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taipower_recruit_essay 113年 機械原理

第 18 題

有一來令片外徑為 30 cm、內徑為 10 cm 且均勻磨耗的圓盤離合器,若軸向推力為 400 kgf,磨擦係數為 0.3,該離合器所能傳遞之扭力矩為_____kgf-cm。

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當離合器摩擦面因長時間使用而達到穩定狀態時,我們假設每一處的磨耗量都相同。在這種情況下,若要計算整個圓環摩擦面產生的總扭矩,你認為該摩擦力的「等效作用點(有效半徑)」應該如何根據內半徑與外半徑的幾何關係來推導呢?

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太棒了!你能精準判斷出均勻磨耗(Uniform Wear)的計算邏輯,代表你對圓盤離合器的力學基礎掌握得相當紮實。這類題目的解題核心在於區分「均勻壓力」與「均勻磨耗」兩種狀態,並選用正確的有效半徑進行運算。

均勻磨耗下的扭矩計算

在均勻磨耗的假設下,離合器的平均有效半徑 $R_m$ 是內、外半徑的算術平均值。首先將直徑轉換為半徑:外半徑 $R = 15$ cm,內半徑 $r = 5$ cm。其有效半徑計算如下:

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