機械工程 104 年機械設計學考古題（共 4 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/mechanical-engineering/104-%E6%A9%9F%E6%A2%B0%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%AD%B8

第 1 題
有一由馬達驅動之離心式水泵，傳遞功率
kW
3
=
P
，水泵軸之轉速
rpm
960
=
n
，
已知該軸為實心圓桿且材料為S45C（降伏強度
MPa
450
=
y
S
），考慮設計安全因子
5.3
=
s
F
，試按強度要求計算軸所需之最小安全直徑d。（剪降伏強度
y
sy
S
S
5.0
≅
）。
（25 分）

第 2 題
下圖所示為一水平展開式二級圓柱螺旋齒輪減速箱，已知中間軸高速級大齒輪為左
旋齒輪，齒數
53
1 =
z
、螺旋角
°
=15
1
β
、法向模數
mm

第 3 題
1 =
n
m
；中間軸上低速級小齒
輪亦為左旋齒輪，其齒數
17
2 =
z
、法向模數
mm
5
2 =
n
m
。試問：低速級小齒輪的螺
旋角
2
β 應設計為多少，才可使中間軸上兩齒輪之軸向力相互抵消？（25 分）

三、今一軸上配置一對面對面之角接觸滾珠軸承，已知載荷平穩、工作溫度低於100℃，
軸上外力
N
=
r
F
、
N
=
a
F
，其方向及作用點到支點的距離如圖所示，
試分析及計算軸承1、2 之等效動載荷1P 及
2
P 。（該軸承之徑向負載係數X 及軸向
負載係數Y 值為：當
14
.1
/
≤
r
a F
F
時，
1
=
X
、
0
=
Y
；當
14
.1
/
>
r
a F
F
時，
35
.0
=
X
、
57
.0
=
Y
）。（25 分）
rF
100
a
F
200
1
2

104年公務人員高等考試一級暨二級考試試題

第 4 題
下圖所示採用兩個普通螺栓夾緊圓軸，已知連接柄端受力
N
240
=
R
F
，連接柄長
mm
420
=
L
，圓軸直徑
mm
65
=
d
，夾緊接合面摩擦係數
15
.0
=
f
，螺栓材料許用
拉伸應力
MPa
80
=
a
σ
，試計算螺栓危險直徑
1
d 。（需考慮螺栓同時受有拉應力和
預擰緊產生之切應力時，其複合應力
c
σ 的計算需將拉伸應力σ 加大30%）。（25 分）
d
240 N
R
F =
420 mm
L =
螺栓軸線
螺栓軸線

螺栓軸線
螺栓軸線

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。