2022 국가직 7급 기계설계 문제 해설 (2차) - 2022.10.15.

 

221015 국가 7급 2차 기계설계-나정답(2022-10-15 / 634.5KB / 503회)

 

221015 국가 7급 2차 기계설계-나정답(2022-10-15 / 1.95MB / 121회)

 

2022 국가직 7급 기계설계 해설 wirebox (2023-09-19 / 170.8KB / 74회)

 

 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 기계설계 나 책형 1 쪽 기계설계 문 1. 기하공차를 표시한 것으로 옳지 않은 것은? ① 평면도 공차: ② 대칭도 공차: ③ 위치도 공차: ④ 선의 윤곽도 공차: 문 2. 나사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 리드각과 비틀림각의 합은 90 °이다. ② 암나사에서 최대지름은 골지름과 같다. ③ 수나사에서 바깥지름은 호칭지름과 같다. ④ 두줄 나사에서 피치는 리드의 두 배이다. 문 3. 그림과 같이 두께 t ＝10 mm인 두 강판을 겹치기 양면 이음으로 필릿 용접하려고 한다. 강판 양면에 작용하는 인장하중이 5,000kgf, 용접부의 전단강도는 15 kgf/mm2일 때, 용접부의 최소 길이  [mm]에 가장 가까운 값은? (단, 안전계수는 1.5이며,  ＝1.4 이다) ① 36 ② 40 ③ 44 ④ 48 문 4. 같은 재질로 만들어진 축 A, B에 동일한 크기의 비틀림 모멘트가 가해질 때, 축 A, B에 저장되는 탄성에너지의 비(UB UA )는? (단, 축 A의 길이 및 지름은 각각 A, DA, 축 B의 길이 및 지름은 각각 B, DB이다) ① DB DA  A B ② DB DA  B A ③ DA DB  A B ④ DA DB  B A 문 5. 미끄럼 베어링의 페트로프(Petroff) 식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 유체윤활 영역으로 가정한다) ① 전단응력은 축의 회전수에 비례한다. ② 전단응력은 반경 방향의 틈새에 반비례한다. ③ 마찰력에 의한 토크는 축의 지름에 비례한다. ④ 마찰력에 의한 토크는 베어링 평균압력에 비례한다. 문 6. 인장강도가 150 MPa이고 압축강도는 200 MPa이며, 지름 20 mm의 취성재료 축이 정적 토크 112.5 N․m를 받고 있다. 쿨롱－모어 (Coulomb-Mohr) 이론을 적용할 때, 축의 안전계수는? (단,  ＝ 3이다) ① 1.01 ② 1.1 ③ 1.14 ④ 1.2 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 기계설계 나 책형 2 쪽 문 7. 허용인장응력이 10 kgf/mm2이고 지름 10 mm인 볼트 1개로 지지할 수 있는 최대 하중을 허용인장응력이 2.5 kgf/mm2이고 지름 5 mm인 볼트로 지지하려고 할 때, 필요한 지름 5 mm 볼트의 최소 개수는? (단, 볼트의 인장응력만 고려한다) ① 4 ② 8 ③ 16 ④ 64 문 8. 지름 D이고 허용전단응력이 s인 원형 중실축에 묻힘키(평행키)가 결합되어 최대 토크를 전달한다. 길이  D인 키의 허용전단응력이 s가 되는 키의 최소 폭은? (단, 전단응력만 고려한다) ①  D ②  D ③  D ④  D 문 9. 양쪽 덮개판 한줄 맞대기 이음에서 허용전단응력이 6 kgf/mm2이고 지름이 12 mm인 리벳으로 10,000 kgf의 인장하중을 견디고자 할 때, 리벳이 전단응력에 의해 파괴되지 않는 최소 리벳 개수는? ① 7 ② 9 ③ 11 ④ 13 문 10. 그림과 같이 골지름이 5 mm인 리머볼트 8개가 결합된 플랜지 커플링에 15 kgf․m의 토크를 가했을 때, 각 리머볼트에 발생하는 전단응력[kgf/mm2]은? (단, 전단응력만 고려하며, D ＝ 100 mm,  ＝ 3이다) ① 1 ② 2 ③ 4 ④ 8 문 11. 한 쌍의 스퍼 기어가 맞물려 회전할 때, 이의 간섭을 방지하기 위한 방법으로 옳지 않은 것은? ① 압력각을 줄인다. ② 치형 수정을 한다. ③ 기어의 이높이를 줄인다. ④ 피니언의 잇수를 최소 치수 이상으로 한다. 문 12. 비틀림각이 25 °, 압력각이 20 °, 잇수가 36개, 치직각 모듈이 4 mm이고 보통이를 갖는 표준 헬리컬 기어의 이끝원 지름[mm]은? (단, cos 25 ° ＝ 0.9이다) ① 116 ② 128 ③ 137.6 ④ 168 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 기계설계 나 책형 3 쪽 문 13. 안지름 100 mm, 바깥지름 140 mm, 마찰계수 0.2인 단판 마찰 클러치에 축방향 하중 100 kgf가 작용할 때, 전달할 수 있는 최대 토크[kgf․mm]는? (단, 접촉면 압력 분포는 균일마모 조건이다) ① 1,000 ② 1,200 ③ 1,400 ④ 1,600 문 14. 그림과 같이 스프링 상수가 각각 5, 10, 15 kgf/cm인 코일 스프링 A, B, C가 병렬로 연결된 스프링 장치에 하중 60 kgf을 가할 때, 하중방향의 처짐량[cm]은? (단, 스프링 장치는 수평을 유지하며 자중은 무시한다) ① 1.6 ② 1.8 ③ 2.0 ④ 2.2 문 15. 그림과 같이 윈치가 케이블을 일정한 속도로 감아서 2,000 N의 물체를 들어올릴 때, 윈치와 연결된 케이블 1번에 걸리는 장력[N]은? (단, 케이블과 도르래의 마찰과 무게는 무시한다) ① 200 ② 250 ③ 500 ④ 750 문 16. 그림과 같이 걸치기 이두께법을 사용하여 인벌류트 치형인 3개의 이를 측정한 이두께가 S이고 법선피치가 일 때, 기초원주상의 이두께는? ① S － 2 ② S － 3 ③ 2S －  ④ 3S －  문 17. 동력전달 장치인 타이밍 벨트에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① V벨트에 비해 속도의 범위가 넓다. ② 유연성(굴곡성)이 좋지 않아 작은 풀리에는 사용할 수 없다. ③ 초기장력이 작으므로 베어링에 작용하는 하중을 작게 할 수 있다. ④ 벨트와 풀리 간의 미끄럼이 없어 정확한 회전 각속도비가 유지된다. 문 18. 평벨트가 풀리 부분에서 인장응력과 굽힘응력을 동시에 받을 때, 벨트에 발생하는 최대 응력은? (단, b는 벨트의 폭, t는 벨트의 두께, D은 큰 풀리 지름, D는 작은 풀리 지름, Ts는 벨트의 이완측 장력, Tt는 벨트의 긴장측 장력, E는 벨트의 탄성계수이다) ① bt Ts ED t t ② bt Tt ED t t ③ bt Ts ED t t ④ bt Tt ED t t 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 기계설계 나 책형 4 쪽 문 19. 그림과 같이 양쪽에 원형 마찰 패드를 가진 캘리퍼형 원판 브레이크에서 제동 토크가 100 N․m, 한 쪽의 마찰 패드가 원판을 수직으로 미는 힘 Q ＝ 1,000 N, 패드와 원판 사이의 마찰계수가 0.2일 때, 원판의 중심으로부터 마찰 패드의 중심까지의 거리 R[mm]은? ① 500 ② 250 ③ 125 ④ 62.5 문 20. 원추 접촉면의 평균 지름이 500 mm, 마찰면의 폭이 50 mm, 허용 접촉면 압력이 0.1 N/mm2 , 마찰계수가 0.2, 회전 속도가 1,000 rpm인 원추 클러치가 전달할 수 있는 최대동력[kW]은? (단, 접촉면 압력 분포는 균일마모 조건이고,  ＝ 3이다) ① 32.5 ② 37.5 ③ 42.5 ④ 47.5 문 21. 그림과 같이 회전 속도 500 rpm, 동력 10 PS를 전달하는 길이 1,000 mm인 축의 중앙에 피치원지름이 200 mm인 기어가 연결되어 있을 때, 축에 발생하는 최대굽힘모멘트[kgf․mm]는? (단, 외력은 피치원에 수직인 접선력 Ft만 고려하고, 축은 양단 단순지지보로 가정하며, 축과 기어의 무게는 무시한다) ① 24,710 ② 35,810 ③ 44,750 ④ 59,120 문 22. 단열 앵귤러 볼베어링에 축방향 하중(Fa) 3 kN, 반경방향 하중(Fr) 4 kN이 동시에 작용할 때, 이 베어링의 정격수명[회전수]은? (단, 기본 동정격하중은 30 kN, 반경방향 및 축방향 하중계수는 각각 X, Y로 아래 표를 참고하고, 이 외의 다른 계수는 고려하지 않는다) 베어링 형식 접촉각 e 단열 베어링 Fr Fa ≤ e Fr Fa  e X Y X Y 앵귤러 볼베어링 30 ° 0.8 1 0 0.39 0.76 ①     ×   ②     ×   ③     ×   ④     ×   2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 기계설계 나 책형 5 쪽 문 23. 그림과 같이 베어링 하중이 일정한 방향으로 최대 250 kgf, 최소 100 kgf로 선형 파동형으로 반복 변화하고 각속도 500 rpm으로 회전하는 단열 깊은 홈 볼베어링에서 수명시간이 100,000시간 일 때, 최소 동정격하중[kgf]은? (단, 하중계수는 1.5이다) ① 1,000  ② 1,500  ③ 2,000  ④ 3,000  문 24. 그림과 같이 스프링 A가 스프링 B보다 위쪽으로 10 mm 더 길게 나와 있고 250 N의 힘을 수직으로 평판에 가하는 경우 평판의 이동거리 x [mm]는? (단, 스프링 A, B의 스프링 상수는 각각 5 N/mm, 15 N/mm이고, 평판과 스프링의 무게는 무시하며, 스프링은 탄성변형만 한다고 가정한다) ① 18 ② 20 ③ 22 ④ 24 문 25. 그림과 같이 자중이 200 N인 구가 두 경사면 위에 놓여 있을 때, 접촉점 B에서의 반력[N]은? (단, 구와 경사는 강체 점접촉이며, 마찰은 무시한다) ① 80 ② 100 ③ 100 ④ 120