 탄성계수는 100 GPa, 봉B의 탄성계수는 200 GPa이다)

기계설계

①0.08
②0.12
③0.16
④0.24

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11.

기계도면에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

기계설계

①도면 기호 표시 ‘SR500’은 구의 반지름을 나타낸다.
②기본 공차 ‘IT 5 ～ IT 9’는 게이지 제작 공차에 적용된다.
③도면 기호 표시 ‘C5’는 45 ° 모따기를 나타낸다.
④도면 기호 표시 ‘t5’는 판의 두께를 나타낸다.

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12.

클러치 설계상의 유의점으로 옳지 않은 것은?

기계설계

①균형상태가 좋을 것
②단판클러치에서 회전 중심부분이 접촉되지 않도록 할 것
③관성을 크게 하여 안정된 회전을 하도록 할 것
④마찰에 의해 생긴 열을 충분히 발산할 것

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13.

A, B 기어의 회전수를 각각

N_{1}

N_{2}

, 피치원의 지름을

D_{1}

D_{2}

, 잇수를

Z_{1}

Z_{2}

라 할 때, A에 대한 B의 속도비

i

를 옳게 나타낸 것은?

기계설계

① $i = \frac{N _{2}}{N _{1}} = \frac{D _{2}}{D _{1}} = \frac{Z _{1}}{Z _{2}}$
② $i = \frac{N _{2}}{N _{1}} = \frac{D _{1}}{D _{2}} = \frac{Z _{1}}{Z _{2}}$
③ $i = \frac{N _{2}}{N _{1}} = \frac{D _{1}}{D _{2}} = \frac{Z _{2}}{Z _{1}}$
④ $i = \frac{N _{2}}{N _{1}} = \frac{D _{2}}{D _{1}} = \frac{Z _{2}}{Z _{1}}$

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14.

체인 전동장치에서 스프로킷 휠의 회전수가 400 rpm, 잇수가 25, 체인의 피치가 15 mm일 때 체인의 평균속도[m/s]는?

기계설계

①2.5
②3.5
③4.5
④5.5

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15.

구름 베어링의 기본 동적 부하용량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

기계설계

①전동체의 영구 변형량과 궤도륜의 영구 변형량과의 합이 전동체 지름의 1/10,000배로 되는 하중을 뜻한다.
②외륜을 고정하고 내륜을 회전시키는 조건을 기준으로 한다.
③33.3 rpm으로 500 시간의 수명을 유지할 수 있는 하중의 크기이다.
④10⁶(100만) 회전의 수명을 유지할 수 있는 하중의 크기이다.

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16.

파손이론에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

기계설계

①최대전단응력설에 의하면 1축 응력 상태에서 최대인장응력은 최대전단응력의 2배이다.
②정하중 상태에서 일반적으로 전단변형에너지설에 의한 설계가 최대전단응력설에 의한 설계보다 안전하다.
③일반적으로 취성재료는 인장응력에 약하고, 연성재료는 전단응력에 약하다.
④전단변형에너지설에 의하면 정수압과 같이 주응력들의 크기가 서로 같을 경우 응력값이 크더라도 항복에 영향을 미치지 않는다.

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17.

축이 회전함에 따라 토크를 전달하는 키에 응력이 발생한다. 지름이 d인 원형축의 재료와 폭이 b인 평행키(묻힘키)의 재료가 동일할 경우 축과 키에 동일한 전단응력이 발생하기 위한 키의 길이는?

기계설계

① $\frac{π d ^{2}}{b}$
② $\frac{π d ^{2}}{2 b}$
③ $\frac{π d ^{2}}{4 b}$
④ $\frac{π d ^{2}}{8 b}$

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18.

축간거리가 600 mm이고, 원동축이 1,200 rpm, 종동축이 600 rpm으로 외접하여 회전하는 원통 마찰차를 1 kN의 힘으로 밀어서 접촉시킬 때, 최대 전달동력[kW]은? (단, 마찰계수는 0.2이다)

기계설계

① $1.6 π$
② $2.0 π$
③ $2.4 π$
④ $3.2 π$

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19.

마찰계수가

μ

일 때, 유효지름이

d_{2}

, 피치가

p

인

n

줄 나사의 자립상태를 유지하기 위한 조건은?

기계설계

① $μ \geq \frac{π d _{2}}{p n}$
② $μ \geq \frac{n p}{π d _{2}}$
③ $μ \geq \frac{p}{π n d _{2}}$
④ $μ \geq \frac{π n d _{2}}{p}$

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20.

그림과 같이 하중

W

를 받고 있는 양쪽 옆면 필릿(fillet) 용접에서 강판의 두께를

h

, 용접부의 허용전단응력을

τ_{a}

라 할 때 용접 길이

l

을 계산하는 식은?

기계설계

① $l = \frac{W}{h τ _{a}}$
② $l = \frac{2 W}{h τ _{a}}$
③ $l = \frac{W}{2 h τ _{a}}$
④ $l = \frac{W}{2 h τ _{a}}$

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