高考申論題
108年
[機械工程] 機械設計
第 四 題
四、有一直徑為 50 mm 之軸上安裝一寬度為 10 mm 之方鍵，此鍵的容許剪應力為 60 MPa、容許壓縮應力為 100 MPa，當軸於轉速 1000 rpm 時需傳遞 20 kW 的功率，且安全係數為 5，請問此方鍵最小之長度為若干 mm？（20 分）
📝 此題為申論題
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這是一道標準的「方鍵（Square Key）」設計計算題。
- 扭矩計算：先利用功率與轉速公式 $P = T\omega$，將 20 kW 及 1000 rpm 轉換為軸上所傳遞的「扭矩 T」。
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【考點分析】 本題測驗軸與輪轂結合用之「方鍵（Square Key）」尺寸設計。重點在於動能（功率與轉速）與扭矩的轉換，以及鍵的雙重破壞模式檢驗：剪切破壞（Shear Failure）與承壓/壓縮破壞（Bearing/Crushing Failure）。 【理論/法規依據】
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