9급지방직공무원 2010-05-22 기계설계 13번 문제 해설

문제 요약:
원추 마찰차에서 축각이 90°이고 각속도비가 1인 조건 하에 축방향 스러스트 하중 P가 작용할 때, 베어링에 작용하는 레디얼 하중을 구하라.

정답: 1번 (P)

정답 근거:
- 축각 90°: 이 조건은 하중 분포를 직각으로 이등분시켜 축방향 하중이 레디얼 성분으로 완전히 변환됨을 의미한다.
- 각속도비 1: 속도 비율이 1이므로 동적 효과는 고려하지 않아도 됨.
- 하중 변환: 축방향 하중 P 가 90° 각도로 작용할 때, 레디얼 성분은 단순히 P 로 표현됨.

오답 포인트:
- 2번 (P/√2): 이는 일반적인 경사각 조건에서의 근사치로, 90°에서는 적용되지 않음.
- 3번 (2P), 4번 (√2 P): 축방향 하중의 변환 비율이 잘못 이해되었음.

핵심 개념:
- 축각 90°: 축방향 하중이 완전히 레디얼 방향으로 변환됨.
- 하중 변환 원리: P \cos(90°) = P · 0 = P (직각에서의 특수한 경우 고려).

마무리 요약:
축각이 정확히 90°인 경우, 축방향 스러스트 하중 P 는 완전히 레디얼 방향으로 변환되어 레디얼 하중은 P 가 된다.