地特三等申論題
107年
[機械工程] 機械設計
第 二 題
如圖所示之主軸結構由直徑為 d 之鋼棒及兩軸承(1,2)所組成。主軸在軸承1及軸承2之間旋轉。兩軸承所能接受的傾斜角為1度。若假設兩軸承是完全同心,則主軸能承受之外力F為多少,才不會使得主軸被軸承卡死。楊氏模數為2000 MPa,d=10mm。(20分)
📝 此題為申論題
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本題核心為「外伸樑的撓曲角計算」。可將主軸的兩軸承視為簡支承，並將懸臂端的外力等效為軸承2上的集中端彎矩。利用材料力學的樑撓曲公式求出最大傾斜角所在位置，令其等於 1 度（需換算為弧度），即可反推不卡死狀態下的最大容許外力 F。
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【解題思路】將主軸視為受集中力之外伸樑模型，利用力矩等效與材料力學撓曲公式求出軸承處的最大傾角，令其達到限制值以求解臨界外力 F。 【詳解】 已知：
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