所屬科目：機械設計
一、有一如圖類似軸頸軸承之油泵設計，其油膜厚度 h 為均勻的 0.1 mm，且 圍包角為 320°，油之黏度為 0.022 N·s/m2 ，軸徑 2r=60 mm，泵在軸方向 的長度為 50 mm，軸轉速為 1500 rpm，入口壓力為大氣壓。試求出每單 位時間所能抽取油體積流量與出口阻抗壓力 pmax之關係式，及當出口流 量極小時之最大出口壓力。（20 分） （參考公式：雷諾方程式 ）
二、如圖所示之傳動軸由高碳鋼（抗拉強度 615 MPa、降伏強度 380 MPa、 修正後之疲勞限 250 MPa）製作而成，為均一之直徑，設計時之安全係 數為 2.0，齒輪 A 傳動之施力為垂直 PA=2000 N，且軸在扭矩傳動下等 速運轉。試分別以畸變能理論（distortion energy theory）及古德曼理論 （Goodman theory），計算其設計所需之靜態、疲勞直徑。（20 分）
三、如圖所示之橫樑係由兩段樑以 4 支螺絲接合而成，若螺絲材料之強度等 級為5.8（極限強度520 MPa、降伏強度415 MPa、驗證強度（proof strength） 380 MPa），設計安全係數為 2.0，試求螺絲所需之直徑。（20 分）
四、有一如圖之鋼製（E=207 GPa，G=79.3 GPa）活塞環，外直徑為 80 mm， 徑向高度 h=3.0 mm，厚度為 b=3 mm，安裝時需施力 F 將其打開變形 δ， 試求 δ=1 mm 時，所需之施力 F。（20 分）
五、飛輪所用之碟式剎車器如圖所示，作動剎車的液壓活塞必須安置於半徑 rP，如此剎車來令片在整個接觸面為均勻壓力，若欲使在 1000 rpm 旋轉 中的飛輪（當時動能 400 kJ）於剎車作動後 4 s 時完全停止。試求所需 之作動力 P 及來令片上之壓力。摩擦係數 μ=0.3，α=30°，ro=120 mm， ri =60 mm。（20 分）
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