9급 국가직 공무원 기계설계 필기 기출문제(해설) 및 CBT 2008년04월12일

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1. 롤러 체인전동에서 체인과 맞물려 있는 스프로킷 휠(잇수 : Z )의 회전반지름은 체인 회전에 따라 주기적으로 변동한다. 각속도가 일정할 때 이러한 회전반지름의 변동으로 인한 체인의 속도변동률 (vmax-vmin)/vmax은? (단, 여기서 vmax와 vmin은 각각 체인의 최대, 최소 속도이다)      1.      2.      3.      4.      정답 : [ 4 ]      정답률 : 78%

2. 모듈 4, 중심거리 200mm인 한 쌍의 스퍼기어에서 구동기어의 잇수가 40개일 때 구동기어에 대한 피동기어의 속도비는?      1. 1/2      2. 3      3. 2/3      4. 3/2      정답 : [ 3 ]      정답률 : 69%

3. 드럼의 지름이 700mm인 단식 블록 브레이크의 드럼축에 140N·m의 토크가 작용하고 있을 때, 제동을 위해 필요한 블록과 드럼 사이의 수직력의 크기[kN]는? (단, 마찰계수는 0.1이다)      1. 1      2. 2      3. 3      4. 4      정답 : [ 4 ]      정답률 : 75%

4. 그림과 같은 단순 지지보 AB 위에 균일분포 하중 ω＝200N/m가 작용하고 있을 때 A단에서 x＝1.5 m 지점에서의 전단력의 크기[N]는?          1. 100      2. 150      3. 200      4. 250      정답 : [ 3 ]      정답률 : 82%

5. 외경 110mm, 두께 5mm인 강관에 내압 40MPa이 작용한다. 강관을 얇은 두께로 가정할 때, 길이(축)방향 하중[kN]과 길이(축) 방향 응력[MPa]은?      1. 20π, 100      2. 40π, 400      3. 80π, 200      4. 100π, 200      정답 : [ 4 ]      정답률 : 84%

6. 축과 키의 재료가 동일한 허용전단응력을 가진다고 할 때, 축의 지름이 40mm이고 묻힘키(sunk key)의 폭이 10mm라면 필요한 키의 최소 길이[mm]는?      1. 50      2. 56      3. 63      4. 70      정답 : [ 3 ]      정답률 : 76%       <문제 해설> 축의 허용전단응력 τ= T/Zp = 16T/(π*d^3) 키의 허용전당응력 τ= 2T/(b*l*d) 16T/(π*d^3) = 2T/(b*l*d) l = π*d^2/8b = π*40^2/(8*10) = 20π = 63 [해설작성자 : 형준형]

7. 바깥지름 150mm, 두께 5mm, 길이 10 m인 양 끝단이 구속된 강관의 온도를 20 °C에서 320 °C까지 상승시켰을 때 길이(축)방향으로 발생하는 응력의 크기는? (단, 재료의 영의 계수(Young's modulus) E＝200 GPa, 열팽창 계수(선팽창계수)는 112 × 10-7 [1/°C]이다)      1. 692 GPa      2. 863MPa      3. 573 GPa      4. 672MPa      정답 : [ 4 ]      정답률 : 87%       <문제 해설> Eα델타T 해보면    E=200000mpa / α=112x10^-7 / 델타T 320-20 =300 다 곱해주면 672mps [해설작성자 : comcbt.com 이용자]

8. 스프링 상수가 100 N/cm인 압축 코일스프링을 3등분하여 만들어진 3개의 스프링을 병렬로 연결하여 1800 N의 압축력을 가한 다면 스프링의 변형량[cm]은?      1. 2      2. 3      3. 6      4. 1.8      정답 : [ 1 ]      정답률 : 52%

9. 벨트의 폭과 두께가 각각 100 mm, 5 mm인 평벨트 전동에서 벨트속도가 8m/s일 때 전달동력[kW]은? (단, 벨트의 허용인장응력은 2.5 MPa이며, eμθ＝3으로 하고, 원심력은 무시한다)      1. 6.7      2. 19.6      3. 4.9      4. 14.7      정답 : [ 1 ]      정답률 : 70%       <문제 해설> Te= T1-T2 장력비= T1/T2 응력= T1/bt H= Te x v 2.5=T1/(100*5) -> T1= 1250 e= 1250/T2=3 -> T2= 1250/3 Te= 1250 - 1250/3 = 2500/3 따라서 H=2500/3 x 8 = 6.666666...=6.7[kW] [해설작성자 : 공돌이]

10. 그림과 같이 폭 100 mm, 두께 12 mm의 강판의 측면을 용접치수 12mm, 용접길이 120mm로 필릿 용접하였다. 용접부의 허용전단 응력을 50 MPa이라 할 때 최대로 지탱할 수 있는 하중 P[kN]는?           1. 101.8      2. 141.4      3. 50.9      4. 70.7      정답 : [ 1 ]      정답률 : 78%

11. 어떤 부품에 힘이 가해졌을 때 균일한 단면형상을 갖는 부분보다 키 홈, 구멍, 단(step), 또는 노치(notch) 등과 같이 단면형상이 급격히 변화하는 부분에서 쉽게 파손되는 이유를 가장 잘 설명하는 것은?      1. 응력집중      2. 좌굴현상      3. 피로파괴      4. 잔류응력      정답 : [ 1 ]      정답률 : 84%

12. 나사의 피치가 4 mm인 2줄 나사를 1.5회전시켰을 때 축 방향의 이동거리[mm]는?      1. 8      2. 12      3. 16      4. 20      정답 : [ 2 ]      정답률 : 92%

13. 강판의 효율이 75%인 리벳 이음에서 피치가 20mm이면 리벳 구멍의 지름[mm]은?      1. 4      2. 5      3. 6      4. 7      정답 : [ 2 ]      정답률 : 92%

14. 구름베어링의 호칭번호가 6203이라면 베어링의 안지름[mm]은?      1. 3      2. 15      3. 17      4. 20      정답 : [ 3 ]      정답률 : 90%

15. 기준치수에 대한 구멍의 공차가 , 축의 공차가 일 때 최대틈새[mm]와 최대죔새[mm]는? (순서대로 최대틈새, 최대죔새)      1. 0.07, 0.03      2. 0.07, 0.04      3. 0.12, 0.03      4. 0.12, 0.04      정답 : [ 3 ]      정답률 : 90%

16. 다음 기계요소 중 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있는 것은?      1. 캠과 캠기구      2. 체인과 스프로킷 휠      3. 래칫 휠과 폴      4. 웜과 웜기어      정답 : [ 1 ]      정답률 : 82%

17. 단면이 원형인 중실축(solid shaft)의 길이와 지름을 각각 2배로 하면, 같은 크기의 비틀림 모멘트에 대한 비틀림 각도는 원래 축의 몇 배가 되는가?      1. 1/2배      2. 1/8배      3. 2배      4. 8배      정답 : [ 2 ]      정답률 : 80%

18. 기어에 관한 용어와 조건을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?      1. 피치원은 기어의 중심에서 피치점까지의 거리를 반지름으로 하는 원이다.      2. 모듈(module)은 피치원 지름을 잇수로 나눈 값으로 표시한다.      3. 물림률은 물림길이를 법선피치로 나눈 값으로, 1보다 작아야 항상 한 쌍의 이가 작용선상에 물리게 된다.      4. 압력각은 맞물린 두 기어의 피치원의 공통접선과 작용선이 이루는 각이다.      정답 : [ 3 ]      정답률 : 78%

19. 원주속도 2 m/s로 5 kW를 전달하는 원통 마찰차에서 마찰차를 누르는 힘[kN]은? (단, 마찰계수는 0.25이다)      1. 8      2. 10      3. 12      4. 14      정답 : [ 2 ]      정답률 : 87%

20. 평면응력 상태에서 σx＝10 kPa, σy＝2 kPa, τxy＝3 kPa로 측정 되었다면, 모어 원(Mohr's circle) 상의 주응력의 크기[kPa]는?      1. 9, 1      2. 9, 3      3. 11, 1      4. 11, 3      정답 : [ 3 ]      정답률 : 67%

정 답 지

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1. 롤러 체인전동에서 체인과 맞물려 있는 스프로킷 휠(잇수 : Z )의 회전반지름은 체인 회전에 따라 주기적으로 변동한다. 각속도가 일정할 때 이러한 회전반지름의 변동으로 인한 체인의 속도변동률 (vmax-vmin)/vmax은? (단, 여기서 vmax와 vmin은 각각 체인의 최대, 최소 속도이다)      1.      2.      3.      4.      정답 : [ 4 ]      정답률 : 78%

2. 모듈 4, 중심거리 200mm인 한 쌍의 스퍼기어에서 구동기어의 잇수가 40개일 때 구동기어에 대한 피동기어의 속도비는?      1. 1/2      2. 3      3. 2/3      4. 3/2      정답 : [ 3 ]      정답률 : 69%

3. 드럼의 지름이 700mm인 단식 블록 브레이크의 드럼축에 140N·m의 토크가 작용하고 있을 때, 제동을 위해 필요한 블록과 드럼 사이의 수직력의 크기[kN]는? (단, 마찰계수는 0.1이다)      1. 1      2. 2      3. 3      4. 4      정답 : [ 4 ]      정답률 : 75%

4. 그림과 같은 단순 지지보 AB 위에 균일분포 하중 ω＝200N/m가 작용하고 있을 때 A단에서 x＝1.5 m 지점에서의 전단력의 크기[N]는?          1. 100      2. 150      3. 200      4. 250      정답 : [ 3 ]      정답률 : 82%

5. 외경 110mm, 두께 5mm인 강관에 내압 40MPa이 작용한다. 강관을 얇은 두께로 가정할 때, 길이(축)방향 하중[kN]과 길이(축) 방향 응력[MPa]은?      1. 20π, 100      2. 40π, 400      3. 80π, 200      4. 100π, 200      정답 : [ 4 ]      정답률 : 84%

6. 축과 키의 재료가 동일한 허용전단응력을 가진다고 할 때, 축의 지름이 40mm이고 묻힘키(sunk key)의 폭이 10mm라면 필요한 키의 최소 길이[mm]는?      1. 50      2. 56      3. 63      4. 70      정답 : [ 3 ]      정답률 : 76%       <문제 해설> 축의 허용전단응력 τ= T/Zp = 16T/(π*d^3) 키의 허용전당응력 τ= 2T/(b*l*d) 16T/(π*d^3) = 2T/(b*l*d) l = π*d^2/8b = π*40^2/(8*10) = 20π = 63 [해설작성자 : 형준형]

7. 바깥지름 150mm, 두께 5mm, 길이 10 m인 양 끝단이 구속된 강관의 온도를 20 °C에서 320 °C까지 상승시켰을 때 길이(축)방향으로 발생하는 응력의 크기는? (단, 재료의 영의 계수(Young's modulus) E＝200 GPa, 열팽창 계수(선팽창계수)는 112 × 10-7 [1/°C]이다)      1. 692 GPa      2. 863MPa      3. 573 GPa      4. 672MPa      정답 : [ 4 ]      정답률 : 87%       <문제 해설> Eα델타T 해보면    E=200000mpa / α=112x10^-7 / 델타T 320-20 =300 다 곱해주면 672mps [해설작성자 : comcbt.com 이용자]

8. 스프링 상수가 100 N/cm인 압축 코일스프링을 3등분하여 만들어진 3개의 스프링을 병렬로 연결하여 1800 N의 압축력을 가한 다면 스프링의 변형량[cm]은?      1. 2      2. 3      3. 6      4. 1.8      정답 : [ 1 ]      정답률 : 52%

9. 벨트의 폭과 두께가 각각 100 mm, 5 mm인 평벨트 전동에서 벨트속도가 8m/s일 때 전달동력[kW]은? (단, 벨트의 허용인장응력은 2.5 MPa이며, eμθ＝3으로 하고, 원심력은 무시한다)      1. 6.7      2. 19.6      3. 4.9      4. 14.7      정답 : [ 1 ]      정답률 : 70%       <문제 해설> Te= T1-T2 장력비= T1/T2 응력= T1/bt H= Te x v 2.5=T1/(100*5) -> T1= 1250 e= 1250/T2=3 -> T2= 1250/3 Te= 1250 - 1250/3 = 2500/3 따라서 H=2500/3 x 8 = 6.666666...=6.7[kW] [해설작성자 : 공돌이]

10. 그림과 같이 폭 100 mm, 두께 12 mm의 강판의 측면을 용접치수 12mm, 용접길이 120mm로 필릿 용접하였다. 용접부의 허용전단 응력을 50 MPa이라 할 때 최대로 지탱할 수 있는 하중 P[kN]는?           1. 101.8      2. 141.4      3. 50.9      4. 70.7      정답 : [ 1 ]      정답률 : 78%

11. 어떤 부품에 힘이 가해졌을 때 균일한 단면형상을 갖는 부분보다 키 홈, 구멍, 단(step), 또는 노치(notch) 등과 같이 단면형상이 급격히 변화하는 부분에서 쉽게 파손되는 이유를 가장 잘 설명하는 것은?      1. 응력집중      2. 좌굴현상      3. 피로파괴      4. 잔류응력      정답 : [ 1 ]      정답률 : 84%

12. 나사의 피치가 4 mm인 2줄 나사를 1.5회전시켰을 때 축 방향의 이동거리[mm]는?      1. 8      2. 12      3. 16      4. 20      정답 : [ 2 ]      정답률 : 92%

13. 강판의 효율이 75%인 리벳 이음에서 피치가 20mm이면 리벳 구멍의 지름[mm]은?      1. 4      2. 5      3. 6      4. 7      정답 : [ 2 ]      정답률 : 92%

14. 구름베어링의 호칭번호가 6203이라면 베어링의 안지름[mm]은?      1. 3      2. 15      3. 17      4. 20      정답 : [ 3 ]      정답률 : 90%

15. 기준치수에 대한 구멍의 공차가 , 축의 공차가 일 때 최대틈새[mm]와 최대죔새[mm]는? (순서대로 최대틈새, 최대죔새)      1. 0.07, 0.03      2. 0.07, 0.04      3. 0.12, 0.03      4. 0.12, 0.04      정답 : [ 3 ]      정답률 : 90%

16. 다음 기계요소 중 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있는 것은?      1. 캠과 캠기구      2. 체인과 스프로킷 휠      3. 래칫 휠과 폴      4. 웜과 웜기어      정답 : [ 1 ]      정답률 : 82%

17. 단면이 원형인 중실축(solid shaft)의 길이와 지름을 각각 2배로 하면, 같은 크기의 비틀림 모멘트에 대한 비틀림 각도는 원래 축의 몇 배가 되는가?      1. 1/2배      2. 1/8배      3. 2배      4. 8배      정답 : [ 2 ]      정답률 : 80%

18. 기어에 관한 용어와 조건을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?      1. 피치원은 기어의 중심에서 피치점까지의 거리를 반지름으로 하는 원이다.      2. 모듈(module)은 피치원 지름을 잇수로 나눈 값으로 표시한다.      3. 물림률은 물림길이를 법선피치로 나눈 값으로, 1보다 작아야 항상 한 쌍의 이가 작용선상에 물리게 된다.      4. 압력각은 맞물린 두 기어의 피치원의 공통접선과 작용선이 이루는 각이다.      정답 : [ 3 ]      정답률 : 78%

19. 원주속도 2 m/s로 5 kW를 전달하는 원통 마찰차에서 마찰차를 누르는 힘[kN]은? (단, 마찰계수는 0.25이다)      1. 8      2. 10      3. 12      4. 14      정답 : [ 2 ]      정답률 : 87%

20. 평면응력 상태에서 σx＝10 kPa, σy＝2 kPa, τxy＝3 kPa로 측정 되었다면, 모어 원(Mohr's circle) 상의 주응력의 크기[kPa]는?      1. 9, 1      2. 9, 3      3. 11, 1      4. 11, 3      정답 : [ 3 ]      정답률 : 67%

정 답 지

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
④	③	④	③	④	③	④	①	①	①
11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
①	②	②	③	③	①	②	③	②	③

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