機械工程 102 年機械設計概要考古題

請問配合50H7/g6 是屬於何種配合？它是基軸制還是基孔制？以及50 所代表的 意義。（8 分） 經查表得知孔的公差帶 mm 025 .0 = ΔD ，軸的公差帶 mm 016 .0 = Δd ，基本偏差量 為 mm 009 .0 − = F δ ，試求軸與孔的最大與最小尺寸。（12 分）

機械元件的製圖必須以適當的線條表示視圖，試說明圖一中，線條A，B 及C 的 名稱，並分別說明其用途。（5 分） 圖二表示某機械元件之前視平面圖，該元件之厚度與圓孔直徑相同，請徒手繪製 右側視圖及上視圖。（10 分） 何謂機件配合的基孔制度？（5 分） 若有一標稱尺寸為50 mm 的孔，公差為0.046 mm，以基孔制寫出該孔於機械 製圖上的標註。（5 分） 圖一 圖二

一根鋼製實心圓軸的扭角變形量為每2000 mm 不得超過° 1 ，若軸的許可剪應力為 2 N/mm 55 = w τ ，剪彈性模數G 為77 GPa，試求該軸之直徑。（20 分）

某鋁合金製成的橫樑（beam）承受正向彎曲力矩（positive bending moment），其截 面形狀如圖三中所示，長度單位為mm。若允許彎曲應力為150 MPa，試求： 該結構之慣性截面矩（area moment of inertia）。（15 分） 該樑可承受的最大彎曲力矩。（提示：於A 點處）（10 分） 圖三 A B C 8 8 y 120 120 Neutral A x 80 8 102年公務人員普通考試試題 類 科： 機械工程 全一張 （背面）

有一螺旋彈簧由琴鋼絲所製成，彈簧的平均圈徑為50 mm，有效圈數為10 圈，鋼 絲的直徑為5 mm，琴鋼絲的剛性模數G 為80 GPa，若彈簧受6 kg 的靜壓負荷時， 試求彈簧的撓度及所承受的剪應力。（20 分）

某個同時承受3000 N 軸向力（表示為 aP ）及8200 N 徑向力（表示為 rP ）的滾珠軸 承（ball bearing），軸之運轉速度為1200 rpm，設計壽命為20000 小時。該軸承的 等價徑向負荷（equivalent radial load）表示為 a r P P P 5.1 56 .0 + = 。 試求該種軸承的基本動額定負荷（basic dynamic load rating）。（15 分） 依據前項結果，如何於軸承製造商的產品型錄（catalogue）中選擇適當的該軸承？ （5 分）

一金屬機械元件的降伏強度為360 MPa ，受到靜力負荷所產生的應力狀態為 MPa 100 = x σ ， MPa 20 = y σ ， MPa 75 = xy τ ，試以畸變能理論（Distorsion-energy theory）求出其有效應力（von-Mises stress）及安全係數。（20 分）

某正齒輪（spur gear）有35 齒，模數（module）為1.5 mm，以500 rev/min 運轉， 試問周節（circular pitch）及節圓速度（pitch-line velocity）為若干？（10 分） 兩正齒輪之速度比（velocity ratio）為0.25，主動齒輪以2000 rpm 運轉，試問被 動齒輪轉速為多少rpm？（5 分）

如圖所示之行星齒輪系，齒輪2 與齒輪3 為行星複合齒輪，它們的齒數分別為30 齒與20 齒；太陽齒輪1 的齒數為20 齒，轉速為565 rpm 逆時針方向轉動；環齒輪 4 的齒數為70 齒，轉速為60rpm 順時針方向轉動。試求行星臂5 及齒輪3 之轉速。 （20 分） 4 1 2 3 5

經由馬達帶動某滾動鍊條（rolling chain）傳動系統，傳動功率為110 kW，鍊條速 度為55 m/s，馬達轉速為6200 rpm，試問： 鍊條的傳遞力（transmitted force）。（4 分） 鍊輪（sprocket）的半徑。（4 分） 作用在鍊輪上的扭力。（3 分） 安裝完成後的鍊條傳動裝置，需如何在維護上增長使用壽命？（4 分）