해설 보기
정답d = 10 × 100 / cos60° = 1,000 / 0.5 = 2,000 mm
핵심 개념
헬리컬 기어의 피치원 지름 (치직각 모듈)
헬리컬 기어는 이가 나선(비틀림) 방향으로 나 있어, 이에 직각인 방향의 모듈(치직각 모듈, m_n)과 축직각 방향의 모듈(m_s)이 다릅니다. 두 값은 나선각 β를 통해 m_s = m_n / cos β 로 연결됩니다. 피치원 지름은 축직각 모듈을 기준으로 d = m_s × z = m_n × z / cos β 로 계산합니다. 이 문항은 치직각 모듈이 주어졌으므로 반드시 cos β로 나눠 축직각 모듈로 환산해야 한다는 점이 핵심입니다.
선지별 해설
①1,000 mm는 나선각을 무시하고 d = m_n × z = 10 × 100으로 계산한 값입니다. cos60°(=0.5)로 나누는 과정을 빠뜨린 오답입니다.
②d = m_n × z / cos β = 10 × 100 / cos60° = 1,000 / 0.5 = 2,000 mm 로 정확히 계산됩니다. 정답입니다.
③1,000√3은 cos β 대신 다른 삼각비를 잘못 대입했을 때 나오는 값으로, cos60°=0.5를 적용하면 나오지 않습니다.
④2,000√3 역시 cos60°=0.5를 올바로 적용하지 않은 값입니다. 올바른 결과는 2,000 mm입니다.
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정답선박의 프로펠러 축 — 토크(비틀림), 자중에 의한 굽힘, 추력(축 방향 압축)을 모두 받음
핵심 개념
축이 받는 하중의 종류 (비틀림·굽힘·인장/압축 동시 작용)
축은 용도에 따라 받는 하중의 종류가 다릅니다. 순수 비틀림만 받는 축(전동축), 굽힘과 비틀림을 함께 받는 축 등이 있습니다. 이 문항은 비틀림(회전 토크), 굽힘(자중·베어링 반력), 그리고 축 방향 인장 또는 압축(추력)까지 세 가지를 동시에 받는 축을 고르는 문제입니다. 선박 프로펠러 축은 프로펠러를 돌리는 토크(비틀림), 축과 프로펠러의 무게에 의한 굽힘, 그리고 프로펠러가 만드는 추진력(축 방향 추력=압축)을 모두 받는 대표적인 예입니다.