묻힘키 동력, 전단응력 문제풀이


* 실제 공무원, 공기업에 출제되었던 기출문제입니다.
* 문제는 기출을 참고로 만들어진 것이며, 풀이 및 해설은 필자가 직접 작성한 것입니다.




<차례>

1. 문제

2. 간략 설명

3. 풀이 및 해설





[문제]

100rpm으로 12PS를 전달하는 지름 50mm인 축에 사용할 묻힘키 (h × l = 8 × 41)의 너비 b를 구하면?
(단, 키의 전단강도만 계산, 키의 허용전단응력은 7 kg/mm^2, 단위는 mm 이다.)







[간략 설명]

문제에서는 축의 회전속도, 동력, 지름과 키의 허용전단응력을 주어졌습니다. 그리고 묻힘키의 너비 b를 구하는 문제입니다. 기계설계 파트에서 키의 허용전단응력을 문제에 주어졌다는 것은 이것을 이용하라는 뜻입니다.


우선 문제에서 주어진 조건들을 요약해보고 풀이는 [풀이 및 해설]에 자세히 적어보겠습니다.

문제 조건들





[풀이 및 해설]

문제풀이 과정


1) 동력 공식2) 키의 전단응력 공식을 알고 있으면 위와 같이 풀이할 수 있습니다. 이때, 위에서 "단," 이라는 붙임 설명이 붙은 단위에 조심하시길 바랍니다. 필자도 설명하기 위해 단위를 검산하다가 오류를 한 번 발견해서 수정할 수 있었습니다.


특히나 마력의 PS나 kgf과 N을 변환하는 과정에서 헷갈릴 수 있으니 조심하시길 바랍니다.




[참고 내용]

단위변환에 대해서 추가 설명을 붙입니다.

마력(PS), 뉴턴(N) 단위 변환

좌측이 위 문제에서 등장한 마력 PS에 대한 단위변환이며, 우측은 힘의 단위인 뉴턴 N과 질량 kg의 단위변환 관계를 나타낸 것입니다. 위 문제에도 설명해두었지만, 참고로 적어두었습니다.