機械工程 114 年機械設計學考古題（共 4 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/mechanical-engineering/114-%E6%A9%9F%E6%A2%B0%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%AD%B8

第 1 題
一機械元件，以鋼材製作，此材料的拉伸強度為540 MPa、降伏強度為
450 MPa。此元件於使用時受到最大靜態負荷所產生的應力狀態為
σx = 30 MPa，σy = 190 MPa，τxy = -60 MPa，試以最大剪應力（Maximum
Shear stress criteria）與畸變能準則（Von Mises stress criteria）分別求出其
安全係數，請詳列計算過程並說明何準則較為保守。（25 分）

第 2 題
工程師欲選用可在1500 rpm 下轉動，能承受2 kN 徑向負載且壽命至少
可達6000 小時之滾珠軸承。若有一廠商型錄所列軸承規格均以100 萬
轉為基準，請問這位工程師應該選擇該型錄上最小基本額定負載為何的
軸承以符合其需求？請詳列計算過程。（25 分）

第 3 題
請繪出並說明滾珠軸承之主要結構與功能，以及其與滾子軸承在應用與
乘載負荷特性上之差異。（25 分）

第 4 題
一鋼製元件承受-140～420 MPa 之往復負載，此元件之材料參數如下。
請分別以Modified Goodman Criterion 以及Gerber Criterion 求出此元件
可承受負載之最多往復次數，以及靜態負載安全係數。請詳列計算過程
與假設。材料參數：拉伸強度為560 MPa；降伏強度為455 MPa；1000 次
疲勞強度分數（Failure Strength Faction）為0.9。（25 分）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。