9급 국가직 공무원 기계설계 필기 기출문제복원 (2013-07-27)

1. 1. 볼트를 결합할 때 너트를 2회전시키면 축 방향으로 8 [mm], 나사산은 4산이 나아간다. 이 볼트와 너트에 적용된 나사의 피치[mm], 줄 수, 리드[mm]로 옳은 것은?

1. 4, 1, 8

2. 4, 2, 8

3. 2, 2, 4

4. 2, 1, 4

2. 2. 축의 지름을 d [mm], 평행키의 폭 b [mm], 높이 h [mm], 길이 l [mm], 축의 회전 모멘트를 T [N·m]라 할 때, 키에 작용하는 전단 응력 τ를 나타낸 것으로 옳은 것은?

3. 3. 그림과 같이 하중 P가 작용하는 판재를 리벳이음으로 설계할 때, 고려해야 할 사항으로 관계가 가장 적은 것은?

1. 리벳의 전단강도

2. 리벳의 인장강도

3. 판재의 압축강도

4. 판재의 인장강도

4. 4. 랙 공구나 호브로 기어를 창성할 때, 간섭이 일어나 기어의 이뿌리가 가늘어지게 되는 언더컷(undercut)을 방지하기 위한 방법으로 옳지 않은 것은?

1. 전위기어로 제작한다.

2. 압력각을 감소시킨다.

3. 피니언(작은기어)의 잇수를 최소잇수 이상으로 선택한다.

4. 이(tooth) 높이를 줄여서 낮은 이로 제작한다.

5. 5. 마이크로 모터의 축을 지름 1.0 [mm]의 연강제 중실축으로 제작 하려고 한다. 모터 회전수를 150,000 [rpm]으로 할 때, 최대 전달 동력[W]으로 가장 가까운 값은? (단, 축재료의 허용전단응력은 40 [MPa]로 한다)

1. 62,000

2. 62

3. 123,000

4. 123

6. 6. 최대 내압 0.2 [kgf/mm2]가 작용하는 얇은 원통형 압력용기를 설계하고자 한다. 다음 재료 중 설계조건을 만족시키지 못하는 것은? (단, 압력용기의 안지름은 200 [mm], 안전율은 5, 부식 여유는 1.0 [mm], 이음효율은 100 [%]으로 한다)

1. 인장강도 8 [kgf/mm2], 두께 14 [mm]인 재료

2. 인장강도 12 [kgf/mm2], 두께 9 [mm]인 재료

3. 인장강도 10 [kgf/mm2], 두께 12 [mm]인 재료

4. 인장강도 15 [kgf/mm2], 두께 8 [mm]인 재료

7. 7. 회전수 200 [rpm], 출력 40 [kW]의 모터를 4개의 볼트를 사용하는 플랜지 커플링으로 연결하였다. 플랜지 마찰면의 마찰은 없고, 동력을 지름 d [mm]의 볼트에 의해서만 전달할 때, d2[mm2]을 나타내는 값은? (단, 플랜지 볼트 구멍 중심을 지나는 피치원의 지름은 200 [mm]이고, 볼트의 허용전단응력은 2 [kgf/mm2], 허용 인장응력은 4 [kgf/mm2]이다)

1. 358/π

2. 487/π

3. 716/π

4. 974/π

8. 8. 그림과 같은 두 가지 형태의 블록 브레이크에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 드럼을 정지시키기 위한 힘의 크기는 Fa > Fb 이고, 브레이크 A는 역회전시 자동 정지될 수 있도록 설계할 수 있다.

2. 드럼을 정지시키기 위한 힘의 크기는 Fa > Fb 이고, 브레이크 B는 역회전시 자동 정지될 수 있도록 설계할 수 있다.

3. 드럼을 정지시키기 위한 힘의 크기는 Fa < Fb이고, 브레이크 A는 역회전시 자동 정지될 수 있도록 설계할 수 있다.

4. 드럼을 정지시키기 위한 힘의 크기는 Fa < Fb이고, 브레이크 B는 역회전시 자동 정지될 수 있도록 설계할 수 있다.

9. 9. 양단 지지된 기둥에서 좌굴 판단을 위한 임계하중 계산에는 유효길이가 필요하다. 다음 중 유효길이가 가장 큰 지지조건 조합은?

1. 고정－핀

2. 핀－핀

3. 고정－자유

4. 고정－고정

10. 10. 그림과 같이 사각 알루미늄 평판에 지름 D인 원형 관통구멍이 2개 뚫려 있으며, 이 두 구멍의 중심거리가 L이다. 주변온도가 상승하여 평판전체의 온도가 고르게 상승할 경우, D와 L의 치수 변화로 옳은 것은? (단, 평판에 기하학적인 구속조건은 없는 것으로 가정한다)

1. D는 증가, L도 증가

2. D는 증가, L은 감소

3. D는 감소, L은 증가

4. D는 감소, L도 감소

11. 11. 용접에 비해 리벳이음이 갖는 특징으로 옳지 않은 것은?

1. 판의 재질이 용접만큼 문제되지 않는다.

2. 시공 후 검사가 용접보다 쉽고, 이음이 기계적 결합이다.

3. 잔류응력이 존재하지 않기 때문에 용접과 달리 소재의 비틀림 문제가 없다.

4. 코킹(caulking)과 플러링(fullering) 같은 작업을 하기 때문에 용접보다 기밀성이 좋다.

12. 12. 끼워맞춤에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 축기준 끼워맞춤은 구멍의 공차역을 H(H5∼H10)로 정하고 구멍에 끼워맞출 축의 공차역에 따라 죔새나 틈새가 생기게 하는 것이다.

2. 구멍기준 끼워맞춤은 구멍에 끼워맞출 축의 공차역을 정하는 방식이며, 구멍의 위치수 허용차가 0이다.

3. 축기준 끼워맞춤방식에서 ø30 H7/h6은 헐거운 끼워맞춤이다.

4. 일반적으로 구멍보다 축의 가공이 쉬워 축기준 끼워맞춤을 많이 사용하고, 구멍보다 축의 정밀도를 높게 한다.

13. 13. 폭이 균일한 사각단면을 갖는 양단지지형 겹판 스프링에서 판의 수와 판의 두께가 각각 2배가 되면, 중앙부분의 최대 처짐은 몇 배가 되는가?

1. 1/2

2. 1/4

3. 1/8

4. 1/16

14. 14. 2차원 순수전단 조건에서 인장항복강도가 σY인 소재에 대해 최대전단응력설과 전단변형률에너지설을 적용할 때, 각각의 전단 항복강도로 옳은 것은?

1. 0.5σY, 0.577σY

2. 0.5σY, 0.677σY

3. 1.0σY, 0.5σY

4. 1.0σY, 1.0σY

15. 15. 모터가 무게 W＝96[kgf]인 물체를 축의 중앙에 위치한 풀리 (pulley)와 로프로 들어 올리고 있다. 축의 지름, 길이, 탄성계수가 각각 d[mm], L[mm], E[kgf/mm2]일 때, 이 축의 최대 처짐을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, 축의 양단은 단순지지이며, 풀리와 로프의 자중 및 모든 동적 영향은 무시한다)

16. 16. 미끄럼 베어링과 구름 베어링을 비교한 것으로 옳지 않은 것은?

1. 미끄럼 베어링은 유막형성이 늦는 경우 구름 베어링에 비해 기동토크가 크다.

2. 미끄럼 베어링은 구름 베어링에 비해 강성이 작으나, 유막에 의한 감쇠능력이 우수하다.

3. 미끄럼 베어링은 표준화가 부족하여 제작시 전문지식이 필요하다.

4. 미끄럼 베어링은 공진속도 이내에서 운전하여야 하며, 저속 운전에 적당하다.

17. 17. 그림과 같이 강철제 압력용기 뚜껑이 등간격으로 배열된 12개의 관통볼트에 의해 체결되어 있다. 용기 내압이 4.8 [MPa]일 때, 다음 중 용기의 체결을 유지할 수 있는 볼트 골지름[mm]의 최소값은? (단, 볼트의 허용인장응력은 80 [MPa]이다)

1. 25

2. 21

3. 17

4. 13

18. 18. 다음은 직육면체 형상의 공작물 A를 머시닝 센터의 테이블 위에 정확한 위치와 자세로 고정하기 위한 고정구(fixture) 맞춤 핀(pin) B의 배치를 나타낸 것으로, 위에서 본 그림이다. 맞춤 핀 B의 배치로 가장 적합한 것은?

19. 19. 비틀림 모멘트 2√3 × 104[Nㆍm]과 굽힘 모멘트 2 × 104[Nㆍm]을 동시에 받는 축의 상당 비틀림 모멘트(Te)와 상당 굽힘 모멘트 (Me)의 비(Te : Me)는?

1. 5 : 3

2. 3 : 2

3. 4 : 3

4. 5 : 4

20. 20. 그림과 같이 나사를 이용하여 질량 M＝10 [kg]인 물체를 체결하는 기구가 있다. 나사는 바깥지름 20 [mm], 유효지름 18 [mm], 피치 3.14 [mm]인 사각나사이다. 물체가 떨어지지 않도록 하는 최소 축력 Q를 발생시키기 위해 필요한 힘 P[N]로 가장 가까운 값은? (단, 나사면의 마찰계수는 0.1, 물체와 기구와의 마찰계수는 0.2이다)

1. 0.346

2. 3.46

3. 0.692

4. 6.92

9급 국가직 공무원 기계설계