機械工程 110 年機動學與機械設計考古題

圖一所示之四連桿機構ABCD，連桿AD 為機架，最短連桿AB 為輸入 桿，連桿BC 與CD 的長度分別為70 mm 與50 mm。若該機構的最大傳 力角與最小傳力角分別為109°與57°，試求連桿AB與連桿AD的長度， 並判斷四連桿機構的運動型態。（20 分） 圖一 列式計算如圖二(a)與(b)所示之碎石機構與刨刀機構的自由度。（15 分） (a) (b) 圖二 1 圖三所示之回歸齒輪系減速機，所有齒輪皆為壓力角為20°的全深漸開 線正齒輪，齒冠a=m，轉軸A 與轉軸B 的中心距為240 mm，且該減速 機的轉速比為15。已知齒輪2 之齒數為16 齒，模數為5 mm，齒輪5 之 模數為6 mm，試決定齒輪3、4 與5 的齒數，並檢查這個齒輪減速機是 否會發生干涉（Interference）。（25 分） 圖三 一根AISI 1020 碳鋼製之直徑為80 mm 的圓軸同時承受一個大小為 m - N 800 的扭矩（Torque）與一個未知的彎曲力矩（Bending moment）， AISI 1020 碳鋼的降伏強度為 MPa 400  y S ，若此圓軸的安全係數必須大 於2 時，試以最大剪應力失效理論求出圓軸所能承受的彎曲力矩。（20 分） 有一根承受變動彎曲應力（Alternating bending stress）之旋轉鋼軸，鋼軸 的降伏強度為Sy = 450 MPa，極限拉伸強度為Sut = 600 MPa，完全修正 後之耐久限為Se = 200 MPa。若旋轉鋼軸所承受之彎曲應力的變動範圍 為180 MPa，試以Mises-Hencky 畸變能失效理論與修正Goodman 理論 分別計算鋼軸的靜態與動態負載的安全係數。（20 分）