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年公務人員特種考試外交領事人員外交行政人員考試、
101
年
公務人員特種考試國際經濟商務人員考試、
101
年公務人員特種考
試法務部調查局調查人員考試、
101
年公務人員特種考試國家安全
局國家安全情報人員考試、
101
年公務人員特種考試民航人員考
試、
101
年公務人員特種考試經濟部專利商標審查人員考試試題
代號：80180
考 試 別： 專利商標審查人員
等 別： 三等考試
類 科 組： 機械工程
科 目： 機械設計學
考試時間： 2小時 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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
))1(4/()14( 2−−−= CCCCK
一、下圖所示為一扭力彈簧（Torsion Spring），該彈簧是由直徑 1.80 mm的琴鋼線
（Music Wire）製成，總共有 4.25 圈。該彈簧的降伏強度Sy = 1537 MPa，彈性模數
（Modulus of Elasticity）E = 207 GPa，剛性模數（Modulus of Rigidity）G = 79.3 GPa；
應力集中係數 。請計算該彈簧所能承受的最大負荷F為
何？（下圖僅為示意，尺寸大小未按比例。）（25 分）
i
50 mm
25 mm
16 mm
25 mm
50 mm
F
F
二、液動軸承（Hydrodynamic Bearing）在承受輕負荷時，其旋轉軸位於軸承中心，如下
圖所示。
請推導旋轉軸切線方向摩擦力的公式。（10 分）
請推導旋轉軸因油膜
摩擦力造成功率損耗的公式。（5分）
旋轉軸
軸承
l
U
c
F
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年公務人員特種考試外交領事人員外交行政人員考試、
101
年
公務人員特種考試國際經濟商務人員考試、
101
年公務人員特種考
試法務部調查局調查人員考試、
101
年公務人員特種考試國家安全
局國家安全情報人員考試、
101
年公務人員特種考試民航人員考
試、
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年公務人員特種考試經濟部專利商標審查人員考試試題
代號：80180
考 試 別： 專利商標審查人員
等 別： 三等考試
類 科 組： 機械工程
科 目： 機械設計學
全一張
（
背面
）
三、下圖所示為液動軸承之摩擦係數與運轉特性之關係，若將該曲線分成三個區域，即
AB、BC、CD；請說明該三個區域的潤滑特性。（10 分）
摩擦係數
A
B
C
D
f
P
Zn
四、下圖所示為厚度 50 mm之板承受變動拉力由 360 kN至45 kN，板使用材料之Sy
= 410 MPa，Se = 220 MPa，Su = 635 MPa。斷面變化處之應力集中因數為Kf =
1.50，安全係數為 1.2，試求板所需之寬度d。請利用修正古德曼（Modified
Goodman）準則。（25 分）
F
d
F
dD 2
3
=
4
d
r=
五、下圖所示為一直徑 50 mm，長度 200 mm 之實心圓軸，兩端為簡支撐，在中央處有
一垂直向下 6000 N 之負荷 P，且在兩端各施以 1000 N-m 之扭矩 T。若該軸不旋轉，
且各負荷為穩態負荷，試求：軸中央底部 A處之應力？（15 分）
距軸右端支
撐50 mm 處，水平側面 B處之應力？（10 分）
P = 6000 N
T = 1000 N-m T = 1000 N-m
φ
50 mm
B
A 50 mm 50 mm
200 mm