中華郵政股份有限公司 104 年第 2 次職階人員甄試試題
職階／甄選類科【代碼】：專業職(一)／機械設備【H6209】
專業科目（2）：機械設計概要
＊請填寫入場通知書編號：________________
注意：
作答前須檢查答案卷、入場通知書號碼、桌角號碼、甄選類科是否相符，如有不同應立即請監試
人員處理，否則不予計分。
本試卷為一張雙面，共有四大題之非選擇題，各題配分均為 25 分。
非選擇題限用藍、黑色鋼筆或原子筆於答案卷上採橫式作答，請從答案卷內第一頁開始書寫，違
反者該科酌予扣分，不必抄題但須標示題號。
請勿於答案卷上書寫姓名、入場通知書編號或與答案無關之任何文字或符號。
本項測驗僅得使用簡易型電子計算器(不具任何財務函數、工程函數功能、儲存程式功能)，但不
得發出聲響；若應考人於測驗時將不符規定之電子計算器放置於桌面或使用，經勸阻無效，仍執
意使用者，該節扣 10 分；該電子計算器並由監試人員保管至該節測驗結束後歸還。
答案卷務必繳回，未繳回者該節以零分計算。
第一題：
如【圖一】所示之正齒輪減速機示意圖，1 kW 馬力由 a 軸輸入，轉速為 1200 rpm，動
力由 c 軸輸出，輪齒之徑節 P＝5（即模數為 5.08 mm），壓力角 25
o
。請回答下列問題：
（一）若每對齒輪之傳動效率皆為 95%，試求軸 b 與軸 c 分別傳動之扭矩大小。
【15 分】
（二）若傳動效率皆為 100%，試求 15 齒小齒輪作用於齒輪 A 之切線力及徑向力分別
為何？【10 分】
（註：tan25
o
=0.466）
【圖一】
第二題：
如【圖二】所示，有一頸軸承(hydrodynamic journal bearing)，軸直徑 D＝2R，半徑間
隙 c，軸承長度 L。若軸運轉時可保持與軸承同軸心，轉速為 n (rps)，潤滑油黏度(viscosity)
為
，其軸承摩擦損失力矩之貝楚夫方程式(
Petroff’s equation)為
c
nLR
T
f
3
2
4
；請回答下列
問題：
（一）若 D＝100 mm、c＝0.05 mm、L＝80 mm、n＝600 rpm、
＝50 mPa·s，試求
軸承之損耗力矩及功率。
【10 分】
（二）請分別針對潤滑油黏度、黏度指數(Viscosity Index, VI)之高低對頸軸承性能（力
矩損耗、負載能力、溫度敏感度）之影響作說明。需要高黏度之潤滑油時，是選
用高號數還是低號數機油？【15 分】
【圖二】
【請接續背面】
第三題：
【圖 3-1】為金屬懸臂桿，已知此材料降伏強度為 295 MPa，請回答下列問題：
（一）請說明【圖 3-2】金屬材料 von Mises 應力之定義與意義。
【5 分】
（二）已知 F= 0.55 kN，P= 8.0 kN，T=30 N.m，試求 A 點與 B 點各為受力點之應力
值。【10 分】
（三）依畸變能理論，試求此懸臂桿之 von Mises 應力與此設計安全因數(Safety factor)。
【10 分】
【圖 3-1】金屬懸臂桿受力圖
【圖 3-2】金屬材料 von Mises 應力圖
第四題：
金屬材料的疲勞壽命估算常用【圖四】所示線性-彈性破裂力學圖，請回答下列問題：
（一）請說明金屬材料疲勞破裂有哪三種階段，各有何特點？【15 分】
（二）請依常用的開口破裂傳播模式(Open crack propagation model)，說明【圖四】
中之應力強度因數(Stress intensity factor)定義與意義。
【10 分】
【圖四】線性-彈性破裂力學圖