台電僱員招考申論題
111年
機械原理
第 1 題
📖 題組：
一鋼帶制動器如【圖 9】所示，若制動鼓以角速度 ω 順時針方向旋轉，已知其直徑 D = 20 cm，a = 18 cm，L = 100 cm，鋼帶緊邊張力 F₁ 對鬆邊張力 F₂ 之比值 F₁/F₂ = 3，鋼帶對制動鼓的制動扭矩 T= 1000 kgf-cm，試求：（2 題，共 15 分）
一鋼帶制動器如【圖 9】所示，若制動鼓以角速度 ω 順時針方向旋轉，已知其直徑 D = 20 cm，a = 18 cm，L = 100 cm，鋼帶緊邊張力 F₁ 對鬆邊張力 F₂ 之比值 F₁/F₂ = 3，鋼帶對制動鼓的制動扭矩 T= 1000 kgf-cm，試求：（2 題，共 15 分）
緊邊張力 F₁ 為多少 kgf？（7 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
利用制動扭矩公式 $T = (F_1 - F_2) \times R$ 可建立張力差與扭矩的關係。再搭配題目給定的張力比 $F_1/F_2 = 3$，解聯立方程式即可輕鬆求出緊邊張力與鬆邊張力的數值。
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根據題意，制動鼓之制動扭矩 $T$ 是由緊邊張力 $F_1$ 與鬆邊張力 $F_2$ 的差值乘上制動鼓半徑 $R$ 所產生。 1. 計算制動鼓半徑 $R$： 已知制動鼓直徑 $D = 20 \text{ cm}$，則半徑為：
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鋼帶制動器張力計算
💡 制動扭矩等於緊邊與鬆邊張力差值與制動鼓半徑之乘積。
🔗 制動器張力解題三部曲
- 1 幾何轉換 — 將已知直徑 D 轉換為力臂半徑 R
- 2 物理建模 — 代入扭矩公式 T=(F1-F2)R 算出張力差
- 3 代數運算 — 結合張力比值 F1/F2 解聯立方程式
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🔄 延伸學習：延伸學習：若題目要求手柄施力 P，則需再加上槓桿原理的力矩平衡計算。
