地特三等申論題
105年
[機械工程] 機械設計
第 一 題
📖 題組：
圓環型的碟式煞車（disk brake），其工作內徑 di = 200 mm，工作外徑 do = 300 mm，摩擦襯之摩擦係數為 0.4，煞車致動力（actuating force）F = 2 kN，垂直作用於盤面。（每小題 10 分，共 20 分） (一)假設盤面之正向壓力為均勻分布，求煞車產生之摩擦力矩。 (二)假設盤面摩擦襯為均勻磨耗，求煞車產生之摩擦力矩。
圓環型的碟式煞車（disk brake），其工作內徑 di = 200 mm，工作外徑 do = 300 mm，摩擦襯之摩擦係數為 0.4，煞車致動力（actuating force）F = 2 kN，垂直作用於盤面。（每小題 10 分，共 20 分） (一)假設盤面之正向壓力為均勻分布，求煞車產生之摩擦力矩。 (二)假設盤面摩擦襯為均勻磨耗，求煞車產生之摩擦力矩。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
假設盤面之正向壓力為均勻分布，求煞車產生之摩擦力矩。
思路引導 VIP
碟式煞車的計算通常分為「均勻壓力（新煞車）」與「均勻磨耗（舊煞車）」兩種假設。此題要求均勻壓力假設，應先掌握其等效摩擦半徑的公式，將致動力乘上等效半徑與摩擦係數即可求解。
小題 (二)
假設盤面摩擦襯為均勻磨耗，求煞車產生之摩擦力矩。
思路引導 VIP
看到「均勻磨耗」假設，應立刻想到磨耗率正比於壓力與半徑的乘積，即 $p \times r = C$（常數）。透過積分致動力 $F$ 與摩擦力矩 $T$，可推導出均勻磨耗下的等效摩擦半徑為平均半徑 $(r_o + r_i) / 2$，直接代入 $T = \mu F R_{avg}$ 即可求解。