2020년 서울시 9급 기계일반 제3회 고졸자 A책형 기출문제 풀이

2020 9급 서울시 기계일반 제3회 고졸자 A책형

기계일반 기출문제 풀이 · AI 보조 해설

2020 9급 서울시 기계일반 제3회 고졸자 A책형 썸네일
Q01
문항 목록

<보기>의 ㈎~㈑에 들어갈 시험법을 순서대로 바르게 나열한 것은?

2020 9급 서울시 기계일반 제3회 고졸자 A책형 1번 그림 1

    

  •  로크웰 경도 브리넬 경도 쇼어 경도 비커스 경도
  •  로크웰 경도 비커스 경도 브리넬 경도 쇼어 경도
  •  브리넬 경도 로크웰 경도 비커스 경도 쇼어 경도
  •  쇼어 경도 브리넬 경도 비커스 경도 로크웰 경도
정답과 해설 보기

정답 ③ 브리넬 경도 - 로크웰 경도 - 비커스 경도 - 쇼어 경도

㈎는 강구 또는 초경합금구를 눌러 압입부의 깊이와 지름을 재므로 브리넬 경도입니다. ㈏는 B스케일에 1/16인치 강구, C스케일에 정각 120° 다이아몬드 콘을 쓰고 압입 깊이를 읽으므로 로크웰 경도입니다. ㈐는 정각 136° 다이아몬드 피라미드 압입자국의 대각선 길이를 재므로 비커스 경도이고, ㈑는 다이아몬드 해머를 떨어뜨려 반발 높이를 재는 쇼어 경도입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계재료 # 경도시험 # 브리넬경도 # 로크웰경도 # 비커스경도 # 쇼어경도


Q02
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금속 재료가 갖추어야 할 기계적 성질에 속한 내용들로 가장 옳은 것은?

  • 밀도, 비중, 비열, 체적비
  • 강도, 경도, 인성과 취성, 연성과 전성
  • 열기전력, 자기적, 전자기적, 기구학적
  • 주조성, 소성 가공성, 절삭성, 접합성
정답과 해설 보기

정답 ② 강도, 경도, 인성과 취성, 연성과 전성

기계적 성질은 재료가 외력을 받았을 때 나타내는 저항과 변형 능력을 말하며 강도, 경도, 인성, 취성, 연성, 전성, 피로한도, 크리프 등이 여기에 속합니다. 밀도·비열·열기전력 등은 물리적 성질, 주조성·절삭성 등은 가공상의 성질로 따로 분류합니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계재료 # 기계적성질 # 물리적성질 # 공작성 # 인성과취성


Q03
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<보기>의 설명에 해당하는 현상으로 가장 옳은 것은?

• 유체가 관 속을 흐를 때 관의 단면이 급변하거나 흐름의 방향이 바뀔 때 유체의 압력이 포화 증기압 아래로 내려가면 낮은 압력으로 인하여 유체에 녹아 있던 공기가 빠져나와 기포가 발생하는 현상이다.
• 이 현상이 발생하면 소음과 진동이 발생하고, 펌프 및 터빈 등의 날개를 손상시키며, 효율을 저하시킨다.

  • 공동 현상(cavitation)
  • 공명 현상(resonance)
  • 맥동 현상(surging)
  • 수격 현상(water hammer)
정답과 해설 보기

정답 ① 공동 현상(cavitation)

유로가 급변하는 곳에서 유속이 빨라지면 그 지점의 압력이 낮아지고, 압력이 그 온도의 포화증기압 아래로 떨어지면 액체가 국부적으로 기화하여 기포가 생깁니다. 이 기포가 고압부로 옮겨가 순간적으로 붕괴하면서 소음·진동과 임펠러 날개의 침식을 일으키고 효율을 떨어뜨리는데, 이를 공동 현상(캐비테이션)이라고 합니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 유체역학 # 공동현상 # 포화증기압 # 펌프 # 서징


Q04
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나사나 볼트의 머리 부분이 묻히도록 하는 가공법은?

  • 드릴링(drilling)
  • 카운터 보링(counter boring)
  • 카운터 싱킹(counter sinking)
  • 스폿 페이싱(spot facing)
정답과 해설 보기

정답 ② 카운터 보링(counter boring)

카운터 보링은 이미 뚫린 구멍의 입구를 단이 지도록 원통형으로 더 크게 깎아 볼트나 나사의 머리가 표면 아래로 완전히 묻히게 하는 가공법입니다. 접시머리용 원뿔 자리파기는 카운터 싱킹, 자리면만 평평하게 다듬는 것은 스폿 페이싱으로 구분합니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 드릴링머신 # 카운터보링 # 카운터싱킹 # 스폿페이싱


Q05
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<보기>에서 두 축의 중심이 일치하지 않는 경우 사용할 수 있는 커플링을 모두 고른 것은?

ㄱ. 슬리브 커플링 ㄴ. 올덤 커플링
ㄷ. 플렉시블 커플링 ㄹ. 플랜지 커플링

  • ㄱ, ㄴ
  • ㄱ, ㄹ
  • ㄴ, ㄷ
  • ㄷ, ㄹ
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정답 ③ ㄴ, ㄷ

슬리브 커플링과 플랜지 커플링은 두 축을 일직선으로 정렬해 고정하는 고정 커플링입니다. 올덤 커플링은 두 축이 평행하면서 약간 어긋나 있을 때 중간 원판이 미끄러지며 편심을 흡수하고, 플렉시블 커플링은 고무·스프링 등 탄성체로 편심과 경사, 진동을 함께 흡수합니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 커플링 # 올덤커플링 # 플렉시블커플링 # 축이음


Q06
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<보기>의 설명에 해당하는 운동용 나사로 가장 옳은 것은?

• 다른 나사들 보다 가공이 쉽고 맞물림이 좋아 공작기계의 이송나사로 많이 사용된다.
• 나사산의 각도는 미터계는 30°, 인치계는 29°이다.

  • 사다리꼴 나사
  • 사각 나사
  • 톱니 나사
  • 둥근 나사
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정답 ① 사다리꼴 나사

사다리꼴 나사(애크미 나사)는 나사산이 사다리꼴이어서 사각 나사보다 가공이 쉽고 맞물림이 확실하며 강도도 큽니다. 나사산의 각도는 미터계(TM)가 30°, 인치계(TW)가 29°로, 선반의 리드 스크루 같은 공작기계 이송나사에 널리 쓰입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 운동용나사 # 사다리꼴나사 # 이송나사 # 나사산각도


Q07
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아연의 함유량이 5~20%이며, 강도는 낮으나 전연성이 좋고 색깔이 금색에 가까워 모조 금, 동전, 메달, 장식품 등에 사용되는 구리와 아연의 합금은?

  • 6-4황동
  • 7-3황동
  • 포금
  • 톰백(tombac)
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정답 ④ 톰백(tombac)

톰백은 구리에 아연을 5~20% 정도만 넣은 황동으로, 아연량이 적어 강도는 낮지만 전연성이 매우 좋습니다. 색이 금과 비슷해 모조 금, 동전, 메달, 금박, 장식품 등에 사용합니다. 아연이 30%인 7-3황동, 40%인 6-4황동과는 조성과 용도가 다르고, 포금은 구리-주석계 청동입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계재료 # 황동 # 톰백 # 구리합금 # 전연성


Q08
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<보기>에서 용접 이음에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 용접부에 잔류 응력이 집중되기 쉽다.
ㄴ. 용융열에 의해 모재의 재질이 변하기 쉽다.
ㄷ. 공정수가 많으므로 작업 효율이 낮다.
ㄹ. 보수가 어렵고, 설비비가 비싸다.

  • ㄱ, ㄴ
  • ㄱ, ㄷ, ㄹ
  • ㄴ, ㄹ
  • ㄴ, ㄷ, ㄹ
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정답 ① ㄱ, ㄴ

용접 이음은 국부적으로 급열·급랭되므로 용접부에 잔류응력이 집중되기 쉽고(ㄱ), 용융열의 영향으로 열영향부의 모재 조직과 재질이 변하기 쉽습니다(ㄴ). 반면 리벳 이음과 비교하면 구멍 뚫기·리벳팅 같은 공정이 없어 공정수가 적고 작업 효율이 높으며, 설비비가 싸고 결함부 보수도 비교적 쉽습니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계공작법 # 용접이음 # 잔류응력 # 열영향부 # 리벳이음


Q09
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<보기>에서 공구의 회전 방향과 반대 방향으로 공작물을 이송하는 밀링 머신의 절삭 방식에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 일감 고정이 불안정하다.
ㄴ. 백래시 제거 장치가 필요하다.
ㄷ. 가공할 때 충격이 있어 기계의 높은 강성이 필요하다.
ㄹ. 날 끝의 마모가 크고 수명이 짧다.
ㅁ. 날에 충격이 적어 잘 부러지지 않는다.

  • ㄱ, ㄴ
  • ㄴ, ㄷ
  • ㄱ, ㄹ, ㅁ
  • ㄷ, ㄹ, ㅁ
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정답 ③ ㄱ, ㄹ, ㅁ

공구의 회전 방향과 공작물 이송 방향이 반대인 것은 상향절삭(up milling)입니다. 상향절삭은 절삭력이 공작물을 들어올리는 방향이라 고정이 불안정하고(ㄱ), 칼날이 0에서부터 두께를 늘려가며 문지르듯 파고들어 마모가 크고 공구 수명이 짧지만(ㄹ), 충격 없이 서서히 물리므로 날이 잘 부러지지 않습니다(ㅁ). 백래시 제거 장치와 절입 충격에 견딜 높은 강성은 하향절삭에서 요구되는 조건입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 밀링 # 상향절삭 # 하향절삭 # 백래시


Q10
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<보기>에서 마찰차의 접촉 표면에 요철을 만들어 회전 운동을 정확히 전달할 수 있도록 한 기계요소에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 두 축 간의 거리가 긴 경우에 사용한다.
ㄴ. 마찰차, 벨트, 체인 전동에 비해 확실한 속도비를 보장한다.
ㄷ. 두 축이 평행할 때만 동력을 전달할 수 있다.
ㄹ. 서로 맞물려 있는 요철의 비를 다르게 하여 회전 속도를 조절할 수 있다.

  • ㄱ, ㄷ
  • ㄱ, ㄹ
  • ㄴ, ㄷ
  • ㄴ, ㄹ
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정답 ④ ㄴ, ㄹ

마찰차의 접촉면에 요철(이)을 만들어 확실한 회전을 전달하는 기계요소는 기어입니다. 기어는 이가 맞물려 미끄러짐이 없으므로 마찰차·벨트·체인보다 정확한 속도비를 보장하고(ㄴ), 맞물리는 잇수의 비를 바꾸어 회전속도를 자유롭게 조절할 수 있습니다(ㄹ). 축간 거리가 먼 곳에는 벨트나 체인을 쓰고, 기어는 평행축뿐 아니라 베벨기어(교차축), 웜기어(엇갈림축)로도 동력을 전달합니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 기어 # 속도비 # 잇수비 # 벨트전동


Q11
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금속 표면에 스텔라이트나 초경합금 등의 금속을 용착시켜 표면 경화층을 만드는 방법으로 가장 옳은 것은?

  • 숏 피닝
  • 금속 용사법
  • 금속 침투법
  • 하드 페이싱
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정답 ④ 하드 페이싱

하드 페이싱은 내마모성이 큰 스텔라이트, 초경합금, 크롬계 합금 등을 모재 표면에 용접으로 융착시켜 단단한 경화층을 입히는 표면경화법입니다. 숏 피닝은 강구 분사로 표면에 압축잔류응력을 주는 방법이고, 금속 침투법(세라다이징·칼로라이징 등)은 금속 원소를 고온에서 확산 침투시키는 방법이라 원리가 다릅니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계재료 # 표면경화법 # 하드페이싱 # 숏피닝 # 금속침투법


Q12
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가늘고 긴 공작물을 선반 가공할 때 중간 지지를 위해 사용하는 선반의 부속장치로 가장 옳은 것은?

  • 면판
  • 방진구
  • 맨드릴
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정답 ③ 방진구

지름에 비해 길이가 긴 공작물은 절삭력을 받으면 휘거나 떨리기 쉽습니다. 방진구(steady rest)는 공작물의 중간을 조(jaw)로 받쳐 이러한 휨과 진동을 막아 주는 선반의 부속장치로, 베드에 고정하는 고정 방진구와 왕복대에 붙어 함께 움직이는 이동 방진구가 있습니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 선반 # 방진구 # 맨드릴 # 부속장치


Q13
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비절삭 가공이 아닌 것은?

  • 주조
  • 용접
  • 소성가공
  • 셰이퍼가공
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정답 ④ 셰이퍼가공

비절삭 가공은 칩을 발생시키지 않고 재료의 형상을 바꾸는 가공으로 주조, 용접, 소성가공(단조·압연·인발 등), 분말야금 등이 여기에 속합니다. 셰이퍼가공은 바이트를 직선 왕복시켜 평면을 깎아 내며 칩이 생기므로 절삭 가공에 해당합니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계공작법 # 비절삭가공 # 절삭가공 # 셰이퍼 # 소성가공


Q14
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판재나 봉재에 인장력을 가하여 가늘고 긴 선이나 봉재 등을 만드는 가공은?

  • 단조
  • 인발
  • 압연
  • 전조
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정답 ② 인발

인발(drawing)은 다이의 테이퍼진 구멍에 소재를 넣고 앞에서 인장력을 가해 잡아당겨 단면을 줄이면서 가늘고 긴 선재나 봉재, 관재를 만드는 소성가공입니다. 같은 단면 축소라도 뒤에서 밀어 넣으면 압출이고, 롤 사이로 통과시키면 압연입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 소성가공 # 인발 # 압연 # 압출 # 전조


Q15
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<보기>의 ㈎에 해당하는 변태점은?

담금질한 강은 매우 단단하나 강의 내부에 잔류 응력이 남아 있어 균열이 발생하거나 깨지기 쉽다. 따라서 담금질에 의한 잔류 응력을 제거하고, 재질에 적당한 인성을 부여하기 위해 담금질 온도보다 낮은변태점 이하의 온도에서 일정 시간을 유지하고 나서 냉각시키는 조작을 뜨임(tempering)이라 한다.

  • A1
  • A2
  • A3
  • A4
정답과 해설 보기

정답 ① A₁

뜨임은 담금질로 생긴 마텐자이트의 잔류응력을 없애고 알맞은 인성을 주기 위해 다시 가열하는 열처리입니다. 이때 조직이 다시 오스테나이트로 바뀌면 안 되므로 공석변태점인 A₁(약 723 ℃) 이하에서 일정 시간 유지한 뒤 냉각합니다. A₂는 자기변태점, A₃와 A₄는 그보다 높은 동소변태점입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계재료 # 열처리 # 뜨임 # 담금질 # 변태점


Q16
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연삭가공에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 연삭숫돌은 절삭 공구의 날 역할을 하는 입자, 입자와 입자를 결합시키는 결합제, 입자와 결합제 사이에 있는 기공으로 구성되어 있다.
  • 연삭숫돌의 성능을 좌우하는 요소는 숫돌입자, 입도, 결합도, 조직, 결합제 등이 있다.
  • 센터리스 연삭기는 공작물을 센터나 척으로 고정하지 않고 원통 연삭과 내면 연삭을 하는 연삭기이다.
  • 결합도가 단단한 경우에는 눈메움보다 입자탈락이 많이 발생한다.
정답과 해설 보기

정답 ④ 결합도가 단단한 경우에는 눈메움보다 입자탈락이 많이 발생한다.

결합도가 단단한 숫돌은 무디어진 입자를 붙잡고 놓지 않으므로 칩이 기공을 메우는 눈메움(loading)과 숫돌 표면이 반들거리는 글레이징이 잘 생깁니다. 반대로 결합도가 무른 숫돌에서 입자탈락(shedding)이 많이 일어나 숫돌이 빨리 닳습니다. 따라서 ④의 설명은 눈메움과 입자탈락을 서로 바꾸어 놓은 것입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계공작법 # 연삭가공 # 연삭숫돌 # 결합도 # 눈메움


Q17
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가솔린 기관에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  • 4행정 사이클 가솔린 기관은 크랭크축이 2회전 하는 동안에 1사이클을 마치면서 동력을 발생시킨다.
  • 1사이클의 작동 순서는 흡입-폭발-압축-배기이다.
  • 2행정 사이클의 상승행정은 피스톤이 상승함에 따라 연소가스가 팽창하면서 동력을 발생시킨 후 배기구와 소기구를 연다.
  • 4행정 사이클 기관은 동일한 배기량에서는 2행정 사이클 기관보다 출력이 크다.
정답과 해설 보기

정답 ① 4행정 사이클 가솔린 기관은 크랭크축이 2회전 하는 동안에 1사이클을 마치면서 동력을 발생시킨다.

4행정 사이클 기관은 흡입·압축·폭발·배기의 네 행정으로 1사이클을 이루므로 피스톤이 2번 왕복, 즉 크랭크축이 2회전(720°)하는 동안 폭발이 한 번 일어납니다. 2행정 기관은 크랭크축 1회전마다 폭발하므로 같은 배기량에서 출력이 더 크고, 동력을 내는 팽창은 피스톤이 내려가는 하강행정에서 일어납니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 열역학 # 내연기관 # 4행정사이클 # 2행정사이클 # 가솔린기관


Q18
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<보기>의 결합용 기계요소에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 캡 너트는 너트의 한쪽 부분을 막아 유체 등이 흘러 나오는 것을 방지한다.
ㄴ. 묻힘 키는 축에 키 홈을 가공하지 않고 보스에만 홈을 파서 이 홈 속에 키를 박은 것이다.
ㄷ. 코터는 한쪽이나 양쪽에 기울기를 가진 쐐기 모양으로, 축 방향으로 인장 또는 압축을 받는 곳에 사용한다.
ㄹ. 핀은 볼트나 너트 밑이나 부품과의 사이에 삽입하여 죔 하중을 고르게 분산시키기 위해 사용한다.
ㅁ. 코킹은 결합하려는 두 판재에 프레스 펀치 또는 드릴로 구멍을 뚫고 리벳을 끼운 후에 공구를 사용하여 리벳 머리를 만드는 작업이다.

  • ㄱ, ㄷ
  • ㄴ, ㄹ
  • ㄴ, ㄷ, ㅁ
  • ㄱ, ㄴ, ㄹ, ㅁ
정답과 해설 보기

정답 ① ㄱ, ㄷ

캡 너트는 한쪽 끝을 막아 나사부로 유체가 새어 나오는 것을 막으므로 ㄱ은 옳고, 코터는 한쪽 또는 양쪽에 기울기를 준 쐐기로 축방향 인장·압축을 받는 두 축을 잇는 데 쓰이므로 ㄷ도 옳습니다. 반면 축에는 홈을 파지 않고 보스에만 홈을 파는 키는 묻힘 키(성크 키)가 아니라 새들 키(안장 키)이고, 볼트나 너트 밑에 끼워 죔 하중을 고르게 분산시키는 것은 핀이 아니라 와셔이며, 리벳을 끼운 뒤 머리를 만드는 작업은 코킹이 아니라 리벳팅입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 결합용요소 # 캡너트 # 코터 # 새들키 # 와셔


Q19
문항 목록

<보기>의 ㈎와 ㈏에 해당하는 볼트를 순서대로 바르게 나열한 것은?

㈎ 체결 부분이 너무 두꺼워서 너트 사용이 불가능한 곳에 사용한다.
㈏ 양쪽 끝 모두 수나사로 되어 있고, 한쪽 끝은 상대쪽에 암나사를 만들어 미리 반영구적으로 체결한 후 다른 쪽 끝에는 너트를 끼워 조인다.

  

  •  관통 볼트 탭 볼트
  •  탭 볼트 스터드 볼트
  •  스터드 볼트 관통 볼트
  •  관통 볼트 스터드 볼트
정답과 해설 보기

정답 ② 탭 볼트 - 스터드 볼트

탭 볼트는 체결할 부분이 두꺼워 구멍을 관통시켜 너트를 걸 수 없을 때 상대 부품에 직접 암나사를 내고 볼트만 끼워 죄는 볼트이므로 ㈎에 해당합니다. 스터드 볼트는 머리 없이 양쪽 끝이 모두 수나사여서 한쪽을 본체에 반영구적으로 박아 두고 반대쪽에 너트를 끼워 조이므로 ㈏에 해당합니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 볼트 # 탭볼트 # 스터드볼트 # 관통볼트


Q20
문항 목록

원동 기어의 지름이 D1=45[mm], 종동 기어의 지름은 D2=15[mm]일 때 원동 기어의 회전수 n1과 종동 기어의 회전수 n2의 관계로 가장 옳은 것은?

  • n1 = 12n2
  • n1 = 13n2
  • n1 = 2n2
  • n1 = 3n2
정답과 해설 보기

정답 ② n₁ = (1/3)n₂

맞물린 두 기어는 피치원에서 원주속도가 같으므로 πD₁n₁ = πD₂n₂, 즉 D₁n₁ = D₂n₂ 입니다. D₁ = 45 mm, D₂ = 15 mm를 대입하면 45n₁ = 15n₂ 이므로 n₁ = n₂/3입니다. 지름이 3배 큰 원동 기어가 종동 기어의 1/3 회전수로 도는, 즉 종동 기어가 3배 빨라지는 증속 관계입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 기어 # 속도비 # 회전수 # 피치원지름

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