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taipower_recruit_essay 111年 機械原理

第 2 題

📖 題組:
如【圖 11】所示,一直徑 8 cm 之鋼圓軸,連結齒輪使之旋轉,並以寬度 2 cm,高度 H,長 10 cm的平鍵連結,使齒輪以 60 rpm的轉速均勻地傳遞動力,若平鍵的允許剪應力為 6 MPa,允許壓應力為 8 MPa,試求:(3 題,共 20 分)
所需之鍵高(H)最少應為多少 mm?(6 分)
題目圖片
📝 此題為申論題

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本題未給定傳遞的扭矩或動力,因此解題關鍵在於「等強度設計」觀念。只要讓鍵的抗壓承載力等於抗剪承載力(即以最大允許剪力為基準,反推不被壓壞的條件),即可求出最小需求鍵高;題目中的轉速與軸徑為題組其他小題的資訊,本題不需用到。

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為確保平鍵在傳遞動力時,不會發生剪切或擠壓破壞,我們以「等強度設計」的觀念來計算。鍵的抗壓承載能力必須大於或等於抗剪承載能力。 1. 找出鍵的受力面積

  • 鍵的受剪切面積 $A_s = W imes L$
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