機械工程 96 年機動學與機械設計考古題

一平面連桿機構，如圖一所示，AB = 50，BC = CD = 100，AD = 80，長度單位為mm； 若曲柄AB 之角速度為ω = 40 rad/sec（反時針方向）旋轉，等角加速度為α = 700 rad/sec2 （反時針方向），一呈水平滑動之滑塊，以連桿CH 樞接，求樞接點C 及樞接點H 之速 度及加速度。（20 分）

一由正齒輪組成之行星齒輪系，齒環1 與齒輪2 為同軸心，齒輪架5 樞設有齒輪2 、3、4，如圖二所示，各齒輪之齒數分別為N1 = 150，N2 = 40，N3 = 20，N4 = 35， 齒輪架5 以10 rpm 反時針方向等速旋轉： ㈠若齒環1 為固定不動時，則齒輪2 之轉速及方向為何？（10 分） ㈡若齒環1 以10 rpm 順時針方向等速旋轉時，則齒輪2 之轉速及方向為何？（10 分） 圖一 圖二 C B D H A ω α 30˚ 45˚ 1 2

96年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、法醫師考試暨普通考試記帳士考試、96年第 二次專門職業及技術人員高等暨普通考試消防設備人員考試、普通考試不動產經紀人考試試題 代號：00820 類 科： 機械工程技師 100 φ 三、一呈鉛直置放之圓柱形轉軸A，其頂部水平設置一圓桿B，該圓桿B 之末端連接一 均質鐵球M，如圖三所示，長度單位為mm，若圓桿B 之質量忽略不計，鐵球M 之質量為80 kg，轉軸A 自靜止以等角加速度α = 10 rad/sec2開始旋轉，當轉速ω 達 300 rpm 時改為等速迴轉；若圓桿B 為中碳鋼材質，其容許拉應力為σa = 150 MPa，則圓 桿B 之直徑應設計為若干mm？（20 分） 四、一鋼板結構以5 支大小相同之中碳鋼螺栓結合，如圖四所示，L = 10，H = 0.5，E = 0.2， F = 0.05，t = 0.05，長度單位為m；鋼板之比重為8；螺栓受剪切之斷面均為圓形，其 容許剪應力為τa = 100 MPa；請設計該螺栓之直徑（不考慮摩擦力）。（20 分） 五、解釋名詞：（可繪圖輔助說明之；每小題5 分，共20 分） ㈠瞬心（instant center） ㈡偏心確動凸輪（eccentric positive return cam） ㈢剪力中心（shear center） ㈣推拔銷（taper pin） 圖三 圖四 M A B ω α L H E E F H E E t t t