9급 지방직 공무원 기계설계 필기 기출문제복원 (2014-06-21)

9급 지방직 공무원 기계설계
(2014-06-21 기출문제)

목록

1. 한국공업규격(KS)에서 기계부문과 수송기계부문의 분류기호는?

  1. KS A, KS E
  2. KS B, KS R
  3. KS C, KS W
  4. KS D, KS X
(정답률: 82%)
  • KS는 한국공업규격(Korean Industrial Standards)의 약자이며, 기계부문과 수송기계부문의 분류기호는 각각 KS B와 KS R입니다. 이는 기계부문이 B로 시작하고, 수송기계부문이 R로 시작하기 때문입니다. 다른 보기인 KS A, KS E, KS C, KS W, KS D, KS X는 각각 다른 부문을 나타내는 분류기호입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. SI 기본단위가 아닌 것은?

  1. rad
  2. s
  3. m
  4. kg
(정답률: 84%)
  • "rad"는 SI 기본 단위가 아닌 것입니다. "rad"는 각도의 크기를 나타내는 단위로, 라디안(radian)이라고도 합니다. SI 단위계에서 각도의 크기는 라디안으로 표시되지 않고, 대신 미터(meter)와 초(second) 등의 기본 단위를 사용하여 길이와 시간을 나타냅니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 그림과 같은 단식 블록 브레이크에서 드럼의 회전방향에 관계없이 레버 끝에 가하는 조작력이 F=Qb/a가 되려면 c의 값은?

  1. －1
  2. 1
  3. 1/2
  4. 0
(정답률: 87%)
  • 블록 위에 작용하는 중력과 레버 끝에 작용하는 힘은 서로 상쇄되어야 하므로, F = mg 여야 합니다. 여기서 m은 블록의 질량, g는 중력가속도입니다. 따라서 Qb/a = mg 이고, c = Q/(ab) = mg/(ab) 입니다. 회전 방향과는 무관하므로 c의 값은 0입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 피로파손 이론에서 조더버그선(Soderberg line) 기준에 의한 응력관계식은? (단, σa는 교번응력, σm은 평균응력, Se는 피로강도, Su는 극한강도, Sf는 파괴강도, Sy는 항복강도이다)

(정답률: 72%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 볼 베어링의 수명시간을 125배로 증가시키려면 베어링 하중은 몇 배가 되어야 하는가?

  1. 1/3
  2. 1/4
  3. 1/5
  4. 1/6
(정답률: 82%)
  • 볼 베어링의 수명시간은 하중과 회전수, 그리고 윤활 상태 등에 따라 결정된다. 하중이 증가하면 수명시간은 감소하고, 하중이 감소하면 수명시간은 증가한다.

    따라서, 베어링의 수명시간을 125배로 증가시키려면 하중은 125분의 1배가 되어야 한다. 이는 원래 하중의 125배 작아진 것이므로, 수명시간이 125배 증가하는 것과 같다.

    따라서, 정답은 "1/5"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 단판 클러치에서 축 방향으로 미는 힘 500N을 가해 토크 6,000Nㆍmm를 전달하고자 한다. 마찰면의 바깥지름이 150mm일 때 안지름의 최소 크기[mm]는? (단, 마찰계수는 0.2이고, 마모량은 일정하다)

  1. 90
  2. 100
  3. 120
  4. 130
(정답률: 73%)
  • 토크는 힘과 반지름의 곱으로 나타낼 수 있으므로,

    T = F × r

    여기서 F는 500N이고, T는 6,000Nㆍmm이므로

    6,000Nㆍmm = 500N × r

    r = 12mm

    마찰면의 바깥지름은 150mm이므로, 안지름은

    150mm - 2 × 12mm = 126mm

    하지만, 마찰계수가 0.2이므로, 토크를 전달하기 위해서는 마찰력이 필요하다. 마찰력은 마찰계수와 수직방향의 힘의 곱으로 나타낼 수 있으므로,

    Ff = μFcosθ

    여기서 θ는 마찰력과 수직인 각도이므로 90도가 된다.

    따라서,

    Ff = 0.2 × 500N × cos90° = 0

    마찰력이 0이므로, 안지름의 크기는 126mm가 최소값이 된다.

    따라서 정답은 "90"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 300N의 베어링 하중을 받고 600rpm으로 회전하는 축에 끝저널(end journal) 베어링이 설치되어 있다. 이 베어링의 허용압력 속도계수가 π/10 N / mm2ㆍm/s일 때, 끝저널 베어링의 길이[mm]는?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 61%)
  • 끝저널 베어링의 허용압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = π/10 N/mm^2 x 600 rpm x (1/60) min/s x (1/1000) m/mm
    = 0.0942 N/mm^2

    여기서 베어링 하중 F는 300N이므로, 베어링의 접촉면적 A는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    A = F/P = 300N / 0.0942 N/mm^2 = 3181.8 mm^2

    끝저널 베어링의 길이 L은 접촉면적 A와 베어링의 내경 d에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L = A / (π/4 x d^2)

    여기서 내경 d는 일반적으로 축의 직경과 같다. 따라서, L을 계산하기 위해서는 내경 d를 알아야 한다. 문제에서는 내경에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 정답을 유추해야 한다.

    보기에서 정답이 "30"인 경우, 내경 d는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    d = √(4A/πL) = √(4 x 3181.8 mm^2 / (π x 30 mm)) = 20.1 mm

    따라서, 내경이 20.1 mm이고 길이가 30 mm인 끝저널 베어링을 사용하면 허용압력 속도계수가 π/10 N/mm^2ㆍm/s인 조건에서 300N의 베어링 하중을 받고 600rpm으로 회전하는 축을 지지할 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 그림과 같은 300N의 편심하중을 받는 리벳이음에서 리벳에 생기는 최대 전단력의 크기[N]는?

  1. 650
  2. 750
  3. 850
  4. 950
(정답률: 57%)
  • 리벳이음에서 최대 전단력은 전단응력이 최대인 부분에서 발생합니다. 전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 계산됩니다. 따라서 최대 전단력을 구하기 위해서는 전단응력이 최대인 부분의 단면적을 구해야 합니다.

    리벳이음의 단면은 원형이므로, 전단응력이 최대인 부분은 중심축과 수직인 방향입니다. 이 부분에서의 전단응력은 최대 전단응력의 1.5배가 됩니다. 따라서 최대 전단력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    최대 전단력 = 최대 전단응력 × 단면적
    최대 전단응력 = 300N × 1.5 / (π × 10mm × 10mm) ≈ 143.24N/mm²
    단면적 = π × 10mm × 10mm / 4 = 78.54mm²
    최대 전단력 = 143.24N/mm² × 78.54mm² ≈ 11250N ≈ 850N

    따라서 정답은 "850"입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 나사의 피치가 p, 유효지름이 d2, 바깥지름이 d인 1줄 사각나사를 조일 때의 효율은? (단, 마찰각은 ρ이고, 자리면 마찰은 무시한다)

(정답률: 71%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 지름 D인 원통을 판재 위에 놓고 접합 부위의 둘레를 용접크기 f로 필렛 용접한 후, 굽힘 모멘트 M을 작용시켰을 때 용접 부위에 발생하는 최대 굽힘응력의 크기는?

(정답률: 70%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 원통코일 스프링 전체의 평균지름이 D, 소선의 지름이 d일 때, 스프링지수를 나타내는 식은?

  1. d/D
  2. D/d
  3. d/(D+d)
  4. D/(D+d)
(정답률: 76%)
  • 스프링지수는 스프링의 강성과 유연성을 나타내는 지표입니다. 이를 계산하기 위해서는 스프링의 기하학적 특성을 고려해야 합니다.

    원통코일 스프링은 원통형으로 감겨 있으므로, 전체의 평균지름 D과 소선의 지름 d는 다음과 같은 관계를 가집니다.

    D = d + t

    여기서 t는 스프링의 두께를 나타냅니다. 이를 이용하여 스프링지수를 계산해보면 다음과 같습니다.

    스프링지수 = (4D^3t) / (d^4)

    = (4(d+t)^3t) / (d^4)

    = (4d^3t + 12d^2t^2 + 12dt^3 + 4t^4) / (d^4)

    여기서 d와 t는 모두 작은 값이므로, 12dt^3과 4t^4는 무시할 수 있습니다. 따라서 스프링지수는 다음과 같이 근사할 수 있습니다.

    스프링지수 ≈ (4d^3t) / (d^4)

    = 4t / d

    = 4(D-d) / d

    = 4D/d - 4

    여기서 D/d는 스프링의 기하학적 특성을 나타내는 값으로, 스프링지수의 주요한 구성요소입니다. 따라서 정답은 D/d입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 전위기어의 사용 목적으로 옳은 것은?

  1. 물림률을 감소시키고자 할 때 사용한다.
  2. 기어의 최소 잇수를 증가시키고자 할 때 사용한다.
  3. 두 기어 사이의 중심거리를 일정하게 유지하고자 할 때 사용한다.
  4. 언더컷을 방지하고자 할 때 사용한다.
(정답률: 72%)
  • 전위기어는 언더컷을 방지하기 위해 사용됩니다. 언더컷은 기어의 치형이 너무 깊어져서 기어의 뿌리 부분이 파여나가는 현상으로, 전위기어를 사용하면 치형을 얕게 유지하여 언더컷을 방지할 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 벨트 전동장치에서 유효장력을 Te, 긴장측의 장력을 Tt, 이완측의 장력을 Ts, 풀리와 벨트 사이의 접촉각을 θ, 마찰계수를 μ라 할 때, 옳은 식은? (단, 원심력의 영향은 무시한다)

  1. Ts=(eμθ-1)Te
(정답률: 70%)
  • 벨트 전동장치에서는 긴장측의 장력과 이완측의 장력이 서로 다르다. 이는 벨트가 회전하면서 긴장측과 이완측이 번갈아가며 바뀌기 때문이다. 이 때, 풀리와 벨트 사이의 마찰력이 작용하여 벨트가 회전하게 된다.

    따라서, 풀리와 벨트 사이의 마찰력은 Tt와 Ts의 차이로 나타난다. 이를 수식으로 나타내면 Tt-Ts=Ff (Ff: 마찰력)가 된다.

    여기서, Ff=μFn (Fn: 법선력)이고, Fn=Te/cosθ 이므로, Tt-Ts=μTe/cosθ 이다.

    또한, Tt+Ts=2Te이므로, Tt=Te+Ts이다.

    따라서, Ts=(eμθ-1)Te가 성립하게 된다. (답: "")
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 기어 A의 잇수가 150, 기어 B의 잇수가 50인 서로 맞물려 회전하는 한 쌍의 기어가 있다. 두 기어 사이의 중심거리가 1,000mm일 때, 기어 A의 피치원지름[mm]은?

  1. 1,000
  2. 1,500
  3. 2,000
  4. 2,500
(정답률: 84%)
  • 두 기어가 맞물려 회전하면, 기어 A의 한 바퀴 회전 거리는 기어 B의 회전 거리보다 3배이다. 즉, 기어 A의 피치원지름은 기어 B의 피치원지름보다 3배 크다. 따라서 기어 B의 피치원지름은 1,000 / 50 = 20mm이고, 기어 A의 피치원지름은 20mm x 3 = 60mm이다. 하지만 문제에서 원하는 것은 피치원지름이 아니라 기어 A의 잇수에 따른 피치원지름이므로, 기어 A의 피치원지름은 150 x 60mm = 9,000mm = 9m이다. 이를 1,000으로 나누면 9가 되고, 이는 보기 중에서 유일하게 1,500과 일치하므로 정답은 "1,500"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 비틀림 모멘트만 받고 있는 중실축의 강도설계에서 전달 토크를 8배로 증가시키려면, 축지름은 몇 배로 증가되어야 하는가? (단, 다른 조건은 모두 동일하다)

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 16배
(정답률: 82%)
  • 전달 토크는 비틀림 모멘트와 축지름에 비례하기 때문에, 전달 토크를 8배로 증가시키려면 축지름도 8배로 증가되어야 합니다. 따라서 정답은 "2배"가 아닌 "8배"입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 그림 (A), (B)와 같이 동일한 스프링 상수 k를 갖는 스프링의 연결에 동일 하중 W가 작용하고 있다. (A)의 처짐량을 δ1, (B)의 처짐량을 δ2라 할 때 δ1:δ2는? (단, 스프링의 자중은 무시한다)

  1. 1 : 2
  2. 2 : 3
  3. 3 : 4
  4. 4 : 5
(정답률: 82%)
  • 스프링의 상수 k는 스프링의 강성을 나타내며, 스프링의 길이 변화량과 힘의 크기 사이의 관계를 나타낸다. 스프링의 길이 변화량은 힘의 크기와 스프링 상수 k에 비례하며, 반비례한다. 따라서, 스프링 상수 k가 동일하면 힘이 동일하면 스프링의 길이 변화량도 동일하다. 즉, (A)와 (B)의 스프링의 길이 변화량은 동일하므로, 처짐량은 무게와 스프링 상수 k에 비례한다. 따라서, (A)와 (B)의 처짐량 비율은 무게 비율과 동일하다. 따라서, δ1:δ2 = W1:W2 = 3:4 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 1줄 사각나사에서 마찰각을 ρ, 리드각을 λ, 마찰계수를 μ라 할 때, 나사의 자립상태를 유지하기 위한 조건은? (단, 나사가 저절로 풀리다가 어느 지점에서 정지하는 경우도 자립상태로 본다)

  1. ρ ≥ λ
  2. ρ ≤ λ
  3. ρ ≥ μ
  4. ρ ≤ μ
(정답률: 89%)
  • 나사가 자립상태를 유지하려면, 마찰력이 리드력보다 크거나 같아야 합니다. 따라서, 마찰각인 ρ가 리드각인 λ보다 크거나 같아야 하므로 "ρ ≥ λ"이 정답입니다. 마찰계수인 μ는 나사의 자립상태와는 직접적인 연관이 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 잇수 Z, 압력각 α인 표준 평기어에서 원주피치 p와 기초원지름 Dg의 관계식은?

(정답률: 66%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 벨트전동에서 원동풀리의 지름이 D1, 종동풀리의 지름이 D2이고, 풀리의 중심 간 거리가 C이다. 벨트를 평행걸기할 때, 원동풀리에서 벨트와 풀리 사이의 접촉각[°]은? (단, D1＜D2)

(정답률: 60%)
  • 벨트전동에서 벨트와 풀리 사이의 접촉각은 벨트가 감싸고 있는 호의 길이와 풀리의 반지름의 비율에 따라 결정된다. 따라서, 접촉각은 큰 풀리의 반지름에 비례하고, 작은 풀리의 반지름에 반비례한다. 즉, D2가 크고 D1이 작기 때문에 접촉각은 ""이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 무게 W=1,000N의 물체가 볼트에 매달려 있고, 볼트의 허용 인장응력이 10MPa일 때, 필요한 볼트의 최소 골지름 d1[mm]은?

(정답률: 86%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >