109 身心障礙特考四等 機械工程 機械原理概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查齒輪依兩軸相對位置的分類。判斷時先看兩軸是平行、相交或交錯，再配對適用的齒輪種類。齒輪對傳動時，兩齒輪的配置須符合其齒面與軸線幾何關係。

解題方法

依軸線關係分類並各列舉兩種：

核心觀念

本題考查凸輪機構的壓力角，以及滾子從動件接觸力的分解。凸輪與滾子接觸時，接觸作用力沿接觸點的公法線方向，也就是滾子接觸處的法線方向。壓力角 $\phi$ 是此接觸力方向與從動件瞬時運動方向的夾角。

解題方法

滾子從動件作平移運動，因此其運動方向固定。將接觸作用力 $F$ 依此方向及其垂直方向分解：

• 沿從動件運動方向的分力為 $F\cos\phi$。
• 垂直於從動件運動方向的分力為 $F\sin\phi$。

這兩個分力互相垂直，且合力大小為 $F$。

(一) 壓力角的定義

壓力角是凸輪與從動件接觸點的接觸力方向（公法線方向），與從動件瞬時運動方向之間的夾角。對平移滾子從動件而言，它也就是接觸力方向與從動件平移方向的夾角。

(二) 接觸作用力的分解

以下以從動件向上運動為例，圖中接觸力與運動方向的夾角為 $\phi$：

核心觀念

本題考螺旋起重機的理想機械利益。螺旋每轉一圈，負載上升的距離為螺紋的導程。雙線螺紋每圈前進兩個螺距，因此：

不計摩擦時，輸入功等於輸出功；手柄轉一圈，施力點走過的距離為手柄圓周，負載則上升一個導程。

解題方法

設可舉起的重量為 $W$。手柄末端施力 $30\,\mathrm{N}$，手柄長度為 $200\,\mathrm{mm}$，轉一圈所做的輸入功為：

負載上升一個導程 $20\,\mathrm{mm}$，輸出功為：

核心觀念

平行運動機構又稱平行四連桿機構，是四連桿的一種配置。其兩側連桿長度相等且互相平行，連桿運動時，輸出構件保持與原方向平行，適合讓平台或工具維持姿態，同時改變位置。

解題方法

本題要求列舉應用例，掌握「構件移動時仍保持平行」的特徵，再列出以此特徵維持物件姿態的機械即可。作答宜列出名稱並簡述用途，以清楚顯示其符合平行運動的原理。

應用例