機械工程 105 年機械設計概要考古題

應力狀態 MPa 220 = x σ ， MPa 300 = xy τ ， MPa 100 − = y σ ，其他應力分量為0，求： （每小題5 分，共15 分） ㈠主應力。 ㈡最大剪應力。 ㈢材料降伏強度 MPa 800 = Y S ，根據最大剪應力降伏破壞理論之安全係數。

均勻光滑圓柱桿直徑 mm 70 = d ，受反覆交變從 kN 120 至 kN 500 的拉力連續作用，其 應力變化如圖1 所示，材料之疲勞破壞限界如圖2 的實線所示，桿件材料的極限強度 MPa 630 = ut S ，降伏強度 MPa 350 = Y S ，忍耐限 MPa 210 = e S ，求安全係數。（15 分） 圖1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Y Y e ut, 0,S S ,0 0,S S 0 210,140 MPa 實線為疲勞破壞限界 兩虛線分別為 與 之連線 以及 與 之連線 兩線段交點座標 應 力 幅 平 均 應 力 圖2 （請接第二頁） 實線為疲勞破壞限界 兩虛線分別為(0,SY)與(SY,0)之連線 以及(0,Se)與(Sut,0)之連線 兩線段交點座標(210,140)MPa σ σa σm t Se σa SY 140 210 SY Sut 平均應力σm 應 力 幅 105年特種考試地方政府公務人員考試試題 全三頁 第二頁 等 別： 四等考試 類 科： 機械工程 科 目： 機械設計概要

如圖所示懸臂鋼板以四個螺栓固定在ㄇ型槽鐵，懸臂自由端受到32 kN 的負荷，造 成一支螺栓的橫剖面均承受了直接剪力和二次剪力，二次剪力為負荷作用在螺栓群 組形心O 點之力矩所致，求四個螺栓分別受到的剪力。（15 分） A B C D O•

滾珠軸承內環轉速1800 rpm，所受徑向負荷2 kN，軸承之額定壽命數為106 轉，軸 承負荷F 與壽命轉數L 之關係： = L F 3 常數，採用動容量（基本額定負荷） kN 16 10 = C ， 求此軸承能夠運轉之壽命時間為多少小時數。（10 分）

如圖所示的兩組行星齒輪機構組成一個傳動系，齒數如下： 16 2 = N ， 16 3 = N ， 4 3 4 = N ， 22 6 = N ， 60 7 = N ，齒輪4 與齒輪6 共軸，臂桿5 以b 軸旋轉，帶動齒輪 3、4、6 公轉，齒輪7 被固定不旋轉，a 軸輸入轉速500 rpm，求b 軸之輸出轉速。 （15 分） （請接第三頁） 150 150 300 500 C D A B O 32 kN 單位：mm 120 120 400 30 20 4

5 3 2 a b 100 105年特種考試地方政府公務人員考試試題 全三頁 第三頁 等 別： 四等考試 類 科： 機械工程 科 目： 機械設計概要 （請接背面） 六、基本尺寸50 mm 的公差 μm 25 7 IT = ， μm 39

IT = ，一對孔及軸的配合與公差記為 7 g / 8 H 50 φ ，軸之下偏差為 μm 10 − ，求：（每小題5 分，共15 分） ㈠軸之尺寸範圍。 ㈡孔之尺寸範圍。 ㈢軸與孔形成的間隙範圍。 七、如圖(a)所示傳動軸的裝配圖，傳動軸的 mm 25 φ 軸段左側軸肩為軸承在軸向的定位 面，其右側軸肩為齒輪的定位面，這兩個面必須作為軸長度方向的基準，因此，如 圖(b)所示的尺寸標註方式錯誤，除了軸長度50 mm 正確以外，另外五個軸向的尺寸 都不正確，應以此軸之 mm 25 φ 軸段左端為基準面，修正另外五個軸向尺寸的標註， 以正確的定義出在軸長度方向所需安裝零件的位置及所需要的長度，本題作答須將 圖(c)繪製在試卷並補充所需修正的尺寸線、尺寸界線及標註正確尺寸。（15 分） 18 26 35 46 47 50 φ20h8 φ25 φ22js7 φ20js7 φ25 φ25 φ22js7 φ20js7 φ20h8 (a)局部裝配圖 50 (b)錯誤標註 (c)答題圖