加載中. ..
PDF
109年公務人員普通考試試題
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：
45360
頁次：
4
－
1
一、一元件之臨界危險點之主應力為
390 MPa
、
100 MPa
及
210 MPa
，使用的
材料其降伏強度為
965 MPa
，求：（每小題5分，共20分）
該點之最大剪應力？
根據最大剪應力破壞理論，求安全係數？
求該點之馮密西斯（von Mises）應力？
根據變形能（distortion-energy）理論，求安全係數？
二、以滾子鏈傳動公稱動力
9 kW
nom
H
，主動鏈輪轉速
500 rpm
，齒數
1
25
Z
，小鏈輪齒數係數
1.08
1
117
Z
K
（17齒之 1
1
K
），大鏈輪齒數73，
工作情況為中等衝擊，使工況係數（service factor）
1.3
s
K
，排數係數
2
K
：
單排的 2
1
K
，2排的 2
1.7
K
，3排的 2
2.5
K
，4排的 2
3.3
K
，中心距影
響係數 3
1
K
，整排鏈條的許用（allowance）傳遞動力 1 2 3
all Tab
H K K K H
，
選擇一個型號的鏈條，其單股在小齒輪17齒轉速
500 rpm
的表定功率額定
值
= 4.25 kW
Tab
H，令安全係數至少為
1.2
s
n
，則設計的傳遞動力：
des nom s s
H H K n
，求：（每小題5分，共20分）
設計的傳遞動力？
整排鏈條的許用傳遞動力（kW）？
所需鏈條為幾排？
實際上的安全係數為多少？
三、圓柱斜齒輪（helical gear）節圓直徑60 mm，傳遞動力7.5 kW，轉速
600rpm，因壓力角及齒列螺旋角（helixangle）之作用，使徑向力為1770N
及軸向力為1690 N作用於齒輪節圓柱上，如圖所示，齒輪中心至A端距離
100 mm，至B端50 mm，A端軸承採用斜滾錐軸承，以承受軸向力，B端軸
承採用深溝滾珠軸承，求：（每小題5分，共20分）
傳遞運動之切向力
z
F
？
作用在A軸承之合力？
軸承B所承受之徑向合力？
代號：
45360
頁次：
4
－
2
滾珠軸承壽命負荷方程式：
3 6 3
10
10 D
C F L
其中
10
C
為可靠度90%之型錄額定負載（Catalog load rating）或動容量
（dynamic capacity），設計壽命30000小時，求選擇軸承之
10
C
？
A
y
z
Bx
Fz
四、如圖所示一個薄板用兩根鉚釘固定在機架上，薄板自由端受平行於板面
的垂直負載：
= 10000 N
F
，鉚釘直徑30 mm，鉚釘材料的許用剪應力強
度
95 MPa
all
S
，求：（每小題5分，共15分）
鉚釘所受的平均直接剪應力？
鉚釘所受的扭矩剪應力？
鉚釘合成剪應力之最小安全係數？
=10000N
F
代號：
45360
頁次：
4
－
3
五、一減速機中間齒輪軸如圖一所示為其絕對尺寸標註，此標註方式沒有考
慮到裝配齒輪及軸承所需保證的軸向精度，因此，須以圖二的相對方式標
註其尺寸，以表示出加工及組裝的規定，安裝兩齒輪的軸段寬度尺寸公差
限界均為（－0.1 mm及－0.2 mm），請解答：
安裝左齒輪軸位寬度之公稱尺寸及公差之標註？（4分）
安裝右齒輪軸位寬度之公稱尺寸及公差之標註？（4分）
請說明兩齒輪之間的間隔環是否需標尺寸及其理由？（5分）
題五圖一
題五圖二
代號：
45360
頁次：
4
－
4
如圖三所示為此軸之幾何公差標註，其中軸承及齒輪定位軸肩端面相對
於其本身軸段中心線的幾何公差，都已標註完整了。在其他尚未完成幾何
公差標註的部分，包括：兩齒輪的安裝軸段其圓柱面相對於A及B兩端軸
之中心線徑向偏轉度（runout）公差為0.025mm，兩處齒輪安裝軸段之鍵槽
相對於其本身軸段的對稱度公差分別是0.030mm（左齒輪軸段）及0.025mm
（右齒輪軸段），請完成這些部分的幾何公差標註：
兩處齒輪安裝軸段之圓柱面偏轉度公差標註？（3分）
兩處齒輪安裝軸段鍵槽各別的對稱度幾何公差標註？（6分）
請說明在安裝軸承之兩段軸頸所標註的符號是什麼形態的幾何公差？
（3分）
題五圖三