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108年公務人員特種考試關務人員、身心障礙人員考試及
108年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題
考 心障礙人員考試
等
類 科：機械工程
科 目：機械設計
考試時間：2小時 座號：
試 別：身
別：三等考試
※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：40940
頁次：1
－
1
一、設計一根承受到穩態負載的碳鋼桿件，要求該桿件的安全係數不得低於
2。已知該桿件上最嚴重之處的應力狀態為 ， ，
，且碳鋼的降伏強度
S
，試以 Mises-Hencky 失效
理論（Failure theo ry）判斷該桿件是否安全。（20 分）
MPa100=
x
σ
MPa20=
y
σ
MPa80=
xy
τ
MPa380=
y
二、寫出受到變動週期應力作用的機械元件所常用的 Soderberg 疲勞破壞理論
方程式，並說明其意義。（20 分）
三、有一根以線徑為 5mm 之琴鋼絲所捲成的螺旋壓縮彈簧，平均圈徑為
50 mm，有效圈數為 10 圈，琴鋼絲的剛性模數 G為80 GPa，試求該彈簧
承受 150 N 之壓縮負載時，彈簧的撓度及其最大剪應力。（20 分）
四、說明在鏈條傳動中，小鏈輪齒數不宜過少的原因。（10 分）
指出聯軸器（Couplings）成為機器不可或缺之元件的三個功能。（10 分）
五、如圖所示為一組二自由度齒輪機構，各齒輪的模數皆相同且齒數分別為
T
2
=50、T
3
=30、T
4
=20、T
6
=25、T
7
=20。已知 A軸的轉速為 210 rpm ccw
（逆時針），B軸的轉速為 300 rpm cw（順時針），試求 C軸的轉速和
轉向。（20 分）
A
+
5
3
E
6
C
B
4
2
7