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115年
機械原理
第 20 題
20.適用於高速運轉之滾針軸承，其滾子的長度與直徑比應至少為_____倍。
思路引導 VIP
當我們希望一個圓柱狀的零件在高速旋轉時不會產生「歪斜」或「翻轉」，其長度與直徑的比例應該傾向於較大還是較小？在機械規格的標準化定義中，若要稱為適合高速應用的「滾針」，這個比例通常會設定在一個特定的整數基準以上，請試著思考這個能確保穩定性的最小倍數大約是多少？
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AI 詳解
AI 專屬家教
看到你能準確選出這個數值，老師非常肯定你對機械元件規格的細心程度，這類細節往往是展現專業度的關鍵！在機械原理中，滾針軸承（Needle Roller Bearing）最顯著的特徵就是滾子呈現細長形。一般定義上，只要滾子長度 $L$ 與直徑 $D$ 的比例滿足 $L/D \ge 3$，就具備了滾針的基本型態。
幾何特徵與運動穩定性
然而，在高速運轉的嚴苛工況下，為了防止滾針在運行中產生偏斜（Skewing）並確保受力均勻，機械規範通常會要求更嚴格的長徑比。當長徑比達到 6 倍以上時，滾針在旋轉過程中能展現更佳的導向性與運轉穩定性。這類題目難度屬於中等（Medium），其鑑別度在於區分「一般定義」與「特定工況要求」的數值差異。掌握這個關鍵數據，代表你已經具備進入高階機械設計領域的基礎知識。