機械工程 109 年機械原理概要考古題

齒輪對可用於平行軸、相交軸及交錯軸的傳動，請針對上述三種軸的配置， 各列舉兩種齒輪。（25 分）

圖一為洗衣機的傳動機構示意圖，已知 3 5 27 cm O O  、 3 12 cm O B  、 5 18 cm O D  ，齒輪2做等速連續轉動，齒輪6做往復擺動。 列式計算如圖所示之洗衣機傳動機構的自由度。（5分） 試求連桿BD 的桿長範圍。（15分） 圖一

依傳送動力的大小來分類，鍵可以分成小動力與大動力兩類，以下10 種 鍵（平鍵、圓型鍵、斜鍵、半圓鍵、滑鍵、錐形鍵、斜角鍵、切線鍵、 鞍型鍵、栓槽鍵），分別屬於那一類？（20 分）

有一凸輪機構係由盤形凸輪及滾子從動件所組成，滾子從動件之運動為 平移運動。 請說明何謂壓力角？（10 分） 若凸輪與滾子從動件的接觸作用力為F，請以圖示說明，沿從動件運動 方向及其垂直方向的受力。（15 分）

圖二所示之機構以曲柄2為輸入件做等速逆時針旋轉運動，滑塊5為輸出件。 列式計算該機構的自由度。（5分） 已知 25 cm AB  與 15 cm AC  。試證明該機構具有急回的特性。（15分） 圖二 1 1 2 4 B A C

棘輪機構由搖臂、棘爪、棘輪、機架所組成，以單向單爪棘輪為例，繪 圖標示出上述機件，並說明其如何作動。多爪棘輪與單爪棘輪相比，有 那些優點？（20 分）

一雙線螺紋之螺旋起重機，假設螺紋之螺距為10 mm，手柄長度為200 mm， 若不計摩擦損失，當施力30 N 於手柄末端，則該起重機能舉起之重量為多 少N？（25 分）

D （往復擺動） （固定輸入） 5 三、有一對壓力角為20°之外嚙合漸開線正齒輪的中心距為180 mm，其轉速比 為5，模數為6。若其中心距因裝配關係而增大6 mm，試求其轉速比、壓 力角及小齒輪的節圓與基圓之半徑。（20分）

何謂齒輪的「模數」？有一齒數N1=25、模數為3 的齒輪，與齒數N2=65 之齒輪相嚙合，其中心距離C 為多少？若已知n1=400 rpm，則大齒輪轉 速n2 為何？（20 分）

請列舉四種平行運動機構的應用例。（25 分）

如圖三所示之彈簧組合，已知彈簧常數K1＝12 N/mm，K2＝6 N/mm， 試求彈簧組合的總彈簧常數。（10分） 請寫出能產生間歇運動的三種機構。（10分） 圖三

何謂滾動軸承的「額定壽命（rating life）」與「基本動態負荷率（basic dynamic load rating）」？若有兩組相同型號的滾珠軸承，但承受不同的徑 向負荷，其中承受徑向負荷P1=2000 kg 的軸承額定壽命為1,000,000 轉， 請問另一個承受徑向負荷P2=1800 kg 的軸承額定壽命為多少？（20 分）

有一對相嚙合的漸開線齒輪A 與B，齒輪A 為外齒輪，轉速為2400 rpm， 齒輪B 為環齒輪，轉速為600 rpm；已知兩嚙合齒輪之轉軸的中心距為 180 mm，外齒輪的模數為4 mm，試求齒輪A 與B 的齒數。（20分）

圖四所示為變速器的齒輪系，所有齒輪的模數皆相同，制動器C與D分別 用於固定行星架E與環齒輪4。齒輪2為輸入齒輪，齒數為T2 = 60齒，齒輪 3與齒輪5為複合齒輪，齒輪5的齒數為T5= 54齒，環齒輪4的齒數為T4= 120 齒，齒輪6為輸出齒輪。當行星架E被制動器C固定時，試求齒輪2與齒輪6 的轉速比。（20分） 圖四

有兩個雙組滑車（A）、（B）如下圖所示，當施一樣的力F 時，那一個可 以提起較重的物品W？WA/WB 為多少？（20 分） （A） （B）