해설 보기
정답게이지·측정공구의 정밀도로 IT11~IT16이 적절하다는 설명이 틀렸습니다. 초정밀 부품에는 IT01·IT0·IT1 쪽 등급을 씁니다.
핵심 개념
IT 공차등급과 치수공차·끼워맞춤의 기본 개념
치수공차는 최대 허용치수에서 최소 허용치수를 뺀 값으로, 허용되는 치수 변동의 폭이므로 언제나 양수(+)입니다. IT 공차등급은 IT01이 가장 정밀하고 등급 숫자가 커질수록 공차역이 넓어져 거칠어지는데, IT01~IT5는 게이지류·측정공구 같은 초정밀 부품, IT6~IT10은 일반 끼워맞춤 부품, IT11~IT18은 끼워맞춤이 필요 없는 거친 가공면에 씁니다. 끼워맞춤은 구멍과 축의 허용치수 관계로 결정되어, 구멍의 최대 허용치수가 축의 최소 허용치수보다 작으면 어떤 조합에서도 죔새가 생기는 억지 끼워맞춤이 됩니다. 공차기호 '40h7'은 기준치수 40mm, 공차역 위치 h(소문자는 축), 공차등급 7을 뜻합니다.
선지별 해설
①IT 등급은 숫자가 작을수록 공차역이 좁아 정밀합니다. 게이지나 측정공구처럼 기준이 되는 부품에는 IT01·IT0·IT1 같은 최정밀 등급을 적용하고, IT11~IT16은 끼워맞춤이 필요 없는 거친 부위에 쓰므로 설명이 반대로 되어 있어 이 선지가 정답입니다.
②치수공차는 최대 허용치수와 최소 허용치수의 차이로 정의되며, 최대 허용치수가 항상 최소 허용치수보다 크므로 그 값은 양수(+)가 됩니다. 부호를 갖는 위·아래 치수허용차와 혼동하지 않아야 합니다.
③구멍의 최대 허용치수가 축의 최소 허용치수보다 작으면 가장 헐거운 조합에서도 축이 더 굵으므로 억지 끼워맞춤이 되고, 이때 (축의 최소 허용치수 - 구멍의 최대 허용치수)가 최소 죔새가 됩니다.
④'40h7'에서 40은 기준 치수[mm], 소문자 h는 축의 공차역 위치(위 치수허용차가 0인 기준 축), 7은 IT 공차등급을 의미하므로 옳은 설명입니다.
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정답2줄 나사이므로 리드가 2p이고, 역구동 조건은 자립 조건의 반대인 μ < 2p/(πd₂)입니다.
핵심 개념
나사의 자립 조건과 역구동(back driving) 조건
나사에서 축방향 하중을 가했을 때 나사가 저절로 돌아가지 않고 버티는 상태를 자립(self-locking)이라 하며, 사각 나사의 자립 조건은 마찰계수가 리드각의 탄젠트보다 크거나 같은 경우, 즉 μ ≥ tanλ입니다. 역구동은 이와 정반대로 축방향 하중을 밀면 나사축이 스스로 회전하는 상태이므로 조건은 μ < tanλ가 됩니다. 여기서 리드각은 tanλ = l/(πd₂)로 계산하고, l은 리드, d₂는 유효지름입니다. 중요한 점은 줄 수 n인 나사의 리드가 l = n·p라는 것으로, 이 문제의 2줄 나사는 l = 2p가 됩니다. 따라서 tanλ = 2p/(πd₂)이고 역구동 조건은 μ < 2p/(πd₂)입니다.