機械工程 111 年機械設計概要考古題

滾珠軸承型錄額定壽命 6 10 次轉，可靠度90%，內環轉速600 rpm，設計軸 承負荷1,600 N，設計壽命5,000 小時，求所需軸承之動容量（dynamic capacity，或稱為型錄負荷額定：catalog load rating） 10 C ？（25 分）

機械結構上有一應力之臨界點（critical point），其應力狀態 x = 140 MPa， y = 70 MPa， xy = 105 MPa，其他應力分量： yz = xz = z = 0，㈠求其三 個主應力？（15 分）㈡此材料降伏強度 y S = 295 MPa，依據von Mises 降 伏準則（或稱為最大形變能distortion energy 理論），求安全係數？（10 分）

四行程單缸引擎曲柄軸輸出扭矩與旋轉角度之關係如下圖所示，此循環之 引擎公稱轉速（最大與最小轉速之平均值）為2,400 rpm，- T 圖之每兩點 之間均為直線，使用飛輪之旋轉慣量I = 0.07 2 kg m ，㈠求此循環之引擎輸 出功（work）？（10 分）㈡求平均輸出轉矩（扭力矩）？（10 分）㈢求圖 中第一個的爆炸行程之曲柄軸最高轉速及最低轉速相差多少rpm？（5 分）

請回答：㈠辨識下圖是什麼機械的組合圖？（4 分）㈡說明彈簧4、柱塞 11 及凸輪22 的組合在圖示機械的工作原理是什麼？（5 分）㈢兩個單向 閥編號分別為2 及12，那一個是吸入閥？（4 分）㈣凸輪22 與軸10 之最 大偏心距是多少？（4 分）㈤柱塞11 的直徑標註為18 H7/h6，其中H7/h6 之符號代表柱塞與孔屬於何種配合？（4 分）㈥柱塞套6 與封油圈1 之直 徑標註屬於何種配合？（4 分）

一馬達帶動一個皮帶輪傳輸動力至另一個皮帶輪，兩個皮帶輪的直徑皆 為700 mm，傳輸的功率為10 kW。已知皮帶的緊邊張力與鬆邊張力分別 為720 N 與280 N，求：（每小題10 分，共20 分） ㈠主動輪轉數n（以rpm 表示）與傳輸之扭矩T。 ㈡皮帶與皮帶輪之間的摩擦係數μ。