機械工程 100 年機械原理概要考古題

如果要設計一個轉動徑為33 mm 之方螺旋千斤頂，使其能將一個物體以60 mm/min 的 速率上昇。若螺旋為雙螺紋，並以10 rpm 的轉速旋轉，試問此螺旋之節距為多少？ （10 分）若其載重量為10 kN，且舉昇載重之效率為0.4，則輸入功率為多少？（10 分）

常見扭轉彈簧（torsion spring）的規格表內，通常會具備那些項目（請至少列出五 項）？（20 分）

下圖為差動式皮帶煞車裝置（Differential band brake），請以公式和文字說明：在何 種條件下，煞車裝置可以不需要施加致動力Fa也能夠產生自發性煞車（Self- energizing braking）。（20 分） 煞車皮帶 轉動方向 煞車鼓 Fa F2 F1 F1 s c a r φ

製造螺旋彈簧的圓形線材，通常可分成冷拉（或硬拉）材料及退火材料兩類。請說 明此兩類材料分別在什麼情況下可成形而製成彈簧，以及製成後之後處理方法，並 請就此兩類型材料各舉一個實例。（20 分）

若有一鋼材的碟形（皿形或圓盤）彈簧，如下圖所示，其中h/t＝1.5，R/r＝2，負荷（F） 為1,000 lb，在最大壓縮應力200,000 psi（壓平）時，求碟形彈簧的R 及h 各為多 少？（20 分） 其中鋼材的楊氏模數E＝3×107 lb/in2，碟形彈簧的最大壓縮應力為 2 2 1 R Et K = σ 當h/t＝1.5 碟形彈簧的係數表如下： R/r K1 Rσ/F1/2 F F F F R r h t 1.25 -8.83 -22,090 1.50 -6.29 -19,430 1.75 -5.63 -19,050 2.00 -5.44 -19,350 2.50 -5.54 -20,630 100年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、100年公務 人員特種考試關務人員考試、100年公務人員特種考試稅 務人員考試、100年特種考試退除役軍人轉任公務人員考 試及100年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 類(科)別： 機械工程 全一張 （背面）

有一V形開口皮帶輪組，其中主動槽輪之節圓直徑為d＝250 mm，從動槽輪之節 圓直徑為D＝900 mm，兩輪軸之軸距為C＝1000 mm，V形皮帶之容許應力為σ＝ 2.5 N/mm2，V形皮帶之截面積為A＝8 cm2，摩擦係數為0.25，槽輪上V形槽溝之 夾角為40°（2β＝40°），主動軸之轉速為200 rpm，每公尺長之皮帶質量為0.7 公 斤。若考慮離心力之影響，試求此皮帶輪組能傳遞之最大馬力（PS）為若干？（1 PS ＝75 kg-m/sec＝75×9.8 N-m/sec）（20 分）

螺紋的規格表示法如下，請說明各代表的內容。（20 分） 3 條M 5×1.5×20-2 ∇∇

如圖所示轆轤（differential windlass）的兩個圓柱直徑分別為40 cm 及25 cm，欲提 昇400 N 之物體W，則所施加之扭矩為多少？（20 分） W

兩皮帶輪之外徑分別為D＝50 cm，d＝30 cm，傳動軸中心距離為C＝150 cm，則傳 動時使用交叉帶比用開口帶的帶長長幾公分？（20 分）

試繪製一複滑輪起重滑車，並計算其機械利益。（20 分）