機械工程 96 年機械原理概要考古題

4 3 一、如下圖所示，由四個齒輪構成的迴歸輪系。設該輪系值為 7

當兩軸之材料相同，且其傳遞之功率亦相同時，試問轉速快者其軸徑是較大或較小？ 又二者成何種關係？（10 分）此類承受扭矩之軸，若破裂時，其破裂方向與軸之中 心線成何種角度？（10 分）

何謂軸之臨界轉速（critical speed 或稱危險轉速）？（10 分）若有一軸，其臨界轉 數為850 r.p.m.，係在常使用轉數之範圍內，此時操作此機械時，應如何處理或改善 之？（10 分）

+ ，且各齒輪的齒數不 得少於15 齒，第一組齒輪之徑節為4，第二組徑節為3，並考慮兩組減速相近。則 該輪系的各個齒輪齒數為何？（20 分） 二、若凸輪設計不當會產生陡震，茲以等速運動條件為例，說明相關位移、速度及加速 度的變化。（20 分）

試簡述鍵之功能與種類。（10 分）並加以說明傳送小動力及傳送大動力，各應採用 何種類型的鍵？（10 分）

軸之聯結器（coupling）有幾種？（10 分）如何選擇？（10 分）

橡皮彈簧從其負載可分伸長、壓縮及扭轉三種類型，請問橡皮彈簧的主要功用及 共同缺點為何？（8 分） 試述六角螺帽、方（四方）螺帽與有槽（堡形或冠形）螺帽的特性。（12 分）

試述飛輪的用途，並舉二實例說明之。（20 分）

凸輪系之從動件與凸輪接觸之情況除了尖端從動件外，另有那兩種？並比較各個接 觸情況之優劣。（20 分）

四連桿組ABCD 中，AB=2cm，BC=3cm，CD=AD=4cm，分別以下列各桿作固定桿， 則形成何種機構？ AB 桿（5 分） BC 桿（5 分） AD 桿（5 分） CD 桿（5 分）

設計一V 形開口皮帶輪組，其中主動槽輪之節圓直徑為d＝

試繪簡圖說明碟式（圓盤）煞車之機構。（20 分）

說明煞車裝置與離合器的功能。二者皆利用何者力學現象，並說明其差異處以致在 材料的選用上有何需強調的特性。（20 分）

5.2 ′′ ，從動槽輪之節圓 直徑為D＝ 5 13.9 ′′ ，兩輪軸之軸距為C 必須小於4 2 ′′ ，V 形皮帶之標準長度如附表所 示。請選用一條最長之3V 標準皮帶。（20 分） 附表：3V, 5V, 8V 等皮帶之標準長度（英吋） 3V 3V, 5V 3V, 5V, 8V 25 50 100 26.5 53 106 28 56 112 30 60 118 31.5 63 125 33.5 67 132 35.5 71 140 37.5 75 40 80 42.5 85 45 90 47.5 95 五、一螺旋下端施以一扭矩T。該扭矩作用後，引起固定於導管內之螺帽上的反作用力 W 為1290 lb（見下圖）。假設滾珠軸承的摩擦不計，螺旋外徑為2′′ ，每一英吋有 三條螺紋，且螺紋深度均為 8 0.1 ′′ ，螺紋摩擦係數為0.15，試求螺旋與螺帽接觸間之 螺紋表面的平均軸承壓力（psi）。（20 分） W 2" T Pitch＝ Lead＝1" 3 1"

有一直徑d=25.4mm 之6×7 金屬繩索，其金屬截面積A=0.38d 2。金屬線之直徑 dw=d/9，彈性模數E=10000 N/mm2，此金屬繩索繞過一節徑為D 之槽輪以懸掛重 W=1000 N 之物品，D 之建議值為D=42d，試求此金屬繩索因張力及彎曲力矩造成 之最大合成應力為何？（20 分）