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） 主應力。 最大剪應力。 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。

請回答下列問題： 32H7/s6 的公差配合標示是屬留隙（Clearance）、過渡（Transition），還是過盈 （Interference）配合？（5 分） 在32H7/s6 的公差配合標示中，32 的意義為何？（5 分） 在32H7/s6 的公差配合標示中，H7 的意義為何？（5 分） 在32H7/s6 的公差配合標示中，s6 的意義為何？（5 分）

試繪出五種幾何公差之符號，並說明其意義。（15 分）

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

如下圖所示之軸及其承受的負荷，請問何處具有最大的力矩？其值為何？（20 分）

如下圖A、B、C 三個不等直徑的軸長度分别量出為a = 40.0± 0.5，b = 60.0± 0.3 及 c ൌ100.0 േ0.8 。請算出總長d 及公差。如果要控制總長d 在1.0 公差範圍内，則你 會如何做？（15 分）

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•

如下圖所示之圓盤離合器，接觸面之內徑為D1，外徑為D2。左側之施力F 為彈簧力， 假設接觸面之摩擦係數μ是均勻的，接觸面的面壓力亦為均勻的，其值為P，試推導 此時可傳遞之扭矩。（20 分） 從動側 原動側 D2 D1 D0 d F 105年公務人員普通考試試題 全一張 （背面） 類 科：機械工程 科 目：機械設計概要

如下圖的軸系，A 及B 為軸承而F 以45 度角作用在軸上，L=1,000 mm，F=100 kg， 軸徑為50 mm。試找出A 及B 之反作用力（A 可承受徑向力而B 承受徑向及軸向力）， 並計算最大的彎矩力在何處及最大的應力為何？（20 分）

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）

如下圖所示之T 形剖面的樑及其尺寸，若承受一彎矩1500 N-m 使得在頂面處產生拉 應力。試求發生於頂面之最大拉應力為何？（圖中所示長度單位為mm）（20 分）

一圓盤離合器摩擦環内徑100 mm，外徑400 mm，摩擦係數0.3，摩擦環轉速120 m/min。 若摩擦材料能承受的最大壓力為1 kg/cm2，則此離合器最大能制動多大的扭矩？最大 的軸向推力是多少？（25 分） F B A L L A B C c b a d 105年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員 考試及105年特種考試交通事業鐵路人員考試試題 全一張 （背面） 考試別： 鐵路人員考試 等 別： 員級考試 類科別： 機械工程 科 目： 機械設計概要

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

如下圖所示之桿係由AISI 1006 冷拉鋼製成，Sy = 280 MPa。承受F = 0.55 kN，P = 8.0 kN， T = 30 N-m 的負荷，若以畸變能理論作為設計的考慮，此時 2 / 1 2 2 ) 3 ( zx x τ σ σ + = ′ 。試求 A 點的安全因數。ܫ= πD 4 64 ，J = πD 4 32 。（20 分） D = 20 mm

如下圖之裝置，滑動軸承軸頸直徑為20 mm，軸承材料能承受最大之壓力為6 MPa， 試算出各軸承之長度為何，才能承受皮帶輪作用在軸上2,000 kg 的力。L1=800 mm 且L2=200 mm。（25 分） 皮帶輪 L2 L1

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） 軸之尺寸範圍。 孔之尺寸範圍。 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