機械工程 99 年機械設計考古題

一平皮帶裝於兩皮帶輪上，兩皮帶輪之外徑分別為D=200 mm 與d=100 mm，兩軸 心之距離為C=400 mm，試推導交叉帶長度與開口帶長度之式，並求兩長度之差距 值。（25 分）

試繪流程圖說明機械設計之完整流程。（25 分）

一裝有封閉氣體之薄壁圓柱，其內徑D 為100 mm，壁厚t 為1 mm，氣體之壓力為 1 kPa，試求壁上之主應力與最大剪應力。（25 分）

優先數字（preferred number）R20=1.122，試求R(20/4) 從100 到1000 之導出數列 （derived series）。（25 分）

一樑承受一水平拉力F，如圖所示，長度L>>長度h，試以卡氏提格諾理論 （theorem of Castiglino），列舉假設條件，求P 點於垂直方向之變形量。（25 分） L F h P

有一組零件須考慮軸與孔之配合，公稱尺寸為40 毫米（mm），若為單向公差，最 小餘隙為0.010 毫米，最大餘隙為0.050 毫米，軸之公差為0.015 毫米，孔之公差為 0.025 毫米，若採用基軸制，試問軸和孔之尺寸各為多少？（25 分）

一合金鋼之抗拉強度（ultimate tensile strength）為615 MN/m2，降伏強度（yield strength）為410 MN/m2，疲勞限（endurance limit）為205 MN/ m2，試： 繪修正格曼圖（modified Goodman diagram）。（10 分） 求單方向負載（uni-directional loading or released loading）之疲勞應力（endurance stress）。（15 分）

一圓形離合器（clutch）如圖所示，圓盤之內直徑與外直徑分別為d 與D，摩擦係 數為f，軸向力F 作用於驅動軸與被動軸，假設為均勻磨耗，試求作用之扭矩。 （25 分） 驅動軸 軸向移動 被動軸 摩擦材料

比較鏈條傳動（Chain drive）和皮帶傳動（Belt drive）的傳動負荷能力，並簡述 其理由。（5 分） 說明「皮帶傳動比鏈條傳動適合高速傳動」的原因。（10 分）