機械工程 113 年機動學與機械設計考古題

113年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 等 別：高等考試 類 科：機械工程技師 科 目：機動學與機械設計 考試時間：2 小時 座號： ㈡不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 ㈢本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。 工程上有多個常用於估算金屬材料受到變動負載時，疲勞破壞的準則， 請繪製一橫軸為平均應力（Midrange Stress）、縱軸為應力變化量 （Alternating Stress）的圖，並清楚標示與說明負載線（Load Line）及以 下幾個常用準則– Soderberg Line, Gerber Line, Modified Goodman Line, ASME-elliptic Line, Yield Line，並說明如何計算所能承受負載極限與安 全係數。（25 分） 一正齒輪組，壓力角為20，需要避免配合齒輪間之干涉，試求出（需詳 列計算過程或說明）：（每小題5 分，共25 分） ㈠配合齒輪之小齒輪可容許之最少齒數。 ㈡達到接觸比為2.5 之小齒輪最少齒數。 ㈢能與㈡之答案匹配之齒輪最多齒數。 ㈣若㈡與㈢答案齒數之齒輪配合，如軸距因使用久而鬆脫變大，齒輪壓 力角會如何改變？ ㈤與齒條配合時小齒輪可容許之最少齒數。 若欲拉起20 kN 之負載，可用之出力為0.4 kN，試以一惠斯頓差動滑車 組作為主要省力機構，繪出機構圖並決定其定滑輪之兩輪直徑及直徑 比，並列出所有假設與計算過程。（25 分） 一鋼製直徑36 mm 的軸，所用材料降伏強度為530 MPa，設計運轉在 600 rpm。使用一鍵（Key）作為動力傳輸元件，其材料降伏強度為450 MPa， 寬度為10 mm，長度為36 mm，安全係數為2.8，請計算最大可傳輸動 力為何？請詳列計算過程。（25 分）