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105年特種考試地方政府公務人員考試試題
代號：43050
全三頁
第一頁
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。
一、應力狀態 MPa220=
x
σ
，MPa300=
xy
τ
，MPa100−=
y
σ
，其他應力分量為 0，求：
（每小題 5分，共 15 分）
主應力。
最大剪應力。
材料降伏強度 MPa800=
Y
S，根據最大剪應力降伏破壞理論之安全係數。
二、均勻光滑圓柱桿直徑 mm70=d，受反覆交變從 kN120 至kN500 的拉力連續作用，其
應力變化如圖 1所示，材料之疲勞破壞限界如圖 2的實線所示，桿件材料的極限強度
MPa630=
ut
S，降伏強度
MPa350=
Y
S
，忍耐限 MPa210=
e
S，求安全係數。（15 分）
圖1
()()
()( )
()
YY
eut,
0,S S ,0
0,S S 0
210,140 MPa
實線為疲勞破壞限界
兩虛線分別為 與 之連線
以及 與 之連線
兩線段交點座標
應力幅
平均應力
圖2
（請接第二頁）
實線為疲勞破壞限界
兩虛線分別為(0,S
Y
)與(S
Y
,0)之連線
以及(0,S
e
)與(S
ut
,0)之連線
兩線段交點座標(210,140)MPa
σ
σ
a
σ
m
t
S
e
σ
a
S
Y
140
210
S
Y
S
ut
平均應力 σ
m
應
力幅
105年特種考試地方政府公務人員考試試題
代號：43050
全三頁
第二頁
等別： 四等考試
類科： 機械工程
科目： 機械設計概要
三、如圖所示懸臂鋼板以四個螺栓固定在ㄇ型槽鐵，懸臂自由端受到 32 kN 的負荷，造
成一支螺栓的橫剖面均承受了直接剪力和二次剪力，二次剪力為負荷作用在螺栓群
組形心 O點之力矩所致，求四個螺栓分別受到的剪力。（15 分）
A
BC
D
O
•
四、滾珠軸承內環轉速 1800 rpm，所受徑向負荷 2 kN，軸承之額定壽命數為 10
6
轉，軸
承負荷 F與壽命轉數 L之關係： =LF
3
常數，採用動容量（基本額定負荷） kN16
10
=C，
求此軸承能夠運轉之壽命時間為多少小時數。（10 分）
五、如圖所示的兩組行星齒輪機構組成一個傳動系，齒數如下：
16
2
=N，
16
3
=N，
43
4
=N，
22
6
=N，60
7
=N，齒輪 4與齒輪 6共軸，臂桿 5以b軸旋轉，帶動齒輪
3、4、6公轉，齒輪 7被固定不旋轉，a軸輸入轉速 500 rpm，求 b軸之輸出轉速。
（15 分）
（請接第三頁）
150 150 300
500
C
D A
B
O
32 kN
單位：mm
120 120
400
30
20
46
7
5
3
2
a b
100
105年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：43050 全三頁
第三頁
等別： 四等考試
類科： 機械工程
科目： 機械設計概要
（請接背面）
六、基本尺寸 50 mm 的公差 μm257IT =，μm398IT =，一對孔及軸的配合與公差記為
7g/8H50
φ
，軸之下偏差為 μm10−，求：（每小題 5分，共 15 分）
軸之尺寸範圍。
孔之尺寸範圍。
軸與孔形成的間隙範圍。
七、如圖(a)所示傳動軸的裝配圖，傳動軸的 mm25
φ
軸段左側軸肩為軸承在軸向的定位
面，其右側軸肩為齒輪的定位面，這兩個面必須作為軸長度方向的基準，因此，如
圖(b)所示的尺寸標註方式錯誤，除了軸長度 50 mm 正確以外，另外五個軸向的尺寸
都不正確，應以此軸之 mm25
φ
軸段左端為基準面，修正另外五個軸向尺寸的標註，
以正確的定義出在軸長度方向所需安裝零件的位置及所需要的長度，本題作答須將
圖(c)繪製在試卷並補充所需修正的尺寸線、尺寸界線及標註正確尺寸。（15 分）
18
26
35
46
47
50
φ
20h8
φ
25
φ
22js7
φ
20js7
φ
25
φ
25
φ
22js7
φ
20js7
φ
20h8
(a)局部裝配圖
50
(
b
)錯誤標註
(c)答題圖