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108年公務人員普通考試試題
類 科：機械工程
科 目：機械原理概要
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：44030
頁次：2
－
1
一、如圖 1所示為平面四連桿機構，A
0
B
0
為固定桿，桿長分別為
A
0
B
0
= 60.96 mm，A
0
A = 20.32 mm，AB = 31.24 mm，BB
0
= 39.37 mm，
L
1
= 12.7 mm，L
2
= 25.4 mm。（每小題 5分，共 20 分）
試說明圖 1的機構為雙搖桿或曲柄-搖桿機構？理由為何？
何謂機械利益（Mechanical adventage）？
參考圖 1所示機構，若桿 A
0
A與桿 A
0
B
0
的夾角為 49°，試分析其機械
利益。
應用圖 1所示機構，試提出一種實用手工具的設計構想，並以簡圖示
範及說明其功能特點。
B
輸出力
施力 A
圖1
L
1
L
2
A
0
B
0
二、如圖 2所示的摩擦塊制動器，其中煞車鼓半徑為 360 mm，a = 360 mm，
b = 900 mm，c = 400 mm，摩擦係數為 0.3，若受到轉矩 225 N-m 的作用。
試求：（每小題 5分，共 20 分）
在煞車塊上的總正向力 F
n
。
煞車鼓做順時針旋轉時所需之制動力 F。
煞車鼓做逆時針旋轉時所需之制動力 F。
若不改變其他各尺寸數據，煞車鼓做逆時針旋轉時，欲使此制動器形
成自鎖狀態，c值設定為何？
F
b
a
φ
720
圖
2
c
代號：44030
頁次：2
－
2
三、如圖 3所示為行星齒輪系（Planetary Gear set），其中 A齒輪（15 齒）聯
結於主動軸（Input）上，C齒輪（105 齒）為環形內齒輪為固定件，傳
動臂（Arm）聯結於從動軸（Output），並與 B齒輪（45 齒）以迴轉軸
相連接。若主動軸以順時針 80 rpm 方式轉動時，試回答或求解下列問
題：（每小題 5分，共 20 分）
何謂齒輪的基本定律（Fundamental Law of Gearing）？
試舉出兩種齒輪設計時常用的齒形名稱。
從動軸（Output）的轉速及方向為何？
齒輪 B的轉速及方向為何？
C(固定)
固定桿
Output Input
圖
3
A
Arm
B
四、如圖 4所示為桿件與滑輪組成的支撐架及其受力狀態，桿長單位為 mm，
其中兩個滑輪半徑均為 250 mm，試求在 D與E處所承受的反力，分別
以力的分量與方向表示。（20 分）
2000 2000
D
B
1500
圖
4
A E
C
4.8 kN
五、
何謂直線機構（Straight line mechanism）？（5分）
試以簡圖說明司羅氏（Scott-Russell’s）直線機構與瓦特（Watt’s）直
線機構之差異，依特徵比例等繪出個別機構簡圖，並說明其桿長特徵
等條件。（10 分）
承
，分別繪出各機構包含直線的軌跡與描繪軌跡的特徵點，試說明
何者為絕對直線機構或近似直線機構，理由為何？（5分）