
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
e
 
σ
a
 
Y
 
140 
210
Y
ut
 平均應力 σ
m
力幅
 

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代號:43050 
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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
 

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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
,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
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
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 
20h8 
25 
22js7 
20js7 
25 
25 
22js7 
20js7 
20h8 
(a)局部裝配圖
50
(
)錯誤標註 
(c)答題圖