機械元件強度與設計分析

📝 歷屆考古題

• 114年 普考申論題 第一題
  一、齒輪傳動系統常見使用的齒形有漸開線齒輪與擺線齒輪，試分別就下列面向比較兩種齒輪系統之優劣：⑴傳動角速比穩定性、⑵製造成本高低、⑶傳動效率高低、⑷運轉之振動噪音高低、⑸輪齒磨耗高低。（25 分）
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• 114年 普考申論題 第二題
  二、有一如圖所示之差動螺旋機構，上面旋轉施力輪之直徑為 D = 200 mm，螺桿 1 導程 L1 = 5 mm、螺桿 2 導程 L2 = 4 mm，考慮摩擦損失後之效率為 90\%，試求將滑件 S…
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• 114年 普考申論題 第三題
  三、如圖所示之凸緣聯結器設置有 6 支 M6 螺栓，螺栓中心所在之節圓直徑為 100 mm。若螺栓材料之拉伸降伏強度為 250 MPa、剪切降伏強度為 145 MPa、抗拉強度為 410 MPa，且設…
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• 114年 普考申論題 第四題
  四、有一皮帶傳動之節圓尺寸如圖所示，其中 D = 300 mm、d = 150 mm、c = 450 mm，試求設計時選用標準 A 規格 V 型皮帶，最合適者為下列那一規格長度。（25 分） 標準A規…
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• 114年 普考申論題 第五題
  有一對壓力角為 20°、模數 m 為 6 的漸開線正齒輪，這對齒輪的中心距為 270 mm。已知小齒輪的齒數為 18，試求這對齒輪的轉速比及大齒輪的齒數、節圓直徑與基圓半徑。（20 分）
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• 113年 普考申論題 第二題
  二、請說明螺紋扣件中，M16 × 2 與 5/8”-11 UNC 分別的意義。若此兩規格之螺栓元件以同一金屬材料製成，何者能承受較大之軸向張力負載？何者能承受較大的垂直於軸向負載？請說明理由。（25…
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• 113年 普考申論題 第三題
  三、請說明動力螺桿（Power Screw）在產生推力時，螺桿各部位所承受的應力形式與大小，請繪圖並以標示及計算說明。（25 分）
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• 112年 普考申論題 第三題
  有一金屬材料的降伏強度為 200 MPa、極限拉伸強度為 350 MPa、耐久限為 140 MPa，該材料受到動態等效應力（von Mises stress），該動態等效應力的平均值為 150 MPa…
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• 112年 普考申論題 第四題
  有一金屬圓棒（其尺寸如下圖所示），該圓棒材料的降伏強度為 150 MPa、極限拉伸強度為 300 MPa、耐久限為 120 MPa，圓棒受到純扭曲（pure twisting），扭矩 T 為 100,…
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• 111年 普考申論題 第一題
  一、降伏強度為160MPa的金屬材料受到以下應力狀態,試分別以最大剪應力及畸變能理論計算其安全係數;請詳列計算過程,並說明何理論較為保守。應力狀態:ox = 100 MPa, dy = 20 MPa,…
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• 111年 普考申論題 第一題
  (一)求 A、B 處的支承反力，並沿樑之長度繪剪力分佈圖與彎矩分佈圖。
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• 111年 普考申論題 第一題
  (一)主動輪轉數 n（以 rpm 表示）與傳輸之扭矩 T。
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• 111年 普考申論題 第二題
  二、若一滾珠軸承在30kN 的徑向負載下額定壽命為一千萬轉,可靠度90\%;若需在一 40 kN 的徑向負載下以30 rpm 使用且有95\%可靠度,請問在此條件下軸承預計可使用多少小時?此類滾珠軸承…
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• 111年 普考申論題 第二題
  (二)假設無應力集中，設計斷面尺寸所需之最小 b 值。
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• 111年 普考申論題 第二題
  (二)皮帶與皮帶輪之間的摩擦係數 μ。
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• 111年 普考申論題 第三題
  三、如下圖所示之圓盤離合器，其正要嚙合前兩軸之轉速分別為Ω1和Ω2，兩軸轉動之慣性矩分別為 I1 和 I2。若Ω1大於Ω2，則離合器嚙合開始時右方的轉軸開始加速。假設離合器嚙合過程發生滑動並產生固定的…
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• 111年 普考申論題 第四題
  四、尺寸 380×380 mm 之均勻薄鋼板，楊氏模數 E = 207 GPa ，普松比（Poisson’s ratio）v = 0.3，降伏強度 Sy = 400 MPa，鋼板的四個邊緣承受均勻之正…
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• 110年 普考申論題 第一題
  該金屬之降伏強度與最大抗拉強度分別為何？（10 分）
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• 110年 普考申論題 第一題
  A、B 兩齒輪之齒數各為多少？（10 分）
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• 110年 普考申論題 第二題
  請計算出材質之楊氏係數（Young’s modulus）為多少？（10 分）
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• 110年 普考申論題 第二題
  若齒輪 A 之扭矩為 10 N-cm，則 B 之輸出扭矩應為多少？（10 分）
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• 110年 普考申論題 第三題
  三、一鋼製等截面桿件，直徑 15 mm，長度 100 mm，受到長度軸向上拉力 3.5 kN，軸向上扭矩 25 Nm，此鋼材之降伏強度為 270 MPa，拉伸強度為 320 MPa。請決定此桿件在上述…
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• 110年 普考申論題 第三題
  依據最大剪應力破壞理論（maximum shear stress theory），若將該材質應用於應力分析時，則其容許之材質強度應為何？（5 分）
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• 110年 普考申論題 第四題
  四、某一廠商生產之滾珠軸承之基本額定壽命為一百萬轉，現在因為設計需要一每分鐘 1500 轉，壽命 5000 小時，可靠度 90\%可承受 2000 N 徑向負載之滾珠軸承，請問要選擇該廠商軸承型錄中基…
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• 110年 普考申論題 第五題
  五、一傳動鏈輪組前鏈輪為 51 齒，轉速 140 rpm，經由鏈條帶動後鏈輪，若此時後鏈輪轉速為 210 rpm，則後鏈輪為多少齒？此兩鏈輪上各有一軸承，前鏈輪軸承的可靠度為 90\%，後鏈輪軸承的可…
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• 109年 普考申論題 第一題
  該點之最大剪應力？
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• 109年 普考申論題 第一題
  傳遞運動之切向力Fz？
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• 109年 普考申論題 第一題
  設計的傳遞動力？
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• 109年 普考申論題 第一題
  鉚釘所受的平均直接剪應力？
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• 109年 普考申論題 第二題
  根據最大剪應力破壞理論，求安全係數？
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• 109年 普考申論題 第二題
  作用在A軸承之合力？
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• 109年 普考申論題 第二題
  整排鏈條的許用傳遞動力（kW）？
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• 109年 普考申論題 第二題
  鉚釘所受的扭矩剪應力？
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• 109年 普考申論題 第三題
  求該點之馮密西斯（von Mises）應力？
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• 109年 普考申論題 第三題
  軸承B所承受之徑向合力？
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• 109年 普考申論題 第三題
  所需鏈條為幾排？
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• 109年 普考申論題 第三題
  鉚釘合成剪應力之最小安全係數？
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• 109年 普考申論題 第四題
  根據變形能（distortion-energy）理論，求安全係數？
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• 109年 普考申論題 第四題
  滾珠軸承壽命負荷方程式：C10^3 * 10^6 = F^3 * LD 其中 C10為可靠度90\%之型錄額定負載（Catalog load rating）或動容量（dynamic capacity）…
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• 109年 普考申論題 第四題
  實際上的安全係數為多少？
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• 108年 普考申論題 第一題
  一、有一對壓力角為 20°、模數為 2 之內接正齒輪系，環齒輪有 40 齒為主動輪，小齒輪為從動輪，速比為 4，試求：小齒輪之齒數、中心距、小齒輪之基圓半徑、小齒輪對環齒輪之扭矩比。（20 分）
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• 108年 普考申論題 第二題
  二、經由馬達帶動兩個平皮帶輪組成的傳動系統，皮帶輪直徑均為 0.1 m，摩擦係數均為 0.2，最大軸負荷為 600 N，試求：緊邊和鬆邊張力的最大值為若干 N？若轉速為 2000 rpm，則最大輸出功…
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• 108年 普考申論題 第三題
  三、如圖所示之長方體鋁桿（E = 71.7 GPa），受力 W = 4 kN 於 A 點，試求：O 點及 B 點的反作用力各為若干 kN？A 點之變形量為若干 mm？（20 分）
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• 108年 普考申論題 第四題
  四、如圖所示之衝壓機，已知 P = 250 N，試求：D 點的垂直作用力為若干 N？A 點之反作用力大小為若干 N？（20 分）
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• 107年 普考申論題 第一題
  所選擇的軸承，在壽命期間可靠度為 0.9 之基本動額定負荷 C10（basic dynamic load rating，或稱為動容量 dynamic capacity）須至少為多少？（10 分）
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• 107年 普考申論題 第一題
  作用在大齒輪切向力（5 分）及徑向力。（5 分）
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• 107年 普考申論題 第二題
  固定的軸承負荷作用在相同的一羣軸承時，隨著運轉數增加，逐漸增加損壞數，未損壞的比例為可靠度 R 到達額定壽命 10^6 rev 時，損壞數占 10\%，此時的可靠度為 0.9，軸承可靠度與壽命轉數的關…
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• 107年 普考申論題 第二題
  C 為徑向軸承，D 為雙向軸承，求作用在軸承 D 之軸向力（5 分）及徑向力。（5 分）
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• 107年 普考申論題 第三題
  設計要求軸承在壽命期間 R = 0.99 時，試求前述軸承條件所需選擇至少的基本動額定負荷。（4 分）
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• 107年 普考申論題 第四題
  四、旋轉軸的（rotating shaft）的臨界點（應力最糟的位置，最易產生疲勞損壞的位置），受到彎矩 M = 125 N．m，以及扭矩 T = 80 N．m 之作用，採用的軸材料具有降伏強度Sy…
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• 106年 普考申論題 第一題
  節圓直徑
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• 106年 普考申論題 第二題
  二、如圖所示，請繪出 A 桿（直徑為 10 mm 之圓柱）之剪力圖、彎矩圖。（10 分）並找出其最大應力。圖中之圓圈表示為鉸接。尺寸單位：mm。（10 分） [圖示說明：一垂直 A 桿與水平桿件組成之…
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• 106年 普考申論題 第二題
  基節
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• 106年 普考申論題 第三題
  模數
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• 106年 普考申論題 第四題
  周節
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• 106年 普考申論題 第五題
  五、說明為何鏈輪組在鏈輪轉動時鏈條會抖動（試繪圖說明），並說明減少抖動的方法。（20 分）
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• 105年 普考申論題 第二題
  如下圖所示之軸及其承受的負荷，請問何處具有最大的力矩？其值為何？（20 分）
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• 105年 普考申論題 第三題
  如下圖所示之圓盤離合器，接觸面之內徑為D1，外徑為D2。左側之施力 F 為彈簧力，假設接觸面之摩擦係數μ是均勻的，接觸面的面壓力亦為均勻的，其值為 P，試推導此時可傳遞之扭矩。（20 分）
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• 105年 普考申論題 第三題
  如圖所示懸臂鋼板以四個螺栓固定在ㄇ型槽鐵，懸臂自由端受到 32 kN 的負荷，造成一支螺栓的橫剖面均承受了直接剪力和二次剪力，二次剪力為負荷作用在螺栓群組形心 O 點之力矩所致，求四個螺栓分別受到的剪…
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• 105年 普考申論題 第四題
  滾珠軸承內環轉速 1800 rpm，所受徑向負荷 2 kN，軸承之額定壽命數為 $10^6$轉，軸承負荷 F 與壽命轉數 L 之關係：$F^3L = 常數$，採用動容量（基本額定負荷）$C_{10} = 16$…
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• 105年 普考申論題 第四題
  如下圖所示之 T 形剖面的樑及其尺寸，若承受一彎矩 1500 N-m 使得在頂面處產生拉應力。試求發生於頂面之最大拉應力為何？（圖中所示長度單位為 mm）（20 分）
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• 105年 普考申論題 第五題
  如圖所示的兩組行星齒輪機構組成一個傳動系，齒數如下： $N_2 =16$ ， $N_3 =16$ ，$N_4 = 34$，$N_6 = 22$，$N_7 = 60$，齒輪 4 與齒輪 6 共軸，臂桿…
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• 105年 普考申論題 第五題
  如下圖所示之桿係由 AISI 1006 冷拉鋼製成，Sy = 280 MPa。承受 F = 0.55 kN，P = 8.0 kN，T = 30 N-m 的負荷，若以畸變能理論作為設計的考慮，此時σ'=…
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• 105年 普考申論題 第六題
  基本尺寸 50 mm 的公差IT7 = 25 μm ，IT8 = 39 μm，一對孔及軸的配合與公差記為 φ50H8 / g7，軸之下偏差為−10 μm，求：（每小題 5 分，共 15 分） (一)軸…
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• 105年 普考申論題 第七題
  如圖(a)所示傳動軸的裝配圖，傳動軸的φ25 mm 軸段左側軸肩為軸承在軸向的定位面，其右側軸肩為齒輪的定位面，這兩個面必須作為軸長度方向的基準，因此，如圖(b)所示的尺寸標註方式錯誤，除了軸長度 5…
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