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103年特種考試地方政府公務人員考試試題
代號：
34150
全一張
（正面）
等 別：
三等考試
類 科：
機械工程
科 目：
機械設計
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）
一、一 AISI 1020 鋼材之降伏強度為 210 MPa，抗拉強度 320 MPa。當此材料受應力
x = 75 MPa，
y =25 MPa，
xy = 70 Mpa。
請使用最大剪應力理論計算此時之安全因數。（8分）
請使用畸變能（Distorsion Energy）理論計算此時之安全因數。（8分）
說明 AISI 1020 鋼材之特性。（4分）
二、下圖中之機械元件之降伏強度（Yield strength）為 300 MPa，受負載 F = 500 N，
T = 30 N-m，P =6000 N。試求出機械元件於 A點處之下述問題（可將 A點視為一
小立方體）。（每小題 4分，共 20 分）
一機械元件受力示意圖（尺寸單位為 mm）
於x方向上之正應力為何？
於z方向上之正應力為何？
於x面上朝 z方向之剪應力為何？
根據畸變能理論之馮密士應力（Von Mises stress）為何？
根據 A點是否降伏作考量，此元件根據畸變能理論之安全因數為何？
x
z
103年特種考試地方政府公務人員考試試題
代號：
34150
全一張
（背面）
等 別：
三等考試
類 科：
機械工程
科 目：
機械設計
三、一水平加工平台（Table），如下圖所示。其平台及工件重量 W=1200 kg，摩擦係數
μ=0.05，螺桿上之摩擦扭力矩 Tf= 0.8 N-m，螺桿節距 l=20 mm/rev，螺桿直徑
Db=40 mm，長度 Lb=1000 mm，螺桿材料密度
33 m/kg108.7
b
；傳動效率 η=0.9，
工件進給速度 V=60 m/min，加速時間 ta=0.08 s（秒），馬達轉動慣量（Inertia）為
0.0053 kg‧m2，其位置增益量 ks=30 s-1，試計算：（每小題 10 分，共 20 分）
主軸馬達之扭力矩。
負載總慣性矩 Js。
四、某工具機裝置一個單片盤式離合器（Disc type clutch）以傳遞馬達及主軸驅動扭力
矩（Torque）。已知摩擦盤之外徑為內徑之 1.2 倍，摩擦係數為 0.25，磨擦材料之
壓力為 3.6 K/cm2，在 900 rpm 轉速下傳遞 5 Hp 之功率。求摩擦盤之：
內徑（mm）。（6分）
外徑（mm）。（6分）
彈簧所施於摩擦盤上之軸向壓力。（8分）
五、 寫出下圖 1~5 各油壓控制元件之名稱。（10 分）
說明油壓傳動之優缺點。（10 分）
蓄壓器應用迴路
4
3
5
1
2