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年特種考試地方政府公務人 員及
離 島 地 區 公 務 人 員 考 試 試 題
考 試 別：地方政府公務人員考試
等 別：四等考試
類 科：機械工程
科 目：機械設計概要
考試時間：1小時 30 分 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
4
4340
頁次：
2
－
1
一、對基本直徑（d,D）尺寸為 34 mm 的軸及孔進行滑動配合（sliding fit）
設計，配合等級符號為 H7/g6，其中 d及D分別為軸與孔的直徑。參考
下列表 1及表 2，試決定滿足上述配合條件下該軸與孔分別的最大及最
小極限尺寸。（25 分）
表1：國際公差（IT）等級-米制
基本尺寸
（mm）公差等級
IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11
18-30 0.013 0.021 0.033 0.052 0.084 0.130
30-50 0.016 0.025 0.039 0.062 0.100 0.160
50-80 0.019 0.030 0.046 0.074 0.120 0.190
表2：軸的基本偏差值-米制
基本尺寸
（mm）上偏差字母代碼
c d f g h
24-30 -0.110 -0.065 -0.020 -0.007 0
30-40 -0.120 -0.080 -0.025 -0.009 0
40-50 -0.130 -0.080 -0.025 -0.009 0
二、一根長度
66 mm
L
及直徑
30 mm
d
的實 心圓棒，其 彈性模數
200 GPa
E
。若該圓棒受到軸向拉伸負載
40 kN
P
的作用，在滿足虎
克定律的假設下，試求該圓棒的軸向應力、應變及長度變形量。若已知
該圓棒的降伏強度
240 MPa
y
S
，求其基於拉伸失效的安全因素。（25 分）
代號：
44340
頁次：
2
－
2
三、一旋轉軸需要使用內環旋轉之 03 系列圓柱滾子軸承（cylindrical roller
bearing）來支撐，該軸承要求的設計壽命是在可靠度 90%、轉速 500 rpm
下受到 10 kN 的徑向負荷作用時達到 40,000 小時。假設製造商型錄軸承
之額定壽命為 106迴轉數，試求用來查軸承規格的型錄額定負荷值 C10，
並根據計算結果在表 3中選擇一個最適當的軸承。（25 分）
表3：03 系列圓柱滾子軸承的尺寸與基本負荷額定值
內徑
D(mm) 外徑
Do(mm) 寬度
W(mm) 負荷額定值(kN)
C10 C0
40 90 23 56.1 32.5
45 100 25 72.1 45.4
50 110 27 88.0 52.0
55 120 29 102 67.2
60 130 31 123 76.5
四、一對模數
4 mm
m
及壓力角
20
的漸開線正齒輪組，小齒輪齒數
16 齒，大齒輪齒數 64 齒。齒輪接觸比的公式為
/
c c b
m L p
，其中
b
p
為基
節，
c
L
為兩齒輪的接觸長度。
c
L
的計算公式如下：
1/2 1/2
2 2 2 2
cos cos sin
c p p p g g g
L r a r r a r c
其中 r為節圓半徑，a為齒冠高，c為齒輪組中心距；下標 p和g分別表
示小齒輪及大齒輪。求該齒輪組的接觸比
c
m
，且說明接觸比的意義及其
對齒輪運轉的影響。（25 分）