5급 공채 2차

2018년 5급 공채 기술 2차 기계설계

문제 5개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (15점)

끼워맞춤과 공차에 관한 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 끼워맞춤 관계에 있는 구멍과 축에서 기준치수에 대한 구멍의 공차가 \phi 100_{{0}}^{{+ 0.07}} \,, 축의 공차가 \phi 100_{{+ 0.1}}^{{+ 0.15}} \,일 때, 최대 틈새(또는 최소 죔새)와 최소 틈새(또는 최대 죔새)를 구하시오. (4점)
  2. (2) 다음에 주어진 표를 참고하여 기준치수에 대한 구멍의 공차가 \phi 75 H 8, 축의 공차가 \phi 75 js 7일 때, 최대 틈새를 구하고, 끼워맞춤의 종류는 무엇인지 쓰시오. (4점)
    공차의 단위: μm
    등급
    구분[mm]    		IT06IT07IT08
    을 초과이하
    3050162539
    5080193046
    80120223554
  3. (3) 기하공차의 필요성과 종류에 대해 기술하시오. (7점)

제2문 (15점)

체결용 나사의 풀림방지와 관련하여 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 나사풀림이 발생하는 원리에 대해 기술하시오. (5점)
  2. (2) 스프링 와셔(spring washer) 풀림 방지 방법에 대해 설명하시오. (5점)
  3. (3) 록너트(lock nut 또는 jam nut) 풀림 방지 방법에 대해 설명하시오. (5점)

제3문 (20점)

그림과 같이 원추 브레이크의 마찰면 평균지름 D_{m}＝160mm, 폭 c＝20mm, 원추각 2\alpha＝60°, 접촉면 마찰계수 \mu＝0.3이다. 이 원추 브레이크를 사용하여 회전수 500rpm으로 10PS을 전달하는 회전축을 제동하려고 할 때, 다음 물음에 답하시오. (단, 균일마모조건을 적용한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 필요한 제동토크[N․mm]를 구하시오. (5점)
  2. (2) 제동력 f와 축방향으로 작용시켜야 할 힘 P의 비 \frac{{f}}{{P}}를 \mu와 \alpha만의 식으로 나타내시오. (5점)
  3. (3) 축방향으로 작용시켜야 할 힘 P \,[N]를 구하시오. (5점)
  4. (4) 원추 브레이크의 조작력 F \,[N]를 구하시오. (단, \frac{b}{a}값은 0.7이다) (5점)

제4문 (35점)

그림은 15PS, 1,500rpm의 동력을 전달하는 전동기와 V벨트 및 스퍼기어를 이용하여 구성한 감속장치의 개략도이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 각 축을 이루는 재료의 허용전단응력은 2kgf/mm2이다) (총 35점)
[그림]
  1. (1) 비틀림 강도에 의한 축 Ⅰ의 최소 지름을 구하시오. (3점)
  2. (2) 플랜지커플링에 4개의 볼트를 사용할 경우, 최소 골지름을 구하시오. (단, 볼트의 피치원지름은 50mm, 볼트의 허용전단응력은 2.1kgf/mm2이다) (2점)
  3. (3) 플랜지 뿌리부의 두께를 구하시오. (단, 뿌리부의 지름은 30mm, 허용전단응력은 0.5kgf/mm2이다) (3점)
  4. (4) 벨트장치에서 풀리 Ⅰ의 지름이 200mm, 축 II와 축 III의 축간거리는 풀리 Ⅱ의 지름과 같고 감속비가
    1
    3
    일 때, V벨트의 최소 가닥수를 구하시오. (단, 벨트의 유효마찰계수는 0.48, 단위길이당 무게는 0.56kgf/m, 벨트허용장력은 90kgf, 부하수정계수는 0.6이다) (10점)
  5. (5) 축 Ⅱ에 긴장측의 장력과 이완측의 장력의 합력이 작용할 때, 최대전단응력이론을 사용하여 축 Ⅱ의 지름을 구하시오. (단, 축과 풀리의 자중은 무시한다) (8점)
  6. (6) 스퍼기어의 감속비가
    1
    4
    이고 축간거리가 400mm일 때 기어의 모듈을 구하시오. (단, 이폭은 모듈의 10배이고, 속도계수는 0.48, 허용굽힘응력은 30kgf/mm2, 모듈치형계수는 0.313이다) (9점)

제5문 (15점)

유성기어장치(planetary gear train)에서 태양기어(sun gear)의 잇수가 24개이며, 유성기어 잇수가 15개일 때, 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 링기어(ring gear)의 잇수를 계산하시오. (5점)
  2. (2) 입력축을 링기어에, 출력축은 캐리어에 연결하고, 태양기어를 고정하였을 때, 입력축에 대한 출력축의 각속도비를 구하시오. (10점)