申論 1圖一的軸承受變動的軸向外拉力P，變動範圍為20000 N 到33400 N。材料的抗拉強度S為615 MPa，軸向變動負荷的疲勞限應力（stress endurance limit,S'）為ute.045 S。該軸於圓角r=1.3 mm 處的疲勞應力集中因子（fatigue stress concentrationutfactor）K為1.87，應用古德曼策略（Goodman criterion），試問：f於軸肩圓角處有無限壽命的設計時，安全係數（safety factor）為何？（15 分）於軸肩以外的部分，有無限壽命的設計時，安全係數為何？（10 分）Knσnσfsa+sm=1（提示：）S'Seutr =1.3 mmP P26 mm 16 mm圖一
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申論 2機械轉軸上裝置的飛輪，基本目的為何？（7 分）如何實務設計飛輪結構，使其得到最大效果？（8 分）在一個循環裡（轉動360 o），某實心圓盤狀飛輪（solid round disk）的動能K為e170 N-m，平均速度是700 rpm，採用的波動係數（coefficient of fluctuation）Cf為0.04。該飛輪的材質為低碳鋼，密度為7860 kg/m3，厚度為25 mm，試問飛輪所需的直徑？（10 分）Kmd2（提示：I=e，I =a）mϖ2m8Cfavg102年公務人員高等考試三級考試試題 代號：35840（背面）類 科： 機械工程、汽車工程科 目： 機械設計
申論 3某輪轂（hub）材質的降伏強度S為97 MPa，以w×h的截面，長度為20 mm，降伏y強度S為295 MPa 的鋼製鍵（key），連結直徑為35 mm 鋼製的軸，如圖二所示。y當此輪軸需傳遞40 N-m 的扭力，且安全係數為3 時，試問：考慮鍵受到剪應力，設計鍵的需要寬度w？（13 分）考慮輪轂受到壓應力，設計鍵的需要高度h？（12 分）（注意：剪應力允許值為0 4.S，壓應力允許值為0 9.S）yyhh/2w35 mm圖二
申論 4以座標x，建構圖三中之機械系統自然振動（free vibration）運動方程式？（10 分）試問該系統之自然頻率（natural frequency）？（5 分）2k2rrImx圖三
申論 5一般運動控制器（motion controller）有那三種型式？（5 分）簡述一般運動控制器的主要功能？（5 分）