機械工程 95 年機械設計考古題

假設一個滾珠軸承（Ball bearing）的額定負載（Rate load，C10，一百萬轉）為15 kN， 若在1800 rpm 的轉速使用5000 小時的狀況下，此軸承最高載重為多少？（15 分） 滾珠軸承之受力與壽命關係為 3 / 1 FL =常數

試列舉軸承的種類。（10 分）

一個單足式煞車如下圖所示。b=50 mm，d=55 mm，Ff =f × FN，F 為產生煞車力之 外力=100 N，f=0.2，求煞車力Ff，並找出會發生自鎖（self locking, self acting）之摩 擦係數。（25 分）

如下圖所示之由滾珠軸承支撐在A 與B 點直徑為30 mm 之旋轉軸，其載重為一不旋 轉之外力F=20 kN，此軸是否可永久使用？軸之材料經各種影響校正後之疲勞極限 （Endurance limit）為220 Mpa，而極限強度690 Mpa，降伏強度580 Mpa。（25 分）

有一螺旋彈簧（Helical spring）之尺寸為外徑（D）50 mm，長度120 mm，彈簧之 線徑（d）為3.4 mm，有效圈數（Number of active coils）N 為13 圈，彈簧線之剪力 模數G（Shear modulus）為 80 Gpa。求將彈簧壓到使每一圈彈簧線都接觸時之外力 大小。（25 分） 彈簧常數之公式為： 4 3 8 d G k D N = F d FN Ff Fx Fy 100mm b 3000mm 3000mm A B F