2019년 국가직 7급 공개경쟁채용 기계설계 가책형 기출문제

2019년 국가직 7급 공개경쟁채용 기계설계 가책형 20문항 중 13문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 20분입니다. 나머지 7문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

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1번
원동차가 1,000rpm으로 종동차에 외접하여 회전하고, 종동차의 지름이 800mm인 원통마찰차가 있다. 이 원통마찰차를 10kN의 힘으로 밀어서 접촉시키면, 최대전달동력이 30\pikW가 된다. 이 원통마찰차에서 종동차의 회전속도[rpm]는? (단, 마찰계수 \mu＝0.3이다)
1. ①700
2. ②750
3. ③800
4. ④850
2번
같은 재료로 만들어진 중실축과 중공축에 동일한 비틀림 모멘트가 가해진다. 두 축에 작용하는 최대전단응력이 같을 경우, 지름의 비 \frac{{d_{{o}}}}{{d}}는? (단, 중실축의 지름은 d, 중공축의 안지름은 d_{{i}}, 바깥지름은 d_{{o}}, \frac{{d_{{i}}}}{{d_{{o}}}} = \frac{{1}}{{2}}이다)
1. ①root {3} of {\frac{{16}}{{15}}}
2. ②root {3} of {\frac{{15}}{{16}}}
3. ③root {4} of {\frac{{16}}{{15}}}
4. ④root {4} of {\frac{{15}}{{16}}}
3번
볼베어링 수명시간에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, L_{{h}}는 볼베어링 수명시간[hr], C \,는 기본 동정격하중 또는 기본 동부하용량[N], P \,는 베어링 하중 또는 동등가하중[N], f_{{h}}는 수명계수, N \,은 볼베어링 회전수[rpm]이다)
1. ①L_{{h}} = \frac{{10^{{6}}}}{{60 N}} \left( \frac{{C}}{{P}} \right)^{{3}}
2. ②동일 베어링 그룹을 같은 조건에서 각각 운전하였을 때, 90% 이상의 베어링이 손상되지 않을 때까지의 총 회전수를 정격수명이라 한다.
3. ③외륜을 고정하고 내륜을 회전하는 조건에서 33.3rpm으로 500시간의 정격수명을 얻을 수 있는 베어링 하중을 기본 동정격하중이라 한다.
4. ④L_{{h}} = f_{{h}}^{{\, \, \, \, 10 / 3}} \times 500
4번
체인전동에서 체인의 속도는 주기적으로 변동한다. 스프로킷 휠 피치원의 반지름을 R, 잇수를 Z, 회전속도를 w, 체인의 최대속도를 V_{\max}, 체인의 최소속도를 V_{\min}이라 할 때, V_{{\max}} - V_{{\min}}을 나타낸 식은?
1. ①R \omega - R \omega \, \cos ( \frac{{180 ^{\circ}}}{{Z}} )
2. ②R \omega - R \omega \, \cos ( \frac{{360 ^{\circ}}}{{Z}} )
3. ③\frac{{1}}{{2}} \left\{ R \omega - R \omega \cos ( \frac{{180 ^{\circ}}}{{Z}} ) \right\}
4. ④\frac{{1}}{{2}} \left\{ R \omega - R \omega \, \cos ( \frac{{360 ^{\circ}}}{{Z}} ) \right\}
5번
KS 규격에 기계제도에 사용되는 선의 종류와 그 용도가 정의되어 있다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1. ①굵은 실선: 대상물의 보이는 부분인 외형 윤곽을 나타내기 위하여 사용
2. ②굵은 1점 쇄선: 특별한 요구 사항을 적용할 범위를 나타내기 위하여 사용
3. ③가는 2점 쇄선: 움직이는 부분의 궤적 중심을 나타내기 위하여 사용
4. ④가는 실선: 각종 기호나 지시 사항을 기입하기 위하여 사용
6번
1,000kgf의 축방향 하중을 받고 300rpm으로 회전하는 칼라 저널 베어링에서 칼라의 안지름이 100mm이고, 바깥지름이 200mm이다. 발열계수의 최대허용치를 고려할 때, 최소 칼라 개수는? (단, 발열계수의 최대허용치는 0.04kgf/mm²․m/s이다)
1. ①2
2. ②3
3. ③4
4. ④5
7~8번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
9번
모듈 m＝4, 두 축의 중심거리 c＝200mm, 이폭 b＝10mm, 회전각속도비 \epsilon \, \, = \frac{{3}}{{2}}인 한 쌍의 스퍼기어가 있다. 면압강도만을 고려할 때, 이 스퍼기어가 전달할 수 있는 전달력 F \,[N]는? (단, 면압강도식은 헤르츠의 접촉응력이론에 기반하고, 속도계수 f_{{v}}＝1, 접촉면 응력계수 k＝0.3N/mm²이다)
1. ①576
2. ②588
3. ③600
4. ④612
10번
고속터빈에서 연삭 휠로 동력을 전달할 때, 길이 1m, 무게 300g인 타이밍 벨트를 사용한다. 벨트의 최대 허용장력은 2,250N이고 터빈과 연삭휠의 회전속도가 같을 때, 최대 기준전달동력을 갖는 벨트 속도 v[m/s]는? (단, 풀리에서 벨트와 접촉한 잇수는 6개 이상이며, 벨트의 폭은 기준너비이다)
1. ①1.5
2. ②5
3. ③50
4. ④150
11번
3개의 기계 부품으로만 이루어진 제품이 있다. 3개의 기계 부품이 병렬로 연결되어 있고, 각 부품의 신뢰도(reliability)가 각각 80.0%, 90.0%, 85.0%일 때, 이 제품 전체의 신뢰도[%]는? (단, 기계부품이 병렬 연결된 제품의 파손은 모든 기계부품이 파손되었을 때 발생한다)
1. ①55.0
2. ②85.0
3. ③90.0
4. ④99.7
12번
압축코일스프링에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1. ①Wahl의 응력 수정계수는 스프링의 내부에 발생하는 다양한 응력의 분포상태를 보정해 주기 위해 사용된다.
2. ②Wahl의 응력 수정계수는 스프링 지수가 증가할수록 감소한다.
3. ③스프링 지수는 스프링 제작 시 파손위험을 고려하여 보통 4 이하로 선정된다.
4. ④스프링 지수는 스프링의 평균지름 D \,와 스프링 소선의 지름 d의 비인 \frac{D}{d}이다.
13번
강판을 원통 형태로 말아서 피치 50mm, 리벳의 지름 25mm인 한줄 겹치기 리벳이음으로 원통형 압력용기를 제작한다. 안지름이 400mm이고 내압이 10N/mm²인 원통형 압력용기를 인장강도 4kN/mm²인 강판을 이용하여 제작할 때, 가장 적합한 판의 두께[mm]는? (단, 리벳이음 효율은 판의 효율만 고려하고, 안전계수 5, 부식여유 1mm를 적용한다)
1. ①2.5
2. ②3.5
3. ③5.0
4. ④6.0
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16번
지름 300mm인 풀리가 지름 40mm인 전동축에 의해 회전하고 있으며, 풀리의 외경에 접하는 방향으로 200kgf의 힘이 가해진다. 풀리와 전동축이 폭 5mm, 높이 6mm, 길이 l인 평행키에 의해 결합되어 있을 때, 최소 평행키의 길이 l \,[mm]은? (단, 키 재료의 허용압축응력은 10kgf/mm², 허용전단응력은 5kgf/mm²이다)
1. ①10
2. ②25
3. ③50
4. ④60
17번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
18번
유니버셜 커플링에서 구동축의 각속도를 \omega_{{A}}, 종동축의 최대 각속도를 \omega_{{Bmax}}, 종동축의 최소 각속도를 \omega_{{Bmin}}, 양 축의 교차각도를 \alpha라고 하면, \alpha＝30°인 경우 \frac{{\omega_{{Bmax}} - \omega_{{Bmin}}}}{{\omega_{{A}}}}는?
1. ①\frac{{2}}{{\sqrt{{3}}}}
2. ②\frac{{1}}{{1 - \sqrt{{3}}}}
3. ③\frac{{2}}{{\sqrt{{3}} - 1}}
4. ④\frac{{1}}{{2 \sqrt{{3}}}}
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