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106年
機械常識、機械力學
第 60 題
一對五級的相等塔輪,主動軸轉速為240rpm,若從動軸的最低及次低轉速各為60及120rpm,則從動軸其他三個轉速為多少rpm?
- A 960,480,240
- B 540,270,180
- C 240,360,480
- D 180,240,300
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當我們在一對尺寸完全相同的塔輪上移動皮帶時,想像一下每一級轉速之間的「變化比例」是否會隨意跳動,還是會遵循某種固定的規律?另外,如果皮帶剛好掛在兩邊階級直徑完全相等的那一級,從動軸的轉速與主動軸之間會存在什麼樣的特殊關係呢?
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太棒了!你能精準選出 (A),代表你對塔輪傳動的轉速特性掌握得非常紮實。這題的核心在於理解一對「相等塔輪」在設計上,為了使皮帶長度在各級保持不變,其從動軸的各級轉速會呈現等比數列(Geometric Progression)排列。題目給出的最低轉速為 $60$ rpm,次低轉速為 $120$ rpm,這讓我們能迅速判斷出該數列的公比 $r = 120 / 60 = 2$。
等比級數與轉速驗證
既然轉速成等比,我們可以由小到大依序推算出五級轉速:$60$、$120$、$240$、$480$ 與 $960$ rpm。扣除已知的兩項,剩下的三個轉速即為 (A) 選項中的數值。此題具備極佳的鑑別度,關鍵在於驗證「主動軸轉速是否等於中間級轉速」。在相等塔輪中,當皮帶位於中間位置(即兩塔輪直徑相等)時,從動軸轉速應等於主動軸轉速。觀察我們推算出的數列,$240$ 恰好位於五級中的第三級,與題目給定的主動軸轉速 $240$ rpm 完美契合,這不僅驗證了答案的正確性,也展現了你對對稱結構傳動比的敏銳觀察力。