9급 국가직 공무원 기계설계(2019. 4. 6.) 시험일자 : 2019년 4월 6일
1. 세 줄 나사로 된 만년필 뚜껑을 480 ° 회전시켰더니 3 mm 움직였다면, 이때 만년필 뚜껑에 사용된 나사의 피치[mm]는?
- ① 0.25
- ② 0.5
- ③ 0.75
- ④ 1.0
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2. 디스크 중심으로부터 마찰패드 중심까지의 거리가 100 mm이고, 마찰계수가 0.5인 양면 디스크 브레이크에서 제동토크 50 N·m가 발생할 때, 패드 하나가 디스크를 수직으로 미는 힘[N]은?
- ① 250
- ② 500
- ③ 1000
- ④ 2000
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3. 금속분말을 가압?소결하여 성형한 뒤 윤활유를 입자 사이의 공간에 스며들게 한 것으로, 급유가 곤란한 곳 또는 급유를 못하는 곳에 사용하는 베어링은?
- ① 오일리스 베어링(oilless bearing)
- ② 니들 베어링(needle bearing)
- ③ 앵귤러 볼 베어링(angular ball bearing)
- ④ 롤러 베어링(roller bearing)
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4. 정하중 상태에서 비틀림 모멘트만을 받아 동력을 전달하는 지름 d, 허용전단응력 T, 전단탄성계수 G인 중실축이 전달할 수 있는 최대 토크는?
- ①
- ②
- ③
- ④
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5. 그림과 같이 피치 2mm, 유효지름 10mm, 나사면 마찰계수 0.3인 삼각나사를 죄기 위한 토크가 100N·m일 때, 나사의 축방향으로 미는 힘 Q[N]에 가장 가까운 값은? (단, π=3.0으로 하고, 계산에 필요한 삼각함수는 주어진 값을 적용한다)
- ① 21
- ② 27
- ③ 49
- ④ 66
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6. 그림과 같은 압력용기에서 내부압력에 의해 용기 뚜껑에 작용하는 전체 하중이 10 kN이고, 용기 뚜껑을 볼트 4개로 체결할 때, 나사산의 면압력만을 고려한 너트의 높이 H[mm]는? (단, 나사의 허용 접촉 면압력 10MPa, 피치 2mm이고, 볼트의 바깥지름과 골지름은 각각 11mm, 9mm이다. 또한, 너트의 각 나사산에 작용하는 축방향 하중은 균등하다)
- ① 20/π
- ② 30/π
- ③ 40/π
- ④ 50/π
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7. 그림은 나사와 도르래를 이용하여 무게 119.4N의 물체 M을 들어 올리는 장치이다. 적용된 나사가 바깥지름 22mm, 유효지름 20mm, 피치 3mm인 사각나사일 때, 물체를 들어올리기 위해 필요한 최소 힘 P[N]는? (단, 핸들의 지름은 180mm, 사각나사의 마찰계수는 0.1이며, π＝3.0으로 한다. 또한, 물체 M 외 다른 부품의 무게는 모두 무시한다)
- ① 0.5
- ② 0.7
- ③ 1.0
- ④ 2.0
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8. 그림은 스프링의 변형을 이용하는 악력기이다. 스프링에 작용하는 주된 변형에너지는?
- ① 굽힘
- ② 압축
- ③ 비틀림
- ④ 인장
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9. 표준 스퍼기어를 사용하는 유성기어 장치에서 태양기어 잇수는 20이고, 유성기어 잇수는 25이다. 링기어를 고정하고 태양기어를 입력, 캐리어를 출력으로 사용하고자 할 때, 입력 토크가 90N·m이면 출력 토크[N·m]는? (단, 기어의 전동효율은 100%이다)
- ① 20
- ② 45
- ③ 405
- ④ 450
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10. 그림에서 ㉠∼㉣로 표시된 도면기호에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① ㉠－직각도 공차이며, 지시선의 화살표로 나타내는 면은 데이텀 A에 수직하고 0.015 mm만큼 떨어진 두 개의 가상 평행 평면 사이에 있어야 한다.
- ② ㉡－동축도 공차이며, 지시선의 화살표로 나타낸 구멍의 중심축은 데이텀 B의 중심축을 기준으로 하는 지름 0.013mm인 원통 안에 있어야 한다.
- ③ ㉢－평행도 공차이며, 지시선의 화살표로 나타내는 지름 40mm 구멍의 중심축은 데이텀 A와 B에 평행한 지름 0.013mm의 원통 내에 있어야 한다.
- ④ ㉣－표면 거칠기 기호이며, 선반이나 밀링 등에 의한 가공 흔적이 남아 있지 않은 상급 다듬질 면이어야 한다.
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11. 관로에서 입구 단면적이 80 cm2이고, 출구 단면적은 20 cm2일 때, 입구에서 4m/s의 속도로 비압축성 유체가 흘러 들어가고 있다면, 출구에서 유체 속도[m/s]는?
- ① 4
- ② 8
- ③ 12
- ④ 16
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12. 원판 모양의 디스크를 회전시켜 관을 개폐하는 방식의 밸브로서 디스크의 열림 각도를 변화시켜 유량을 조절하며, 지름이 큰 관로에 사용되는 것은?
- ① 버터플라이 밸브(butterfly valve)
- ② 체크 밸브(check valve)
- ③ 리듀싱 밸브(reducing valve)
- ④ 코크 밸브(cock valve)
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13. 회전축의 위험속도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 굽힘과 비틀림 변형에너지가 축의 변형과 복원을 반복해서 일으키는 것과 관계가 있다.
- ② 진동현상이 발생되면 축이 파괴되기도 한다.
- ③ 축의 상용회전수는 위험속도로부터 ± 20% 내에 들어야 한다.
- ④ 세로진동은 비교적 위험성이 적으므로, 주로 휨진동과 비틀림진동을 고려해서 설계한다.
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14. 두 개의 표준 스퍼기어를 사용하여 주축의 회전수가 3000 rpm일 때, 종동축의 회전수를 2000 rpm으로 감속하고자 한다. 양축의 중심거리는 300mm이고, 기어 모듈을 3으로 하였을 때, 사용할 기어의 잇수는?
- ① 20, 30
- ② 40, 60
- ③ 60, 90
- ④ 80, 120
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15. 축의 원통 외면 또는 구멍의 원통 내면에 조립되는 부품을 축방향으로 고정하거나 이탈을 방지하는 기계요소로 고정링, 혹은 멈춤링으로 불리는 것은?
- ① 키
- ② 스냅링
- ③ 록너트
- ④ 코터
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16. 두께가 얇은 내경 d, 두께 t를 갖는 원통형 압력용기에 내압 p가 작용하고 있다. 길이방향 응력이 벽 두께에 걸쳐 균일하게 분포할 때, 응력의 크기를 계산하는 식은?
- ①
- ②
- ③
- ④
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17. 두 개의 스프로켓이 수평으로 설치된 체인 전동장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 이완측 체인에서 처짐이 부족한 경우 빠른 마모가 진행된다.
- ② 긴장측은 위쪽에 위치하고, 이완측은 아래쪽에 위치한다.
- ③ 체인의 피치가 작으면 낮은 부하와 고속에 적합하다.
- ④ 양방향회전의 경우에는 긴장측과 이완측의 체인 안쪽에 아이들러를 각각 설치한다.
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18. 균일분포하중을 받는 축에서 양단의 경계조건이 단순지지일 경우 최대처짐각이 1도였다면, 경계조건이 고정/자유지지로 바뀔 경우 최대처짐각은?
- ① 1도
- ② 2도
- ③ 3도
- ④ 4도
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19. 다음은 유체 토크 컨버터(fluid torque converter)의 작동원리에 대한 설명이다. ㉠∼㉢의 들어갈 말을 옳게 짝 지은 것은? (순서대로 ㉠, ㉡, ㉢)
- ① 스테이터, 펌프 임펠러, 터빈 러너
- ② 펌프 임펠러, 터빈 러너, 스테이터
- ③ 펌프 임펠러, 스테이터, 터빈 러너
- ④ 유체 클러치, 커플링, 펌프 임펠러
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20. 금속재료의 기계적 성질 중 단위가 같은 것만을 모두 고른 것은?
- ① ㄴ, ㄷ
- ② ㄴ, ㄷ, ㄹ
- ③ ㄱ, ㄴ, ㄷ
- ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
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