機械工程 102 年機械原理概要考古題（共 5 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
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第 1 題
若有一鋼軸（AB）連接馬達與皮帶輪，馬達（M）的輸出功率為3000 瓦，若鋼軸
轉速為每分鐘210 轉（ω=210 rpm），該鋼軸能容許的最大剪應力（τallow）為
100 MPa，若安全係數為1，請計算該鋼軸所需的最小直徑。（25 分）
註：請採用所附公式
allow
T
r
J
τ/
/
=
，其中r 是軸的外徑，J 是軸橫截面的極慣性矩
（polar moment of inertia），T 是扭矩。對一實心軸而言，

第 2 題
/
4
r
J
π
=
。

二、若有一凸輪（Cam）與從動件（Follower），若從動件的運動行程為擺線運動，假
設凸輪的角速度為定值，若加速度所給定的公式為
)
2
sin(
β
θ
π
C
a =
，其中C 為常數，
θ為凸輪角度（camshaft angle），β是運動行程區間週期角度（interval period）。若從
動件最大位移量或總升程（Maximum Displacement or Total Lift）為h，請計算該從
動件的位移(s)與h、θ、β的關係式，並請計算從動件的速度（v, Velocity）、加速度
（a, Acceleration）、急跳度（j, Jerk）與h、θ、β的關係式（20 分）。並請說明這樣的
設計，從動件的急跳度會不會發生有無窮大的情形（5 分）？

第 3 題
請計算下圖中的連桿機構中被驅動平移件中心位置Xb 及Yb 與e、r2、r3、θ2 之關係式。
（25 分）

第 4 題
齒輪的分類，若以相連動的兩個齒輪的輪軸心線間的相對位置來分，可分為兩軸
平行（Gears of parallel shafts）、兩軸相交（Gears of intersecting shafts）、兩軸相錯
（Gears of skew shafts）。請舉出四種常見的兩軸相錯的齒輪組，並簡單的繪出其輪
齒面接觸的情形。（25 分）
M
A
B
ω
Y
a
r3
θ3
b
e
X
ao
r2
(Xb,Yb)
θ2

第 5 題
何謂間歇運動機構？間歇運動機構中常用者有日內瓦輪機構，試繪簡圖說明其各部
位組件之名稱及其作動方式。（20 分）

太陽齒輪
行星齒輪
固定座
連桿1
ω1
ω2
3
2
250
M16×2 bolts
F=16 kN
550
50
75
75
200
60
60
10
15
300
C
D
B
A

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。