所屬科目：機械設計
(一)第一主應力。（4 分）
(二)第二主應力。（4 分）
(三)最大剪力。（4 分）
(四)根據最大畸變能（max distortion energy, MDE）模型計算安全係數。（5 分）
(五)根據最大剪力（max shear stress, MSS）模型計算安全係數。 （5 分）
(六)解釋(四)和(五)為何答案不同。（3 分） 答案須標註單位。
二、有一滾珠軸承的受力 F [N]及壽命 L [cycle]滿足 FL0.3=常數的關係。該軸承在 1000 N 的受力下，以 2000 RPM 的速度運轉 3000 小時，保有 90% 的可靠度。C10 代表該軸承在運轉 106 cycles 可保持 90%可靠度的負載額定（load rating） ，試求 C10。答案須標註單位。（25 分）
(一)小齒輪節圓直徑 d。
(二)小齒輪節圓切線速度 V。
(三)小齒輪在節圓切線方向的受力 Wt。
(四)兩個齒輪之間沿著壓力角方向的受力 W。
(五)路易斯因子（Lewis factor）Y 為 0.309，試以（WtP）/（FY）估算小齒輪的齒受到之彎曲應力。答案須標註單位。
(一)應該使用剪力模數為多少的材料？（13 分）
(二)若使用剪力模數為 150 MPa 的材料，該彈簧受到 0.1 N 的外力時會伸長多少？（12 分） 答案須標註單位。
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