2017 국회직 9급 기계설계 문제 해설 - 2017.7.22.

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2017년도 9급 공개경쟁채용시험 기 계 설 계 책형 가 - 17 - 기 계 설 계 1. 다음 중 재료의 인장시험으로 얻을 수 있는 기계적 성질로 옳지 않은 것은? ① 탄성계수 ② 항복응력 ③ 연신율 ④ 인장강도 ⑤ 상당응력 2. 웜기어 장치의 특징으로 옳지 않은 것은? ① 큰 감속비를 얻을 수 있으며, 부하용량이 크다. ② 웜과 웜휠에 추력이 생긴다. ③ 미끄러짐이 일어나며 소음과 진동이 작다. ④ 웜기어 장치의 효율은 평기어의 효율보다 낮다. ⑤ 웜의 이의 형상은 인벌류트 곡선이다. 3. 마찰차를 무단변속기구에 응용할 때의 현상으로 옳지 않은 것은? ① 운전 중에 회전비를 변화시킬 수 있다. ② 변속을 연속적으로 할 수 있어 매우 편리하다. ③ 확실한 속도비를 얻을 수 있다. ④ 큰 동력을 전달할 수 없다. ⑤ 마찰 접촉점을 이동할 수 있도록 설계된다. 4. 리이드가 이며 피치가 인 2줄 나사가 있다. 나사를 죌 때 필요한 토크가  이고, 이 때 발생하는 나사의 축방향 하중이  일 때 나 사의 효율을 구하는 식으로 옳은 것은? ①  ②  ③   ④   ⑤   5. 내경 400 mm의 원통형 가열기 뚜껑에 0.2 kgf/mm²의 내압이 가 해지고 있다. 이 뚜껑은 본체와 원주 방향 동일 간격으로 놓여진 16개의 볼트로 죄어 있다. 볼트의 인장강도가 40 kgf/mm²이고 안 전율을 2로 한다면 볼트의 안지름은 최소한 몇 mm로 설계하는 것이 안전한가? ① 5 ② 10 ③ 15 ④ 20 ⑤ 25 6. 그림과 같이 너비 = 100 mm인 2장의 강판을 2개의 리벳으로 접 합하였다. 이 리벳이음에서 리벳에 의한 판의 압축 파괴만을 고려 할 때 하중 는 최대 몇 kgf까지 가능한가? (단, 리벳의 지름은 20 mm, 각 판의 두께 는 10 mm, 허용압축응력 는 10 kgf/mm² 이다.) ① 500 ② 1,000 ③ 2,000 ④ 3,000 ⑤ 4,000 7. 원형 중실축이 40 kgf·m의 비틀림모멘트와 30 kgf·m의 굽힘모 멘트를 동시에 받을 때 축경은 최소한 몇 mm로 설계해야 하는가? (단, 축 재료의 허용비틀림응력 는 2 kgf/mm², 허용굽힘응력 는 4 kgf/mm², 는 3.14를 의미한다.) ①   ②   ③   ④   ⑤   2017년도 9급 공개경쟁채용시험 기 계 설 계 책형 가 - 18 - 8. 축의 강성 설계 기준 중 바흐(Bach)의 축 공식은 어느 조건을 전제로 한 것인가? ① 축길이 1 m에 대한 비틀림각이 0.25° 이내 ② 축길이 1 m에 대한 비틀림각이 1° 이내 ③ 축직경의 20배인 축길이에 대하여 비틀림각이 0.25° 이내 ④ 축직경의 20배인 축길이에 대하여 비틀림각이 1° 이내 ⑤ 전체 축길이에 대하여 비틀림각이 1° 이내 9. 100 마력 200 rpm으로 동력을 전달하는 축이 볼트가 4개인 플랜 지 커플링으로 연결되어 있다. 이 볼트의 안지름은 20 mm이고, 볼트 피치원의 직경은 250 mm이다. 플랜지 접촉면에 마찰이 없 다고 가정하면 볼트에 발생하는 전단응력은 약 몇 kgf/mm²인가? ① 7.16/ ② 9.34/ ③ 15.74/ ④ 21.06/ ⑤ 25.30/ 10. 톱니 수가 40개인 스프로킷 휠이 600 rpm으로 회전하며 피치가 15 mm인 롤러 체인을 전동시킬 때, 체인의 평균 속도는 몇 m/s 인가? ① 1 ② 4 ③ 6 ④ 10 ⑤ 12 11. 다음 중 벨트 전동장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 마찰차 전동장치나 기어 전동장치보다 비교적 정숙하다. ② 타이밍 벨트는 V벨트보다 정확한 속도비를 갖는다. ③ 단차를 이용한 속도비의 변화가 가능하다. ④ 구동축과 종동축 사이의 거리는 두 풀리 직경의 합의 1/2이다. ⑤ 두 축의 회전방향이 반대일 때도 사용할 수 있다. 12. 아래의 내용에서 설명하는 나사는? 동력전달용 나사 한 방향으로만 축하중을 전달할 수 있음 나사산의 각도는 30°와 45°인 두 가지 종류가 있음 바이스, 압착기 등의 이송 나사로 널리 사용 ① 사각나사 ② 사다리꼴나사 ③ 톱니나사 ④ 둥근나사 ⑤ 볼나사 13. 두 축의 연결 부위에 고무나 스프링 등의 탄성체를 삽입하여 탄 성변형이나 온도변화에 의한 변형 등으로 축심의 불일치가 발생 할 경우, 원활한 운전과 충격 완화의 역할을 할 수 있는 축이음의 종류는? ① 올덤 커플링 ② 플렉시블 커플링 ③ 고정 커플링 ④ 유니버설 조인트 ⑤ 플랜지 커플링 14. 아래 그림에서 위 강판의 옆면 AB와 CD는 아래판과 볼록 필렛 용접으로 용접되어 있다. 용접 재료의 전단강도는 150 MPa이다. 안전계수가 3이고 용접길이가 60 mm, 용접다리(leg length)가 4 mm일 때, 가할 수 있는 하중  는 몇 kN인가?   60 ①  ②  ③  ④  ⑤  2017년도 9급 공개경쟁채용시험 기 계 설 계 책형 가 - 19 - 15. 공기압축기에 설치된 지름 50 mm, 길이 300 mm인 레이디얼 저널 베어링이 600 rpm으로 3,000 kgf의 최대 하중을 지지하고 있다. 압력속도계수  [kgf/mm²·m/s]의 값은? ① /2 ② /4 ③ /6 ④ /8 ⑤ /10 16. 직경 40 mm인 전동축에 길이 100 mm인 성크 키가 설치되어 동 력을 전달하고 있다. 성크 키가 축보다 먼저 전단 파괴되지 않으 려면 키의 폭을 최소 몇 mm 이상으로 설계해야 하는가? (단, 축 과 성크 키의 재료는 동일하다.) ① 3.4 ② 5.2 ③ 6.3 ④ 7.1 ⑤ 8.0 17. 원동차의 직경 = 200 mm, 종동차의 직경 = 500 mm인 외접 원통마찰차에서 원동차가 1,000 rpm으로 회전할 때, 양차를 밀어 붙이는 힘의 크기는 약 몇 kgf인가? (단, 원통마찰차의 전달 동력 은 12 마력이며, 마찰계수는 0.2로 한다.) ① 430 ② 650 ③ 810 ④ 1,260 ⑤ 1,420 18. 수차 프로펠러의 축 지름이 200 mm로서 2,200 kgf의 스러스트를 받고 있다. 칼라 베어링(collar bearing)의 바깥지름을 300 mm라 할 때 몇 개의 칼라가 필요한가? (단, 최대허용압력은 0.01 kgf/mm² 이다.) ① 3 ② 4 ③ 5 ④ 6 ⑤ 7 19. 재료의 허용굽힘응력이 10 kgf/mm²인 평기어가 있다. 모듈 = 4, 치폭 = 51 mm, 모듈기준 치형계수 = 0.3, 원주속도 = 3.05 m/s일 때 이 평기어의 전달 동력은 몇 kW인가? (단, 속도계수는   로 계산하고, 하중계수는 1이 다.) ① 3.05 ② 6.10 ③ 9.15 ④ 12.20 ⑤ 15.25 20. 그림과 같은 단식 블록 브레이크에서 드럼의 좌회전을 정지시키 기 위해 레버(lever) 끝에 가할 힘 은 몇 N인가? (단, 제동토크 는 22,500 N·mm, = 500 mm, = 250 mm, = 50 mm이고, 드럼 의 지름은 300 mm, 마찰계수는 0.3이다.) 블록 드럼 ① 235 ② 265 ③ 295 ④ 325 ⑤ 355