機械工程 92 年機械原理概要考古題

凸輪機構有那些特點？它應用在什麼場合比較適宜？（20 分）

試述齒輪之功用及優缺點。（20 分）

設有一螺栓至少能承受62,800 N（牛頓）之拉力，若其材料的最大拉應力 (maximum tensile stress)為120,000 N/cm2，取安全係數(safety factor)為1.5，試問 螺栓之根徑(basic minor diameter)最小為多少厘米(mm)？（14 分） 壓縮彈簧的端面如果不磨平，則會發生什麼現象？（2 分） 試解釋線狀彈簧(wire spring)的自由長度(free length)及彈簧指數(spring index)。 （4 分）

滑件曲柄機構中， 2 0 r A A = ， 3r AB = ，桿2 為輸入桿，滑件4 為輸出桿，其距離 S B A0 = 。 試推導滑件之位置S 的表示式。（10 分） 滑件位置S 的最大值與最小值各為何？（6 分） 滑件的行程為何？（4 分）

試繪簡圖說明外齒日內瓦機構產生間歇運動之原理。（20 分）

試問實心軸與空心軸之優劣特徵為何？（10 分） 請舉例說明空心軸之應用。（10 分）

在設計飛輪時，應依據那個原則可達到以最小質量儲存最多能量之目的。並說明原因。（20 分）

一鋼管之外徑D 為15 cm，管厚度t 為2.5 cm，管內液壓油之流量Q 為25 s / λ ，不 計管內的摩擦損失。 試求管內液壓油的流速為若干m/s？（10 分） 若該液壓油所傳送之功率為0.1 馬力，試求油壓為若干N/m2？（10 分）

有一減速機內之一對正齒輪已磨損。測量結果軸間距離為250 mm，小齒輪外徑大略 為108 mm，在外徑所測之周節大略為13.5 mm。試求各齒輪模數、各齒輪之節圓直 徑及齒數。（20 分）

有一皮帶傳動裝置之帶輪直徑為40 公分，帶輪轉速為400r.p.m.，在無滑動損耗下可 傳送20hp（馬力）。若皮帶每公分寬度可承受50N（牛頓）之拉力，試求皮帶之帶寬 至少需為若干？（20 分）

如下圖所示之齒輪系中，齒輪2 有20 齒，齒輪3 有80 齒，齒輪5 有30 齒。當S1 軸旋轉5 圈時，S2 軸會被驅動以相同轉向旋轉3 2 2 圈，試問齒輪4 的齒數為何？另在 齒輪4 與齒輪5 間至少需採用幾個惰輪？（20 分）

何謂轉動慣性，與飛輪有何關係；並舉例說明飛輪的用途。今假設質量固定時，若 飛輪呈腳踏車車輪之形狀，則有何道理。（20 分）

一塊狀制動器如圖所示，若摩擦係數為0.3，外力P 為30 牛頓，其制動扭矩為多少？ （鼓輪順時針方向旋轉）（20 分） A B 3 4 2 θ A0 10 ㎜ 100 ㎜ 200 ㎜ P

試說明漸開線齒型的形成方式。（20 分） S1 S2

試繪一滾子從動件與凸輪之相關圖，並標出各主要部位之名稱。（20 分）