98年公務人員高等考試三級 機械設計

如下圖所示承受負荷之圓形截面懸臂樑，試求最大容許的負荷P為何？
d = 60 mm, F = 10 P N, T = 0.1 P N，容許之拉伸應力為100 MPa，
距離自由端a = 120 mm 處截面容許的剪應力為60 MPa。

一轉動軸轉速為1000 rpm 逆時針方向旋轉，傳送30 kW 之動力，如欲使用
下圖中之短煞車塊裝置來停止運轉，此煞車塊之磨擦係數f = 0.25，試求
(1) 需施加之驅動力Fa 為多少，是否為自添力煞車(self-energizingbrake)？
(2) 作用於銷接頭A 上的力為多少？
(3) 如軸之轉動方向變為順時針時，需施加之驅動力Fa 為多少，是否為自添力
煞車(self-energizing brake)？

如下圖所示，利用5 根鉚釘（16 mm 直徑）搭接的兩塊鋼板。兩鋼板厚
度均為10 mm，主鋼板承受16 kN 負荷，試求鉚釘所承受的最大剪應力
與承面應力(bearing stress)。（尺寸單位：mm）

試設計一螺旋壓縮彈簧，當所受之外力由22 kg 增加至34 kg 時，
彈簧之長度由75 mm 變化至60 mm，若設定彈簧之節圓直徑D =
110 mm，端圈為方端且磨平(squared and ground)，N_a = Nt – 2，
hs = Nt d。當彈簧被壓實後，其剪應力不得超過40 kg/mm²，長度
不得大於60 mm，已知G = 8300 kg/mm²。請問
(1) 線徑d = 7 mm 鋼絲，是否能符合上述要求？
(2) 線徑d = 8 mm 鋼絲，是否能符合上述要求？

N_a：有效圈數，hs：彈簧壓實後長度，Nt：總圈數