機械工程 106 年機械設計考古題（共 5 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/mechanical-engineering/106-mechanical-design

第 1 題
一根直徑為
mm
50
的圓棒，圓棒之降伏強度
MPa
400
=
y
S
，它受到靜態負荷所產生
的應力狀態為
MPa
120
=
x
σ
，
MPa
30
=
y
σ
，
MPa
80
=
xy
τ
。試求該圓棒的最大剪應
力與von Mises 應力，並分別計算其安全係數。（20 分）

第 2 題
某公司生產的滾珠軸承於轉速100 rpm 與10000 分鐘壽命的額定負載量為30 kN，若
此軸承被用於承受15 kN 之徑向負載，運轉之轉速為400 rpm，試求90%軸承之壽命。
（20 分）

第 3 題
㈠寫出彈簧在機器中常見的兩項用途。（5 分）
㈡有一根以線徑為3.0 mm 之琴鋼絲所捲成的螺旋壓縮彈簧，有效圈數為7 圈，彈簧
外徑為28 mm，自由長度為60 mm，琴鋼絲的剛性模數G 為
3
10
3.
79
×
MPa，試求
壓縮彈簧的彈性係數k。（15 分）

第 4 題
㈠試說明工程師在設計轉軸（Shaft）時所應考慮的三個要項。（10 分）
㈡一根實心圓軸的直徑為
mm
15
=
d
，轉速為
rpm
=
n
，若軸的許可工作剪應力
為
2
N/mm
50
=
all
τ
，試求該軸所能傳遞的最大功率。（10 分）

第 5 題
工程師設計一部減速機，採用如圖所示之回歸齒輪系，齒輪2 為輸入件，其模數為
5 mm，齒數為20 齒；齒輪5 為輸出件，其模數為6 mm。已知轉軸A 與B 的中心
距為300 mm，且輸入齒輪2 的轉速為1200 rpm（順時針旋轉，由右側視之）及輸
出齒輪5 的轉速為80 rpm，試決定齒輪3、齒輪4 與齒輪5 的齒數。（20 分）

3
2
4
5
A
B

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。