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年公務人員普通考試試題
代號：43960
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，須詳列解答過程。
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、一軸由 SAE 4140 之鉻鉬合金鋼製成，由一功率為 7.5kW 之馬達驅動。此軸轉速固
定為 50 rpm。若此軸材料容許之剪應力為 100 MPa， 請決定此軸之最小直徑，以
使此軸不會因為受到剪應力而破壞。（10 分） 為配合市售之軸承內徑，則軸直徑
應加大成多少 mm 較佳？（3分） 試述 4140 鉻鉬合金鋼適用於機器主軸之理由？
（7分）
二、某水平放置之滾子鏈條傳動，傳遞功率 P=7.5kW，主動鏈輪有 19 齒與馬達連接，
轉速為 760 rpm，從動鏈輪有 78 齒轉速為 185 rpm，負荷平穩，潤滑良好，試設計
此鏈條傳動裝置中，中心距為 480mm，滾子鏈條節距為 15.875 mm，則 鏈條要
多少 mm 長？（5分） 共需幾節鏈條？（5分） 試說明採用鏈條傳動之理由？
（5分）
三、兩同心螺旋壓縮彈簧，外部的彈簧常數為 428.5 kg/cm ，內部彈簧常數為
312.5 kg/cm。外部彈簧較內部彈簧之自由長度長1.27 cm。設總負荷為 3628 kg， 試
求每一彈簧所支持的負荷？（10 分） 試說明一般彈簧材料主要有那些？（5分）
四、下圖中， 試寫出空格 1、2、3、4、5及6配合種類名稱。（10 分） 一公稱直
徑50 mm，最小干涉為 0.02 mm，最大干涉為 0.06 mm，孔公差為 0.03 mm，軸公
差為0.01 mm，請用基孔制及基軸制分別設計孔及軸的尺寸（unit：mm）。（14 分）
試分別說明公差等級中 01、0～4級、5～10 級及 11～16 級用於何種零件之精度或配
合件。（6分）
公制薦用配合
單位 0.001 mm
初 選 配 合
大 約 配 合 種 類
1
2
3
4
5
6
零線
（鐵金屬）
孔
軸
H8
H8
H8
H7
H7
H7
e8
f8
g6
k6
p6
h7
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年公務人員普通考試試題
代號：43960
類 科：
機械工程
科 目：
機械設計概要
全一張
（背面）
五、下圖中垂直桿元件具有兩段均勻截面，若水平桿鉸接處無摩擦，垂直桿為鋼質，試
求因附加重量 450 kg 後，A點下降的距離？（鋼 E=206900 MPa）（20 分）
1,000 mm
750 mm
450 kg
375 mm
525 mm
25 mm dia.
round
19 mm dia.
round
A