高考申論題
110年
[機械工程] 機械設計
第 一 題
一、有一馬達重量為 25 kN，在馬達上方需設計一環首螺栓（eye bolt）作為安裝吊掛之用，若選用之螺栓強度等級為 8.0（抗拉強度 Su=1034.3 MPa、降伏強度 Sy=894.6 MPa）且設計時之安全係數為 5.0，試求應選用之螺栓尺寸規格、最少之鎖入螺牙數？（ISO 螺絲螺牙根部直徑 dr=d-2×0.54127p，d 為公稱直徑、p 為螺距）（20 分）
📝 此題為申論題
📜 參考法條
TABLE: SELECTED LIST OF ISO SCREW THREADS (含 Outside Diameter, Pitch, Pitch Diameter, Stress Area)
思路引導 VIP
看到環首螺栓吊掛問題，首先應確認設計基準為「降伏強度(Sy)」並搭配安全係數求出容許拉應力。接著由荷重推算所需的「螺栓應力面積(At)」以選定公稱尺寸。最後，計算螺紋根部直徑(dr)，並利用最大剪應力理論(Tresca)或von Mises準則求出容許剪應力，藉由「螺紋根部剪切面積」推導出最少需要鎖入的螺牙數。
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【解題關鍵】利用容許拉應力求取螺栓應力截面積以選定規格，再依容許剪應力與螺紋根部剪切面積公式求取最少鎖入螺牙數。 【解答】 計算：
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