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101年公務人員特種考試警察人員考試、
101年公務人員特種考試一般警察人員考試及
101年特種考試交通事業鐵路人員考試試題
代號：80930
等 別： 員級鐵路人員考試
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：
禁止使用電子計算器。
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
）
一、如下圖所示之樑（beam）其彈性係數（Modulus of Elasticity）為 E，橫截面的慣性
矩（Moment of Inertia）為 I，密度為 5 kg/m，該樑之垂直方向支撐為 與，試求
取其位於 與 之間 x處之位移量 y。（20 分） 1
R R
R R 2
1 2
R
1
R
2
x
2 m 1 m
二、試繪製並說明齒輪之節面（Pitch surface）、齒厚（Tooth thickness）、壓力角（Pressure
Angle）、基圓（Base circle）、齒根（Dedendum）。（20 分）
三、如下圖所示之四連桿機構 ABCD，若輸入桿 AB 之桿長 、輸出桿 CD 之桿長 、
及連桿間角度
1
L3
L
β
與
A
B C
D
L
1
L
3
β
γ
γ
皆為已知，且假設各活動桿件無慣性力，各關節（joint）無摩
擦力，試推導並說明其輸出與輸入扭矩間之機械效益。（20 分）
四、圓錐離合器（Cone Clutch）是藉由圓錐形的摩擦面來傳遞力量，圓錐的最大直徑為
，圓錐的最小直徑為 ，是垂直作用在離合器摩擦面上的最大壓力，圓錐離合器
（Co ne Clutch）的半錐角（Cone Angle）為
Ddpa
θ
，假設離合器摩擦面為均勻磨耗（uniform
wear），離合器摩擦面摩擦係數為
μ
，試求：
所需之離合器的軸向推力 。（10 分） F
離合器摩擦面上摩擦力所造成之轉矩
T
。（10 分）
101年公務人員特種考試警察人員考試、
101年公務人員特種考試一般警察人員考試及
101年特種考試交通事業鐵路人員考試試題
代號：80930
等 別： 員級鐵路人員考試
類 科： 機械工程
科 目： 機械原理概要
全一張
（
背面
）
五、如下圖所示之單螺線螺栓係鎖入一板中，且呈現力平衡狀態，螺栓之節距（pitch）
為，螺面角度（helix angle）為
p
φ
，螺栓面之平均半徑為
r
，設螺栓面與板間之摩
擦係數為
μ
，試求：
將螺栓進一步向左鎖入板中所需之扭矩。（10 分）
該螺栓向右自板退出所需之扭矩。（10 分）
p
F/2
r
鎖入方向 F
φ
F/2