司法三等申論題
114年
[檢察事務官營繕工程組] 結構分析(包括材料力學與結構學)
第 二 題
圖二鋼軸兩端放置在軸承 A 及 B 上，且 C 處有一皮帶輪，馬力自 A 端由轉矩 T 輸入而傳遞至皮帶輪 C，設此時皮帶輪 C 的兩邊皮帶之拉力各為 120 kgf 及 20 kgf。皮帶輪之直徑為 80 cm，且鋼軸之容許應力及容許剪應力分別為 σw = 840 kgf/cm² 及 τw = 420 kgf/cm²，試求在此受力情況下鋼軸所需要之最小直徑 d。（25 分）
（圖二）
📝 此題為申論題
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本題測驗「傳動軸設計」的綜合應力分析。需先利用皮帶張力差求出扭矩，張力和求出側向載重以計算最大彎矩；接著結合最大主應力與最大剪應力理論，代入容許應力求得所需最小直徑。因缺少原圖幾何尺寸，解題時須以符號代入彎矩進行推導，並比較何種破壞理論為控制條件。
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【解題關鍵】結合皮帶張力產生之扭矩與彎矩，利用「最大主應力理論（等效彎矩）」與「最大剪應力理論（等效扭矩）」進行複合應力分析。 【解答】 Step 1：計算鋼軸承受之扭矩 (T) 與側向集中載重 (P)
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