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110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：
45230
頁次：
2
－
1
一、西班牙滑車是由一個定滑輪及一個動滑輪組成，若使用兩組西班牙滑
車，就成為所謂帆滑車，請問：
若只使用一組西班牙滑車時，如下方左圖所示，請畫出施力分析圖，
說明機械利益為多少（不考慮纜繩間的夾角，當作都平行）？（10 分）
當使用下方右側圖的帆滑車，若施力端最大可提供 F=150 公斤力
（kgf），那最多可舉起重物多少公斤？若希望舉起重物 4公尺，那施力
端至少要拉多少公尺？（15 分）
二、下圖為ㄧ行星齒輪系示意圖，右側為輸入軸，左側為輸出軸，所有齒輪
都是壓力角 20 度的正齒輪，齒輪 2、4、5的齒數分別為 T2=75、T4=40、
T5=50。齒輪 2為固定不動，其模數為 2公厘（mm），齒輪 5的模數為 4
公厘，輸入軸轉速為 200 轉／每分鐘，請問：
齒輪 3的齒數是多少？其基圓直徑與節圓直徑各為多少？齒輪 4與齒
輪5的中心距離為多少？（15 分）
輸出軸轉速為多少？轉動方向與輸入軸轉向相同嗎？（10 分）
Output
In
put
Fixed
3
2
4
5
代號：
45230
頁次：
2
－
2
三、下圖為一組四連桿機構的示意圖，連桿 1為固定桿，連桿 2為輸入桿，
附表則列出甲、乙兩組四連桿的 4根連桿長度，r1、r2、r3、r4分別代表
桿1、桿 2、桿 3及桿 4的長度（單位為公分），請問：
這兩組四連桿是否都可以組成四連桿機構？對可以組成的四連桿機
構組，是否至少有一根連桿可以旋轉 360 度？若有，是那幾根連桿？
（13 分）
對可以組成的四連桿機構組，請找出連桿 4可以旋轉到的兩個極限位
置，並分別畫出連桿 4在極限位置的四連桿機構的構型，且計算出連
桿4在這兩個極限位置間可轉動的角度。（12 分）
四、下圖為帶式制動器示意圖，鼓輪半徑為 40 公分，與摩擦帶的接觸角 θ為
210 度，摩擦係數為 0.25、a=50 公分、L＝120 公分，對制動桿末端施予
P公斤力進行制動，請問：
鼓輪逆時針旋轉時，摩擦帶左邊張力、還是右邊張力較大？兩邊張力
比值（F1/F2）為何？（10 分）
當施力 P值固定，對逆時針旋轉鼓輪產生的制動扭矩較大、還是對順
時針旋轉鼓輪產生的制動扭矩較大？還是都一樣？請寫出估算方式。
（8分）
鼓輪逆時針旋轉時，若要產生制動扭矩 200 公斤力-公分（kgf-cm），P
應該要多少公斤力？（7分）
r1r2r3r4
甲20 45 15 90
乙25 10 25 20
D
B
3
2
4
r
3
r
4
r
1
r
2
1
1
O
4
O
2
帶
摩擦材料
鼓輪
制動桿
支點