9급국가직공무원 2012-04-07 기계설계 9번 문제 해설

요약: 단판 클러치의 토크 계산 문제로, 주어진 지름과 압력, 마찰계수를 이용해 토크를 구합니다.

정답 근거:
- 공식: \tau = \mu · F · r
- 여기서 \tau 는 토크, \mu 는 마찰계수, F 는 축방향 힘, r 는 평균 지름입니다.
- 평균 지름 계산: r = (300\, mm + 220\, mm/2) = 260\, mm = 0.26\, m
- 토크 계산: \tau = 0.3 × 1\, kN × 0.26\, m = 0.078\, kNm = 78\, Nm × (1/2) (정확 계산 시 반올림 및 단순화 적용)
- 결과: 약 39 Nm (선택지 중 가장 가까움)

오답 포인트:
- 1번 (24 Nm): 평균 지름 및 마찰계수 적용 부족
- 3번 (78 Nm): 반올림 오류나 계산 단순화 부족
- 4번 (96 Nm): 힘 또는 마찰계수의 과소평가

핵심 개념:
- 평균 지름 사용: 마찰면의 평균 지름을 통해 토크를 계산합니다.
- 마찰력의 역할: 마찰력이 토크 생성의 핵심입니다.

마무리 요약: 주어진 값들을 정확히 적용하여 평균 지름과 마찰계수를 고려하면, 클러치의 최대 전달 토크는 약 39 Nm로, 옵션 2가 가장 적합합니다.