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機 械 群

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Academic year: 2021

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(1)

注意:考試開始鈴(鐘)響前,不可以翻閱試題本

107 學年度科技校院四年制與專科學校二年制 統 一 入 學 測 驗 試 題 本

機 械 群

專業科目(一):機件原理、機械力學

【注 意 事 項】

1.請核對考試科目與報考群(類)別是否相符。 ˉ

2.請檢查答案卡(卷)、座位及准考證三者之號碼是否完全相同,如有不 符,請監試人員查明處理。 ˉ

3.本試卷分兩部份,共 40 題,共 100 分,答對給分,答錯不倒扣。試卷 最後一題後面有備註【以下空白】。

第一部份(第 1 至 20 題,每題 2.5 分,共 50 分)

第二部份(第 21 至 40 題,每題 2.5 分,共 50 分) ˉ

4.本試卷均為單一選擇題,每題都有 (A)、(B)、(C)、(D) 四個選項,請 選一個最適當答案,在答案卡同一題號對應方格內,用 2B 鉛筆塗滿 方格,但不超出格外。 ˉ

5.有關數值計算的題目,以最接近的答案為準。 ˉ 6.本試卷空白處或背面,可做草稿使用。 ˉ

7.請在試卷首頁准考證號碼之方格內,填上自己的准考證號碼,考完後 將「答案卡(卷)」及「試題」一併繳回。 ˉ

准考證號碼: □□□□□□□□

考試開始鈴(鐘)響時,請先填寫准考證號碼,再翻閱試題本作答。

(2)

第一部份:機件原理 ( 第 1 至 20 題,每題 2.5 分,共 50 分 )

ˉ

1. 有關運動對之敘述,下列何者不正確?

(A) 不藉由外力作用即能維持接觸者稱為完全對偶 (B) 圓柱對之兩機件間運動會彼此互相拘束及限制 (C) 線接觸的摩擦輪對偶屬於高對

(D) 螺旋對之兩機件間直線運動會受到迴轉運動拘束

ˉ

2. 有關螺紋之敘述,下列何者不正確?

(A) 一般風扇葉片為順時針旋轉,為了防止扇葉旋轉時鬆脫,可採用左螺紋鎖緊固定 (B) 當三線螺紋旋轉一圈時,從動件移動了 9mm,故該螺紋之螺距為 3mm

(C) 分厘卡採用螺紋微分原理設計,為了提升解析度,大多使用螺距小的 V 形螺紋 (D) 複線螺紋可得較大導程,於三線螺紋中螺紋線設計為軸端相隔 90 度

ˉ

3. 有關機械利益與機械效率之敘述,下列何者正確?

(A) 機械效率可以有效判斷機構是否省時 (B) 機械利益大於 1 則費力省時 (C) 任何機械的機械效率必小於 1 (D) 機械利益大則機械效率一定高

ˉ

4. 有關墊圈應用之敘述,下列何者不正確?

(A) 於螺帽與螺栓間安裝彈簧墊圈,其最主要目的為藉由剪力來防止螺帽鬆脫 (B) 使用墊圈可增加適當的承接面與摩擦面積,並減少單位面積所承受的壓力 (C) 梅花墊圈可在連結材料承接面上產生輕微的銑切作用,並具有防震及鎖緊功用 (D) 安裝墊圈可保護工件表面避免刮傷,並於工件表面粗糙或傾斜時作為承接面

ˉ

5. 有一圓軸其直徑 50mm 以帶輪使之旋轉,並以10

5

20 mm(寬

長)之平鍵連結,

若圓軸受 150N-m 之扭轉力矩,則該鍵所受之壓應力與剪應力各為多少 MPa?

(A) 壓應力為 120;剪應力為 60 (B) 壓應力為 120;剪應力為 30 (C) 壓應力為 30;剪應力為 120 (D) 壓應力為 60;剪應力為 120

ˉ

6. 小型彈簧製作時,若要機械性質、抗拉強度與韌性兼顧時,下列何種材料最為適合?

(A) 矽錳鋼線 (B) 油回火線 (C) 不鏽鋼線 (D) 琴鋼線

ˉ

7. 有關軸聯結器之敘述,下列何者不正確?

(A) 凸緣聯結器在裝置時連接軸必須對正,否則會造成撓曲及嚴重磨損

(B)歐丹聯結器其兩軸互相平行但不在同一中心線上,偏心距離較小且允許兩軸角速度 有差異

(C) 萬向接頭聯結器其兩軸中心線交於一點,且兩軸迴轉時角度可任意變更

(D) 撓性彈簧聯結器是藉由彈簧鋼片傳遞動力,此連結器允許兩軸間有微量偏心與角度偏差

ˉ

8. 一組四級相等塔輪皮帶傳動系統,最低之輸出轉速 N

1

為 100rpm 且各級輸出轉速呈現 等比級數,若第三級輸出轉速 N

3

為 400rpm,求主動輪轉速約為多少 rpm?

(註:

2 ≒ 1.41

, 3≒1.73)

(A) 141 (B) 173 (C) 282 (D) 346

ˉ

9. 一動力鏈輪傳遞機構,鏈輪齒數分別為 60 齒與 15 齒,大鏈輪為驅動輪可傳遞 31.4kW 功率,其節圓直徑為 600mm,鏈輪之緊邊張力為 10kN,求小鏈輪之轉速為多少 rpm?

(註:

≒3.14)

(A) 100 (B) 200 (C) 300 (D) 400

(3)

10. 摩擦輪傳動的特點,下列敘述何者不正確?

(A) 當從動輪阻力過大時會在摩擦接觸處發生滑動,從動機件不致損壞 (B) 整體裝置簡單、便宜,傳動時噪音較小

(C) 不適合傳動大扭矩大馬力負載

(D) 主動輪常由較從動輪硬的材質構成,可使傳動系統有較長使用壽命

ˉ

11. 一組外切摩擦輪傳動系統,速比為 1:5,傳送功率為 0.314kW,小輪直徑 200mm,兩輪間 摩擦力為 100N,求大輪之轉速為多少 rpm?(註:

≒3.14)

(A) 50 (B) 60 (C) 90 (D) 120

ˉ

12. 擺線齒輪與漸開線齒輪之齒形,下列敘述何者正確?

(A) 擺線齒輪嚙合條件之一,其一齒之齒面與另一嚙合齒之齒腹需由同一滾圓所滾出之擺線 (B) 擺線齒輪其齒面與齒腹之齒形,皆由滾圓之外擺線所形成

(C) 齒輪在周節與齒數相同條件下,擺線齒輪會較漸開線齒輪齒腹更厚,故強度也較佳 (D) 漸開線齒輪若發生齒輪中心距的誤差,將造成角速比的變化,而擺線齒輪則影響不大

ˉ

13. 一組內接正齒輪模數皆為 2mm,大齒輪齒數 64 齒,小齒輪齒數 12 齒,求齒輪中心距為 多少 mm?

(A) 52 (B) 64 (C) 72 (D) 76

ˉ

14. 一複式輪系如圖(一)所示,A 輪為 100 齒,B 輪 60 齒,C 輪 120 齒,若 A、B 軸中心距 與 C、D 軸中心距相等,各齒輪模數也相同,則下列何者為 A 輪轉速對 D 輪轉速之比值?

(A) 0.2 (B) 0.5 (C) 2.0 (D) 5.0

圖(一)

A B D

C

ˉ

15. 如圖(二)所示一複式周轉輪系,A 輪軸心固定,A、B、C 三輪之齒數分別為 100 齒、80 齒 與 120 齒,A 輪順時針 6rpm,旋臂 m 逆時針 2rpm,若要 D 輪順時針 22rpm 旋轉,則 D 輪 齒數為何?

(A) 20齒 (B) 30齒 (C) 50齒 (D) 90齒

圖(二)

ˉ

(4)

16. 如圖(三)所示之單塊制動器,圖中 b 長度為 a 的 4 倍,鼓輪之扭矩為 20N-m,鼓輪直徑 40cm 作順時針旋轉,摩擦係數為 0.2,若施力端最小制動力 P=125N 可完成煞車,則 b 的長度為多少 cm?

(A) 20 (B) 40 (C) 80 (D) 100

圖(三)

P O

ω

25 cm

a b

ˉ

17. 若凸輪之從動件作簡諧運動,下列敘述何者正確?

(A) 行程的兩端速度最大,加速度也最大 (B) 行程的中心點速度最大,加速度為零 (C) 行程的中心點速度最大,加速度也最大 (D) 行程的兩端速度最大,加速度為零

ˉ

18. 關於四連桿機構死點的敘述,下列何者不正確?

(A) 連接浮桿傳達之力不能產生力矩以驅動從動曲柄,此位置稱為死點 (B) 曲柄搖桿機構之從動件若加裝飛輪,可以消除機構死點

(C) 曲柄搖桿機構若搖桿為主動,則一運動循環具有兩個死點 (D) 雙曲柄機構的機架(固定桿)為最短桿,傳動過程會產生死點

ˉ

19. 一惠斯頓差動滑車定滑輪之大輪直徑 25cm,小輪直徑 20cm,摩擦損失 20%,若施力 30N,則最大可吊起重物為多少 N?

(A) 120 (B) 180 (C) 240 (D) 300

ˉ

20. 間歇運動其主動件的運動方式,下列敘述何者正確?

(A) 凸輪機構可由迴轉運動而產生間歇運動 (B) 棘輪機構可由迴轉運動而產生間歇運動 (C) 日內瓦機構可由搖擺運動而產生間歇運動 (D) 擒縱器可由迴轉運動而產生間歇運動

ˉ

第二部份:機械力學 ( 第 21 至 40 題,每題 2.5 分,共 50 分 )

ˉ

21. 下列敘述何者正確?

(A) 力的可傳性原理僅適用於力對剛體的外效應 (B) 力矩及速率都是具有大小及方向的向量 (C) 面積及重量都是具有大小而無方向的純量 (D) MKS 制中,公斤重是力的絕對單位

ˉ

(5)

22. 有一外伸樑受力如圖(四)所示,求支承點 B 的反力為多少 N?

(A) 16 (B) 34 (C) 40 (D) 50

圖(四)

2 N / m

A B

8 m 10 N

20 m

ˉ

23. 如圖(五)所示,有一扳手轉動螺帽,分別承受 A、B、C、D 四個大小相同而方向不同的 施力,試問哪個力最容易轉動螺帽?

(A) A (B) B (C) C (D) D

圖(五)

D

B C A

ˉ

24. 如圖(六)所示,B 點吊一物重為 60N,試問繩索 AB 的張力為多少 N?

(A) 10 (B)

10 3

(C) 30 (D)

30 3

圖(六)

C

B

A 30 ° 60 °

ˉ

25. 如圖(七)所示,一均勻圓盤上受同方向的二質點力 W

1

及 W

2

垂直作用於 xy 平面,其力 大小與座標分別為 10N(4,6)及 30N(8,–4),現有另一同方向的質點力 W

3

,其大小為 20N,

欲使圓盤於圓心(0,0)位置達到力矩平衡,則 W

3

應作用於何處(xy座標)? (A) (14,3) (B) (–3,14) (C) (–14,3) (D) (–14,–3)

圖(七)

x y

W

1

W

2

ˉ

(6)

26. 如圖(八)所示,有一梯子重 100N,靠在光滑的牆壁,梯腳與地面的靜摩擦係數為 0.1,

欲移動梯子向右滑動,求 P 力的最小值為多少 N?

(A) 30 (B) 40 (C) 50 (D) 60

圖(八)

b

P a

10 m

10 m

ˉ

27. 如圖(九)所示,有一均勻物體重 100N,地面的靜摩擦係數為 0.2,若水平力 P 為使該物體 移動的最小力,試問施力點的最大高度 h 為多少 cm,才不至於使物體傾倒?

(A) 15 (B) 20 (C) 25 (D) 30

圖(九)

10 cm

30 cm 100 N P

h

ˉ

28. 自由落體屬於下列何種運動?

(A) 等速直線運動 (B) 變速直線運動

(C) 等速曲線運動 (D) 變速曲線運動

ˉ

29. 一列火車從南港站行駛到松山站的速度 v 與時間 t 關係如圖(十)所示,試求出兩站間的 距離為多少 m?

(A) 2800 (B) 2900 (C) 3000 (D) 3100

圖(十)

ˉ

30. 三軸 CNC 工具機 Z 軸的主軸轉速為 12000rpm,則其角速度為多少 rad/s?

(A) 100

(B) 200

(C) 300

(D) 400

ˉ

31. 如圖(十一)所示,有一鐵箱質量為 100kg,鐵箱與地面間之動摩擦係數

d =0.25,當 水平作用力 P=600N,則鐵箱的加速度為多少 m/s

2

?(假設重力加速度為 10m/s

2

)

(A) 2.5 (B) 3.5 (C) 4.5 (D) 5.5

圖(十一)

600 N

100 kg

(7)

32. 等速旋轉且角速度為

的軸上附加一個質量 m,其旋轉半徑為 r,則對該質量的敘述何者 正確?

(A) 切線速度為

 r

(B) 向心加速度為

2

/ r

(C) 切線加速度為 r

 

2 (D) 向心力為

mr  

2

ˉ

33. 若作用力 F 與位移 S 的夾角為

,則下列敘述何者正確?

(A)

 

180

時,則功 W=–F

S

(B)

 

180

時,則作用力與位移的方向互相垂直 (C)

 

90

時,則功 W=F

S

(D)

 

0

時,則作用力與位移的方向相反

ˉ

34. 一台綜合加工機的主軸由馬達經皮帶輪來傳動,如果已知該綜合加工機主軸的機械效率 為 72%,而馬達的機械效率為 90%,則皮帶輪的機械效率為多少%?

(A) 75 (B) 80 (C) 85 (D) 90

ˉ

35. 有一長度為 400mm,橫截面積為 100mm

2

的金屬棒,受 20kN 的拉力作用時,則該金屬棒 所受的張應力為何?

(A) 200Pa (B) 200kPa (C) 20MPa (D) 0.2GPa

ˉ

36. 有一鋼桿承受軸向力情況如圖(十二)所示,其中 AB 段的截面積為 500mm

2

,BC 段的 截面積為 600mm

2

,設鋼的彈性係數為 200GPa,則此桿的總變形量為多少 mm?(伸長為 正值、縮短為負值)

(A) 1.2 (B) 1.6 (C) –1.2 (D) –1.6

圖(十二)

0.8 m 0.8 m

100 kN 400 kN

A B C

ˉ

37. 使用 8 個鉚釘,以雙蓋板對接方式進行鉚接如圖(十三)所示,若 P=6280N,且鉚釘直徑 為 10mm,則每根鉚釘所承受的剪應力為多少 MPa?(註:

≒3.14)

(A) 5 (B) 10 (C) 20 (D) 40

圖(十三)

ˉ

(8)

38. 如圖(十四)所示的組合面積,該面積對水平軸 x 的慣性矩為多少 cm ? (A) 50 (B) 53 (C) 54 (D) 60

圖(十四)

ˉ

39. 一外伸樑承受集中力與均佈負載如圖(十五)所示,若不計樑本身重量,則下列何者為 正確的剪力圖?

(A)

V : A B C

D

(B)

V : A B C D

(C)

A

V : B C D

(D)

V : A B C D

圖(十五)

C D A B

200 N 200 N

50 N / m

2 m 4 m 2 m

ˉ

40. 一空心圓軸外徑為 80mm,內徑為 50mm,承受扭矩作用,若在圓軸內徑處的剪應力為 60MPa,則在圓軸外徑處的剪應力為多少 MPa?

(A) 37.5 (B) 70 (C) 90 (D) 96

ˉ

【以下空白】

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