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普考申論題 111年 [機械工程] 機械原理概要

第 二 題

📖 題組:
一螺旋齒輪之齒數 N = 30、螺旋角ψ= 25°、模數 m = 10 mm,試求:
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (二)

法向模數(normal module)mn。(6 分)

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延續第(一)題的邏輯,已知橫向模數 $m_t = 10$ mm,螺旋角 $\psi = 25^\circ$。此題測驗法向模數與橫向模數之間的轉換公式:$m_n = m_t \times \cos\psi$。直接代入數值計算,並注意計算機角度設定應為 Degree。

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【考點分析】 考查螺旋齒輪中,法線方向與橫切面(端面)方向模數之幾何投影關係。 【理論/公式依據】

小題 (一)

節圓直徑(pitch diameter)dp。(7 分)

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這題隱含一個陷阱/模糊地帶:題目給的「模數 m = 10 mm」到底是端面模數(橫向模數)$m_t$ 還是法向模數 $m_n$? 看到第(二)子題問「法向模數 $m_n$」,這暗示了題幹給的 $m=10$ 必定是「橫向面模數($m_t$)」。否則第(二)題就毫無意義。因此,解題策略是:在答案卷上主動聲明「由子題(二)推斷,題幹給定之模數 $m$ 為橫向面模數 $m_t$」,然後使用公式 $d_p = m_t \times N$ 計算。

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【考點分析】 本題考查螺旋齒輪(Helical Gear)的基本幾何尺寸計算,特別是節圓直徑的定義。 【理論/公式依據】

小題 (三)

法向周節(normal circular pitch)pn。(6 分)

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測驗周節(Circular Pitch)與模數的關係。任何方向的周節,都等於圓周率 $\pi$ 乘以該方向的模數。所以法向周節 $p_n = \pi \times m_n$。將第(二)題求出的 $m_n$ 代入即可。

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【考點分析】 考查齒輪周節(節距)與模數之基本換算關係。 【理論/公式依據】

小題 (四)

橫向面周節(transverse circular pitch)pt。(6 分)

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與第(三)題類似,只是換成了橫向面(端面)。橫向面周節 $p_t = \pi \times m_t$。也可以用 $p_n = p_t \times \cos\psi$ 來驗算。直接使用題幹最初推定的 $m_t = 10$ 來計算最為準確且沒有累積誤差。

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【考點分析】 考查橫向面(端面)周節與橫向模數的關係計算。 【理論/公式依據】

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