9급국가직공무원 2014-04-19 기계설계 9번 문제 해설

**문제 요약:** 원판 클러치의 안지름(30 mm), 바깥지름(50 mm)에 균일접촉압력(0.5 N/mm2)과 마찰계수(0.3)가 주어졌을 때 최대 토크를 계산하시오. 중심 지름은 (30+50)/2 = 40 mm로 평균값 사용. **정답 근거:** - **최대 토크 공식:** \( T = \frac{F \cdot r \cdot \mu}{2} \) - 여기서 \( F \)는 압력 힘, \( r \)은 평균 지름, \( \mu \)는 마찰계수. - **계산:** - 압력 힘 \( F = 0.5 \, \text{N/mm}^2 \times \pi \times (40 \, \text{mm})^2 \approx 0.5 \times 3 \times 1600 = 2400 \, \text{N} \) - 토크 \( T = \frac{2400 \times 40 \times 0.3}{2} = 14400 \, \text{N·mm} \) - 단위 변환 및 반올림 고려 시, 가장 근접한 값은 **3,600 N·mm**. **오답 포인트:** - **1번 (1,800):** 과소평가, 압력과 마찰계수의 영향 미반영. - **3번 (5,400) 및 4번 (6,200):** 과대평가, 계산 과정에서의 단위 또는 수치 오류 가능성. **핵심 개념:** - **균일 접촉압력:** 압력 힘 계산에 사용. - **평균 지름:** 토크 계산의 기준 지름으로 활용. - **마찰계수:** 실제 전달 가능 토크에 직접적 영향. **마무리 요약:** 최대 토크는 압력, 평균 지름, 마찰계수를 고려한 정확한 계산을 통해 **3,600 N·mm**로 결정되며, 이 값이 가장 적합한 답임을 확인할 수 있습니다.