普考申論題
106年
[機械工程] 機械原理概要
第 一 題
📖 題組：
二、
二、
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
計算圖一所示之機構的自由度。（5 分）
思路引導 VIP
計算平面機構自由度，首先應聯想到庫茲巴（Kutzbach）準則或古魯伯（Gruebler's）公式。解題關鍵在於正確清點機件數（注意所有接地固定端合併視為單一機件1，且具多節點的剛體如件3仍視為單一連桿）、低對與高對的數量，最後代入公式求解。
小題 (二)
說明工程師希望「該機構經連桿的尺寸設計後，使耦桿 3 上的耦點 P 具有水平的直線運動軌跡，以利吊掛重物的移動作業」的主要理由為何？能達到什麼目的？（10 分）
思路引導 VIP
看到這題，首先應從「物理學」角度聯想：重物水平移動代表「重力位能不變」。接著將此物理特性連結到工程設計的需求上，條列分析其對機構驅動功率（節能）、動態操作平穩度（安全），以及控制難易度（效率）的具體影響與目的。
平面機構自由度計算
💡 利用庫茲巴準則計算並判定平面機構之運動獨立參數個數。
🔗 自由度計算標準程序
- 1 步驟一：清點構件 — 標記所有活動連桿並加上固定地桿得到 N
- 2 步驟二：判定運動對 — 找出所有接頭，清點低對 P1 與高對 P2
- 3 步驟三：公式求解 — 代入 Kutzbach 準則計算 M 值並判定性質
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🔄 延伸學習：延伸：若 M=1 具確動性；M=0 為靜定結構；M<0 為超靜定。
