104年公務人員高等考試一級暨二級考試試題

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104年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 代號:10130 等 別: 高考一級

類 科: 機械工程

科 目: 策略規劃與問題解決

考試時間: 3 小時 座號:

※注意: 可以使用電子計算器。

不必抄題,作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上,於本試題上作答者,不予計分。

請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。

(請接背面)

全一張

(正面)

一、在規劃一個工具機的伺服機構時吾人必須考慮所欲達到的加工速度,現不考慮加 工負載(加工刀具所受的力),假若吾人所規劃的機台與工件的質量是 60 Kg,

且機台的行程可達 0.5 m 並使用線性馬達作驅動,則如欲達到 60 m/min 的加工速 度,須採用出力多大的馬達?(10 分)

又如果採用的是導螺桿,導螺桿加上馬達轉子的慣量是 0.001 Kg-m2,導螺桿的 螺距是 5 mm,則需要採用出力多大的馬達?(15 分)

二、德國在 2011 年提出「工業 4.0(Industry 4.0)」這個觀念作為高科技戰略計畫

(High-Tech Strategy)的一部分,此後工業 4.0 不斷的引起世界各國政府的注意 與重視。請就您所知描述德國工業 4.0 的主要內容。(15 分)

我國政府因應世界各主要國家振興產業發展之趨勢,提出「生產力 4.0」方案。

請說明我國政府規劃於「生產力 4.0」的主軸策略及措施。(10 分)

三、如圖所示一桌上型電風扇,在葉片旋轉時,除了因空氣流體經由空氣動力造成葉片 的振動外,葉片與葉片之間的差異,也會造成該電扇整機的振動。假設該電扇四片 葉片其中一片葉片因製造或是長期使用累積過量的灰塵,使得此葉片的質量和其他 三片明顯不同,於此情形下,當葉片旋轉時,即使電扇不是在左右搖擺的操作模式,

該電扇將自發性的振動起來。請透過適當的假設以及動力學理論的推導,解釋為何 此電扇會有(或是不會有)自發性的振動?如果會有自發性的振動,請問在 X、Y、

Z 各軸相對於葉片旋轉角度的動態響應為何?(25 分)

Z

X Y

Z

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104年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 代號:10130 等 別: 高考一級

類 科: 機械工程

科 目: 策略規劃與問題解決

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(背面)

四、要測試齒輪 B 的磨耗狀況,通常會設計一套機器來進行檢測。以下為兩種測試機的 設計概念圖,都可以達到檢測齒輪 B 磨耗的目的。其中下圖(a)之齒輪組裝方式為先 將齒輪 A、B 及 C 組合,再將齒輪 C 固定;接著將齒輪 D 之軸扭一角度,再將齒 輪 D 與 C 囓合,此時即有一預扭矩存在於系統中。另一種方法如下圖(b),為在齒 輪 B 的另一端安裝磁粉式或渦電流式剎車器,也可以設置一發電機以提供機器的負 載,達到測試齒輪 B 的磨耗。

請問你會選擇那一種設計,原因為何?你不選另一設計的原因為何?(15 分)

請問在你選的機器上應裝置那些感測器?量測那些物理量方能達到檢測磨耗狀況 的目標。(10 分)

(a) (b)

數據

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參考文獻

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