第1題
如圖所示之鐵框弓形手工鋸是由S20C 鋼（抗拉強度Su = 889 MPa、降伏 強度Sy = 496 MPa）所製成。當鎖緊螺絲時鋸片之拉力為480 N，在考量 曲樑（curved beam）之彎曲應力集中影響（r 為截面形心到曲率中心之 曲率半徑），試以鐵鋸管形結構部分不產生塑性變形之設計下，計算其設 計之安全係數。（25 分） 曲樑之彎曲應力集中係數
民國114年 高考三級 機械工程 機械設計考古題
民國114年 高考三級 機械工程 機械設計收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
官方資料
題目與答案
第2題
有一使用於精密機械上之圓形桿件，承受在4 kN 至22 kN 間週期變動 之軸向負荷。桿件上之應力集中可忽略，而使用之材料抗拉強度 Su = 1000 MPa、降伏強度Sy = 820 MPa，在103 次週期負載壽命之疲勞強 度為0.75 Su、修正後之疲勞限（endurance limit）Se = 420 MPa。在設計 安全係數為2.0 時，試以Goodman 理論求在2.5 × 105 次週期負載壽命下 應該設計之桿件直徑。（25 分）
第3題
有一單列深溝滾珠軸承，軸承規格編號為6208（靜態C0 = 11.6 kN、動 態C = 16.8 kN、額定壽命1 × 106 revs），使用時每小時內承受下列之組 合負載：徑向負載F1 = 3000 N、t1 = 30 min；徑向負載F2 = 3500 N、 t2 = 10 min；徑向負載F3 = 1150 N、t3 = 20 min。軸承之轉速固定為 600 rpm，試求此軸承之預期壽命為多少小時？（參考公式：滾珠軸承設 計公式 C L F ）（25 分）
第4題
如圖所示之皮帶輪傳動裝置，主動皮帶輪節圓半徑r = 150 mm，靜止組 裝時滑軌上之拉力維持在F0 = 500 N，產生皮帶上之初始拉力。若皮帶 傳動時主動輪上輸出功率為5.0 kW、轉速n 為1200 rpm，且皮帶與皮帶 輪間之摩擦力夠大、皮帶不打滑，試求運轉時皮帶在緊邊與鬆邊分別之 拉力。（25 分） r 30o F0 n 皮帶 主動輪 從動輪 30o