2025년 국가직 9급 공개경쟁채용 기계설계 나책형 기출문제

2025년 국가직 9급 공개경쟁채용 기계설계 나책형 20문항 중 16문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 20분입니다. 나머지 4문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

1. 1번
   기계설계 시 고려 사항으로 옳지 않은 것은?
   1. ①중량과 부피의 감소를 통한 생산비용 절감
   2. ②부품의 호환성을 높이기 위해 표준규격 사용
   3. ③비용 절감을 위해 최소 표면 거칠기와 치수공차 사용
   4. ④가공, 조립, 운반, 검사 및 보수가 용이한 구조 선택
2. 2번
   지름이 10mm, 피치가 3mm인 2줄 나사를 3회전 하였을 때, 나사의 축방향 진행거리[mm]는?
   1. ①6
   2. ②9
   3. ③18
   4. ④30
3. 3번
   축이음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
   1. ①두 축이 서로 어느 각도로 교차하면 유니버설 조인트(universal joint)를 사용한다.
   2. ②원통 안에서 두 축을 맞대어 키로 고정하는 것을 플랜지 커플링(flange coupling)이라 한다.
   3. ③진동이 많이 발생하는 곳에 충격을 흡수하기 위해 플렉시블 커플링(flexible coupling)을 사용한다.
   4. ④두 축이 평행하고 축심이 약간의 거리가 있을 때 올덤 커플링(oldham coupling)을 사용한다.
4. 4번
   잇수 20개, 모듈 10mm인 구동 피니언이 잇수 80개인 기어와 맞물려 있을 때, 이 기어쌍의 속도비는?
   1. ①0.25
   2. ②0.5
   3. ③2
   4. ④4
5. 5번
   체인 전동장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
   1. ①동시에 여러 축에 동력을 전달할 수 있다.
   2. ②초기 장력 없이 구동할 수 있다.
   3. ③미끄럼 현상이 있어 일정한 속도비를 얻을 수 없다.
   4. ④회전하는 2개의 스프로킷 휠 사이에 동력을 전달하기 위해 사용한다.
6. 6번
   회전토크 T \,를 전달하는, 직경이 D \,인 회전축에 폭과 높이가 h인 평행키(parallel key)가 설치되어 있다. 키 재료의 허용압축응력이 \sigma_{{c}}, 허용전단응력이 \tau_{{s}} ( = 0.4 \, \sigma_{{c}} )일 때, 평행키의 필요한 최소 길이는? (단, 키의 묻힘 높이는 0.5h이며, 축 재료의 강도는 고려하지 않는다)
   1. ①\frac{{2 T}}{{D \, h \sigma_{{c}}}}
   2. ②\frac{{3 T}}{{D \, h \sigma_{{c}}}}
   3. ③\frac{{4 T}}{{D \, h \sigma_{{c}}}}
   4. ④\frac{{5 T}}{{D \, h \sigma_{{c}}}}
7. 7번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
8. 8번
   리벳구멍의 지름이 20mm, 피치가 40mm인 1열 겹치기 리벳이음에서 판의 효율을 \eta라 할 때, 피치만을 80mm로 변경 시 판의 효율은?
   1. ①\eta
   2. ②1.5\eta
   3. ③2\eta
   4. ④2.5\eta
9. 9번
   순수 반경방향 하중 P \,를 받고 있는 롤러베어링과 볼베어링의 수명이 동일한 경우, 롤러베어링의 기본 동정격하중이 C_{{1}}일 때, 볼베어링의 기본 동정격하중은? (단, 두 베어링의 회전속도는 동일하다)
   1. ①P^{{- \frac{{1}}{{10}}}} C_{{1}}^{{\frac{{9}}{{10}}}}
   2. ②P^{{\frac{{1}}{{10}}}} C_{{1}}^{{\frac{{9}}{{10}}}}
   3. ③P^{{- \frac{{1}}{{9}}}} C_{{1}}^{{\frac{{10}}{{9}}}}
   4. ④P^{{\frac{{1}}{{9}}}} C_{{1}}^{{\frac{{10}}{{9}}}}
10. 10번
    마찰 클러치 설계 시 고려 사항으로 옳지 않은 것은?
    1. ①동력을 차단시킬 때 큰 외력이 불필요할 것
    2. ②관성력을 작게 하기 위해 소형, 경량으로 할 것
    3. ③마모의 발생에 대하여 적절한 수정이 가능할 것
    4. ④종동축에 과대한 하중이 작용하더라도 미끄럼이 발생하지 않을 것
11. 11번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
12. 12번
    중실축이 1,000rpm으로 30kW의 동력을 전달한다. 축에서 전단응력이 100MPa를 초과하지 않기 위한 축의 최소 지름[mm]은? (단, \pi＝3이다)
    1. ①root {3} of {12 , 000}
    2. ②root {3} of {13 , 500}
    3. ③root {3} of {15 , 000}
    4. ④root {3} of {16 , 000}
13. 13번
    V벨트의 장점에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①접촉 면적이 넓어서 큰 동력을 전달할 수 있다.
    2. ②축간거리를 단축시킬 수 있어 설치 면적을 절약할 수 있다.
    3. ③이음매가 없어서 충격을 완화할 수 있고 운전이 정숙하다.
    4. ④미끄럼이 없어 속도비가 고정되므로 정밀 동기 운전에 적합하다.
14. 14번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
15. 15번
    사이클로이드(cycloid) 치형에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①접촉 위치가 변해도 압력각이 일정하게 유지된다.
    2. ②치형의 맞물림 과정에서 마모와 소음이 적은 편이다.
    3. ③시계와 같은 정밀 기계 장치에서 사용되는 예가 많다.
    4. ④외접 구름원(epicycloid)과 내접 구름원(hypocycloid)에 의해 치형 윤곽이 형성된다.
16. 16번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
17. 17번
    원통 축을 중심으로 회전하는 균일한 원통형 관성차의 운동에너지가 E \,이다. 지름이 2배가 되고, 회전각속도가 \frac{1}{2}로 줄어든 원통형 관성차의 운동에너지는? (단, 관성차의 재질과 두께는 유지된다)
    1. ①2E
    2. ②4E
    3. ③8E
    4. ④16E
18. 18번
    양면에 동일한 패드가 삽입된 캘리퍼형 디스크 브레이크를 19.2kW의 동력이 가해지는 축에 설치하였다. 회전속도가 600rpm인 축의 회전을 멈추기 위해 한쪽 마찰패드가 원판에 작용해야 하는 최소 마찰력[kN]은? (단, 접촉면은 균일마모조건이며, 원판 중심으로부터 패드 중심까지의 거리는 80mm이고, \pi＝3이다)
    1. ①2
    2. ②3
    3. ③4
    4. ④5
19. 19번
    관이음과 밸브에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①게이트 밸브는 밸브 봉을 돌려서 열 때 밸브 시트의 면과 직선적으로 미끄럼 운동한다.
    2. ②체크 밸브는 밸브의 무게와 밸브 양면에 작용하는 압력차로써 자동적으로 작동하여 역류를 방지한다.
    3. ③나사 이음은 관에 나사산을 내어 맞물리게 체결하는 방식으로, 접속부에 패킹 등을 넣어 누설을 방지한다.
    4. ④플랜지 이음은 관 끝단에 플랜지를 설치하고 결합하는 방식으로, 주로 소구경 배관이나 저압 배관에 적합하다.
20. 20번
    지름(D \,)이 3,600mm이고, 두께(t)와의 비 \frac{{D}}{{t}} \ge 40을 만족하는 얇은 벽 두께의 구형 압력용기를 설계하려 한다. 이 압력용기 소재의 허용인장응력은 450MPa이다. 얇은 벽 두께의 구형 용기에 내압 1.5MPa이 작용할 때, 파손되지 않기 위한 최소 벽 두께[mm]는? (단, 지름은 내부 지름과 외부 지름의 평균값이고, 전단 파손은 고려하지 않는다)
    1. ①1
    2. ②1.5
    3. ③2
    4. ④3