機械工程 104 年機械設計概要考古題

機械設計的工作圖（working drawing）基本上可分為那三類？並分別敘述之。（25 分）

何謂第一角法與第三角法？並請繪圖表示各角法之名稱由來及此兩角法之三視圖。 （15 分）

設有一根受到靜態負荷的碳鋼製成、降伏強度為 y S 之機械元件，已知靜態負荷對該 機械元件所產生的應力狀態為平面應力 x  、 y 、 xy  ，試列出其主應力計算式，並 以兩種常用的失效理論（Failure theory）分別推導該機械元件的安全係數計算式。 （20 分）

敘述圖一裡「斜鍵（taper key）」及圖二裡「半圓鍵（woodruff key）」的特點及 用途。（10 分） 有直徑為12 cm 的軸，轉速350 rpm 時傳達35 kW，動力是經由軸上裝置10 cm 長的「方鍵（square key）」傳遞出來，該鍵的允許剪應力為10 MPa，請問該方 鍵截面的邊長需若干mm？（15 分） 圖一 圖二

請說明34 H7h6 所代表之意義為何？（8 分）並計算出軸及孔之最大及最小尺 寸。（7 分）IT7 之公差數值為0.025 mm，IT6 為0.016 mm。

有一根承受扭矩的鋼製實心圓軸，圓軸的外徑為 mm 15  d ，圓軸的轉速為 rpm 1800  n ，許可工作剪應力為 2 N/mm 80  w  ，試求該軸所能承受的扭矩及所能 傳遞的功率。（20 分）

圖三表示單一的圓盤彈簧（disk spring）形狀： 繪圖表示兩個圓盤彈簧共用時之串聯與並聯狀態。（10 分） 若單一圓盤彈簧的彈簧率（spring rate）為100 N/mm，於小題中，若承受1000 N 的負荷，分別計算於串聯與並聯狀態的受力撓曲量為若干？（15 分） 圖三 104年公務人員特種考試外交領事人員及外交行政 人員、民航人員、原住民族及稅務人員考試試題 考試別：原住民族特考 類科組：機械工程 全一張 （背面）

請計算下圖長500 mm 簡支臂樑中央受力F=10 kN 樑之最大變形及最大應力（不考慮 應力集中現象）。樑之截面為一長30 mm 寬30 mm 之正方形。楊氏模數為200 GPa。 （20 分）

有一根承受20 N 壓縮力的琴鋼絲所捲成之螺旋壓縮彈簧，線徑為3 mm，剛性模數 為 3 10 79 MPa，彈簧的外徑為28 mm，總圈數為11 圈，有效圈數為10 圈，自由長 度為40 mm，試求彈簧的彈性係數、壓縮後的彈簧長度及壓縮至實長所需的壓縮力。 （20 分）

請敘述剛性、撓性與流體（或稱液壓）聯結器（coupling）的性能與用途。（10 分） 如圖四的凸緣聯結器連結兩根軸，螺栓位置之中心圓直徑設定為200 mm，螺栓 材料容許剪應力為40 MPa，需傳動最大扭力為600 m N⋅ ，請問需使用幾支M6 的螺栓固定此聯結器？（15 分） 圖四

請說明M12×1.75 之意義。（5 分） 若安全係數為1.5，螺栓之張應力面積為84.3 mm2，螺栓之最小安全強度為225 MPa，當螺栓受到一張力作用，請問最大負載力為何？（5 分）

如圖所示為一個具有四個平行軸的齒輪減速機，以齒輪2 為輸入齒輪，齒數為28； 齒輪7 為輸出齒輪，齒數為48，轉速為300 rpm（逆時針方向）；齒輪3 與4 為複式 齒輪，齒數分別為56 與24；齒輪5 與6 為複式齒輪，齒數分別為56 與24，且所有齒 輪的徑節皆為8，試求齒輪2 的轉速及輸入軸A 與輸出軸D 之間的距離。（20 分） 104年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及104年 特種考試交通事業鐵路人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號： 80560 全一張 （背面） 類 科 別： 機械工程

容許抗拉強度為80 MPa，厚度為20 mm 之兩片鋼板，以對頭焊接，焊接長度為 250 mm，若熔接部之容許應力為60 MPa，且設計此結構之接頭效率為80%，則焊 道喉厚要多少？（15 分）

試利用表一與表二所列之資料求出：孔/軸配合70H7/s6 之孔的公差帶、軸的公差帶， 基本偏差量，軸的最大與最小尺寸及孔的最大與最小尺寸。（20 分） 公差等級 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 上偏差（Upper-Deviation Letter） 下偏差（Lower-Deviation Letter） c d f g h k n p s u 基本尺寸 基本尺寸 表一 基本尺寸與公差等級之公差帶 表二 各基本尺寸之軸的基本偏差量

皮帶傳動系统分成幾種？請繪圖說明之。（5 分） 試計算一開口平皮帶驅動系統之皮帶緊邊及鬆邊各自的張力，若兩傳動輪之直徑 均為800 mm，皮帶最大負載為1000 N，轉速為600 rpm，皮帶質量為0.8 kg/m， 摩擦係數為0.2。（20 分） F