【圖 1】
【圖 2】
【圖 3】
臺灣菸酒股份有限公司 102 年從業職員及從業評價職位人員甄試試題
職等 甄試類別【代碼】：從業職員-第 3 職等人員【一】 機械工程人員【E9005】
專業科目 3：機械設計
＊請填寫入場通知書編號：________________
注意：•作答前須檢查答案卷、入場通知書編號、桌角號碼、應試類別是否相符，如有不同應立即請監試 人員處理，否則不予計分。
‚本試卷為一張單面，共有四大題之非選擇題，各題配分均為 25 分。
ƒ非選擇題限以藍、黑色鋼筆或原子筆於答案卷上採橫式作答，並請從答案卷內第一頁開始書寫，
違反者該科酌予扣分，不必抄題但須標示題號。
„應考人得自備簡易型電子計算機，但不得發出聲響，且不具財務、工程及儲存程式功能。應考人 於測驗時將不符規定之電子計算機放置於桌面或使用，經勸阻無效，仍執意使用者，該科扣 10 分；計算機並由監試人員保管至該節測驗結束後歸還。
…請勿於答案卷上書寫應考人姓名、入場通知書號碼或與答案無關之任何文字或符號。
†答案卷務必繳回，未繳回者該科以零分計算。
題目一：
某個主動的螺旋齒輪(helical gear)裝置在兩個軸承 A 及 B 的軸上，如【圖 1】所示。
該軸徑為 16 mm，輸入(input) 4 kW，轉數 1200 rpm，轉向如圖中所示。齒輪之正交(normal) 壓力角
φ
n為20
o，螺旋角(helix angle)ψ 為15
o，正交模數為 3，齒數為 15，圖中的虛線表 示作用於被動齒輪之力。請問：（一）該軸能傳遞的最大扭力為何？【6 分】
（二）於齒輪節圓上的作用力為何？【6 分】註：
cos 15
o= 0 . 9659
,sin 15
o= 0 . 2588
（三）作用於齒上的徑向力及軸向力為何？【8 分】
註： o o
o
647 . 20 15 )
cos 20 ( tan tan cos )
( tan
tan
1=
1=
=
− −ψ
φ φ
n ，cos(20.647o)=0.9358（四）作用於軸承 A 及 B 上的徑向力及軸向力為何？【5 分】
題目二：
【圖 2】表示一個剛性凸緣聯軸器(rigid flanged coupling)之視圖，請問：
（一）剛性凸緣聯軸器的優點(advantage)及缺點(disadvantage)為何？【10 分】
（二）如【圖 2】所示，每支螺栓(bolt)承受負荷的直徑為 6.5 mm，螺栓之節圓直徑 (pitch circle diameter of bolts)為 105 mm。該聯軸器須承載的最大扭力為 6000 lb-in，螺栓之允許剪應力為10×103 lb/in2，須設計成幾支螺栓？【15 分】
題目三：
如【圖 3】所示，軸的直徑 d = 30 mm，長度 L = 150 mm。假設作用於中間點的負荷 P = 5000 N 是穩定的，軸的兩端為簡單支撐。軸不會旋轉，且施加在軸的兩端之扭矩 T = 500 N-m。
（一）A 點元素位於軸表面之底部，請求出 A 點之彎曲應力值、扭轉剪應力與橫向剪 應力。【10 分】
（二）繪製 A 點元素之應力圖，且標示應力的方向及應力值。【4 分】
（三）B 點元素位於中心線水平位置之表面，請求出 B 點之彎曲應力值、扭轉剪應力 與橫向剪應力。【8 分】
（四）繪製 B 點元素之應力圖，並標示應力的方向及應力值。【3 分】
題目四：
請回答下列問題：
（一）彈簧有哪四種主要的功用？【8 分】
（二）何謂彈簧常數(spring constant)？【3 分】
（三）何謂彈簧指數(spring index)？【3 分】
（四）有兩個拉伸彈簧，彈簧常數分別為 k1=80 N/cm 與 k2=40 N/cm，承受負載的作 用力為 F = 180N，若此二拉伸彈簧以並聯方式組合，則此二拉伸彈簧之總伸長 量為若干 cm？【5 分】
（五）承第（四）小題，若此二拉伸彈簧以串聯方式組合，則此二拉伸彈簧之總伸長 量為若干 cm？【6 分】
