7급 국가직 기계설계 2013년 기출문제

잇수 Z ＝ 25, 모듈 m ＝ 4인 평기어를 사용하여 1,800 [rpm]으로 1.8 [kW]를 전달시키려고 할 때, 이 기어의 이에 작용하는 접선방향의 하중[N]은? (단, $\pi$ ＝ 3으로 한다)

길이 $l$, 높이 h, 폭 b인 묻힘키(sunk key)가 체결된 직경 d인 축에 토크 T가 가해질 경우, 키에 발생하는 압축응력 ${\sigma }_c$에 대한 전단응력 $\tau$의 비($\tau$${\sigma }_c$)가 14이라면 키의 폭 b와 높이 h의 관계로 옳은 것은? (단, 축에 묻히는 키의 깊이 t ＝ h2이다)

비틀림 각이 $\psi$인 헬리컬 기어가 5 [m/s]의 원주속도로 30 [PS]를 전달할 때, 이 기어에 작용하는 축 방향 하중[kg_f]은? (단, $\cos \psi =0.9$, $\sin \psi =0.4$, $\tan \psi =0.5$이다)

사각나사의 나선각(리드각)을 $\alpha$, 마찰각을 $\rho$라 할 경우, 너트와 와셔 사이의 마찰을 무시하고 나사면의 마찰만을 고려할 때, 나사효율에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

다음 그림과 같이 용접치수 h로 필릿(fillet) 용접을 한 직경 D인 둥근 봉에 비틀림 모멘트 T가 작용할 때, 용접부의 뿌리에 생기는 전단응력은? (단, 용접부의 극단면 2차 모멘트 ${\mathrm{I}}_{\mathrm{p}}=\frac{\pi }{4}{\mathrm{D}}^3\mathrm{a}$이고, 여기서 a는 목두께이다)

같은 재료로 만든 길이 $l$, 직경 d인 중실축과 길이 2$l$, 외경 2d, 내경 d인 중공축이 각각 T₁과 T₂의 비틀림 모멘트를 받아 동일한 각도만큼 비틀림이 발생하였다고 할 때, 비틀림 모멘트의 비(T₁T₂)는?

체인 동력전달 장치에서 전달동력이 일정할 때, 체인장력(T)이 2T로 변경되면 체인의 평균 속도는 변경 전의 몇 배가 되는가?

평벨트를 평행하게 설치하는 경우, 일반적으로 위쪽을 이완측이 되게 설계한다. 이와 같이 벨트를 설계하는 이유로 옳지 않은 것은?

다음 그림과 같이 자중을 무시할 수 있는 축의 양끝이 스러스트(thrust) 베어링으로 지지되어 있고, 벨트 풀리가 좌측으로부터 a인 지점에 설치되어 있다. 다음 중 위험속도[rpm]가 가장 큰 것은? (단, $W$는 벨트 풀리의 무게, $l$은 축 길이, $l=\mathrm{a}+\mathrm{b}$이다)

지름 d의 균일한 원형단면을 갖는 외팔보의 자유단 끝에 수직하중 P가 작용하고 있다. 외팔보의 단면 형상을 한 변의 길이가 d인 정사각형으로 변경할 경우, 수직하중 P에 대한 최대 처짐은 변경 전의 몇 배가 되는가? (단, 자중에 의한 영향은 무시한다)

다음 그림과 같이 피스톤 핀으로 연결된 중간저널 베어링에 120 [N]의 하중(P)이 반경방향으로 작용하고 있다. 축 지름(d)에 대한 베어링 폭($l$)의 폭경비($l$$\mathrm{d}$)가 1.5이고 $\mathrm{L}=2l$일 때, 베어링의 폭($l$) [mm]은? (단, 축의 허용굽힘응력은 10 [N/mm²]이다)

취성재료의 파단인장강도 S_f ＝ 150 [MPa]일 때, 평면응력 상태에 있는 ${\sigma }_x$ ＝ 100 [MPa], ${\sigma }_y$ ＝ 20 [MPa], ${\tau }_{xy}$ ＝ 30 [MPa]에 대해 최대전단응력설을 적용하여 계산된 안전계수로 가장 가까운 값은? (단, 파단전단강도(S_fs)는 파단인장강도의 0.5배이다)

다음 그림과 같이 동일한 리벳을 사용한 5줄 리벳 이음에서 전단 파단에 가장 취약한 리벳은? (단, 두 판은 동일한 재질이고 위판과 아래판의 두께는 각각 5 [mm], 10 [mm]이며, 인접하는 리벳의 중심간 거리는 같다)

압축원통 코일스프링에서 유효감김수(N)를 2N으로 변경하고, 동시에 횡탄성계수(G)가 2G인 스프링 소재로 변경하여 사용한다면 동일한 축하중에 대하여 변형량은 변경 전의 몇 배가 되는가?

다음 그림과 같이 도면에 표시된 흔들림 공차에 대한 설명으로 옳은 것은?

수명이 L인 롤러 베어링에 작용하는 하중(P)이 P2로 변경될 때, 베어링 수명은?

원추각 $\alpha$인 단식 원추클러치가 있다. 원추접촉면의 평균직경 D가 400 [mm], 마찰면의 폭 b가 50 [mm], 원추접촉면의 평균 면압력 p ＝ $\frac{2}{\pi }$ [kg_f/cm²]일 때, 전달동력으로 가장 가까운 값[PS]은? (단, 회전속도 N ＝ 900 [rpm]이고, 마찰계수 $\mu$ ＝ 0.2로 하고, $\pi$ ＝ 3으로 한다)

$xy$ 평면에 응력 ${\sigma }_x$ ＝ 10 [MPa], ${\sigma }_y$ ＝ 2 [MPa], ${\tau }_{xy}$ ＝ 3 [MPa]이 작용하고 있다. $xy$축을 반시계방향으로 $\theta$[rad]만큼 회전시켜 주응력 방향을 찾으려고 할 때, $\theta$로 옳은 것은?

체중 60 [kg_f]인 사람이 무게 20 [kg_f]인 자전거를 타고 7.2 [km/h]의 속도로 가고 있다. 지면과 자전거 바퀴 간의 마찰계수는 0.2이고, 뒷바퀴 지름 500 [mm], 종동 스프로킷 휠의 피치지름을 100 [mm]이라 할 때, 자전거 체인에 작용하는 인장하중[kg_f]은?

균일 원형단면을 가지는 중실축에서 축방향의 인장하중 $\mathrm{F}$에 대한 강성계수를 ${\mathrm{k}}_{\delta }$($\mathrm{F}={\mathrm{k}}_{\delta }\delta$, $\delta$는 축방향의 변형량), 비틀림 모멘트 $\mathrm{T}$에 대한 강성계수를 ${\mathrm{k}}_{\theta }$($\mathrm{T}={\mathrm{k}}_{\theta }\theta$, $\theta$는 비틀림각)라고 할 때, 축지름(d)을 2d로 변경하면 강성계수의 곱 ${\mathrm{k}}_{\delta }{\mathrm{k}}_{\theta }$는 변경 전의 몇 배가 되는가?