機械工程 103 年機械設計概要考古題

公稱直徑ψ50 mm，孔與軸配合時，最小干涉為0.02 mm，最大干涉為0.05 mm，孔 公差為 0.02 mm，軸公差為0.01 mm。請用：  基軸制計算孔的尺寸。（12 分）  基孔制計算軸的尺寸。（12 分） 當孔（H）與軸（h）為干涉配合時，分別寫出：  若為孔公差（H）時，軸字母公差帶的位置。（5 分）  若為軸公差（h）時，孔字母公差帶的位置。（5 分）

一軸由SAE 4140 之鉻鉬合金鋼製成，由一功率為7.5 kW 之馬達驅動。此軸轉速固 定為50 rpm。若此軸材料容許之剪應力為100 MPa， 請決定此軸之最小直徑，以 使此軸不會因為受到剪應力而破壞。（10 分） 為配合市售之軸承內徑，則軸直徑 應加大成多少mm 較佳？（3 分） 試述4140 鉻鉬合金鋼適用於機器主軸之理由？ （7 分）

下圖所示為一軸承殼的機械工程圖，請依圖說明各幾何公差標示的意義為何？（14 分）

兩同心壓縮彈簧組合，較大者由直徑38 mm 的圓桿製成，彈簧線圈的外徑為225 mm， 有效圈數為 6。內圈彈簧由直徑25 mm 的圓桿製成，彈簧線圈的外徑為140 mm， 有效圈數為9。外圈彈簧的自由長度較內圈彈簧長19 mm。試求彈簧上端承受 90000 N 的負荷時，各彈簧的撓度。（8 分）及外圈與內圈彈簧的負荷。（12 分） （已知G=79310 psi）

某水平放置之滾子鏈條傳動，傳遞功率P=7.5 kW，主動鏈輪有19 齒與馬達連接， 轉速為760 rpm，從動鏈輪有78 齒轉速為185 rpm，負荷平穩，潤滑良好，試設計 此鏈條傳動裝置中，中心距為480 mm，滾子鏈條節距為15.875 mm，則 鏈條要 多少mm 長？（5 分） 共需幾節鏈條？（5 分） 試說明採用鏈條傳動之理由？ （5 分）

在機械設計的過程中，為避免機械元件產生破壞（Failure），常會就其承受之應力 （Stress）與元件之材料強度（Strength）做一比較，請就下列各種延性（Ductile） 材料之強度名稱，試說明其使用條件：（每小題4 分，共16 分）  最大強度（Ultimate strength）  降伏強度（Yield strength）  疲勞強度（Fatigue strength），用S-N 曲線（curve）來解釋  耐久極限（Endurance limit），用S-N 曲線（curve）來解釋

如圖所示，有一直徑40 mm，長度為200 mm 之實心圓軸，兩端為簡支樑，在中央 處有一垂直向下之負荷P=5000 N，且在兩端各施以扭矩T=800 N-m 以及正壓力 F=900 N。若該軸不旋轉，且各負荷為穩態負荷，試求：  軸中央水平側面A 處之應力。（6 分）  距軸右端支撐50 mm 處，底部B 處之應力。（6 分）  若傳動軸為延性材料，其降伏強度Sy 為620 MPa，安全因數N 為1.8。試利用最 大剪應力損壞理論求該軸之最小安全直徑。（10 分）  若要配合市售軸承標準件之內徑，則軸直徑應改為多少mm 才合理？（4 分） 103年特種考試地方政府公務人員考試試題 全一張 （背面）

兩同心螺旋壓縮彈簧，外部的彈簧常數為428.5 kg/cm ，內部彈簧常數為 312.5 kg/cm。外部彈簧較內部彈簧之自由長度長1.27 cm。設總負荷為3628 kg， 試 求每一彈簧所支持的負荷？（10 分） 試說明一般彈簧材料主要有那些？（5 分）

請繪圖說明汽車碟式煞車器的作動原理。另請說明設計該碟式煞車器時，有那些方 法可以提高其煞車力。（20 分） 0.02 A A X 25 25 25 30 X 6.5 4 孔 φ6.4 φ0.1 M A M φ0.03 M A M 斷面X-X φ0.03 M A M φ34.975 35.025 φ47 M6 58.00 φ57.97 -0.004 -0.020 1 0 3 年公務人員特種考試警察人員考試 103年公務人員特種考試一般警察人員考試 103年特種考試交通事業鐵路人員考試試題 全一張 （背面）

要設計一對漸開線標準外齒輪嚙合時，此對齒輪減速比為1.67、模數（Module）為 2 mm、壓力角為20 度、螺旋角為0 度、小齒輪為21 齒，而大、小齒輪之轉位係數皆 為0，依據前述所給齒輪轉速比之參數，分別求出兩輪之：（每小題4 分，共20 分）  中心距。  節圓（Pitch circle）直徑。  基圓（Base circle）直徑。  全齒高。  齒底圓（Root circle）直徑。

下圖中， 試寫出空格1、2、3、4、5 及6 配合種類名稱。（10 分） 一公稱直 徑50 mm，最小干涉為0.02 mm，最大干涉為0.06 mm，孔公差為0.03 mm，軸公 差為0.01 mm，請用基孔制及基軸制分別設計孔及軸的尺寸（unit：mm）。（14 分） 試分別說明公差等級中01、0～4 級、5～10 級及11～16 級用於何種零件之精度或配 合件。（6 分） 公制薦用配合 單位0.001 mm 初 選 配 合 大 約 配 合 種 類 1 2 3 4

下圖所示為一凸輪傳動機構，設若外力F2 = 80 N 時達到靜力平衡，請計算凸輪軸轉 動力矩T1（不必考慮摩擦）。（25 分）

下圖所示，已知填角熔接（Fillet weld）的負荷P 與喉部面積之平均剪應力τ 關係為 P = 0.707hLτ，所有熔接為6 mm 之填角熔接，其熔接金屬降伏強度σyp = 34.5 MPa， 其安全因數為3，試求負荷P 之值為若干？（25 分） F2 Follower ② B1 on 1 B2 on 2 T1 O1 r = 50mm 135° C O1 C = 25mm Cam ① P

零線 （鐵金屬） 孔 軸 H8 H8 H8 H7 H7 H7 e8 f8 g6 k6 p6 h7 103年公務人員普通考試試題 全一張 （背面） 五、下圖中垂直桿元件具有兩段均勻截面，若水平桿鉸接處無摩擦，垂直桿為鋼質，試 求因附加重量450 kg 後，A 點下降的距離？（鋼E=206900 MPa）（20 分） 1,000 mm 750 mm 450 kg 375 mm 525 mm 25 mm dia. round 19 mm dia. round A

單位：mm 250 250