110 捷運招考桃捷新進人員 技術員(維修軌道類) 桃捷第1次招考 -機械概論 考古題詳解

核心觀念

裝配、安裝機件或進行機具維護時，手鎚的選擇應依工件材質、表面精度及是否需要避免損傷來判斷。

鋼鎚硬度高、質量大，敲擊力集中，容易造成下列問題：

• 工件表面凹痕、刮傷或變形。
• 精密配合面受損，影響裝配精度。
• 敲擊硬質材料時產生火花，增加特定工作環境的危險性。
• 使螺栓、軸端、銷等零件產生毛邊，妨礙後續裝配或拆卸。

因此，裝配與維護工作通常優先使用銅鎚、塑膠鎚或橡膠鎚，以降低工件受損的機會。

解題方法

題幹的關鍵字是「裝配、安裝機件或機具維護」及「應避免使用」。

判斷原則如下：

1. 裝配工作須避免損傷機件表面及精密配合面。
2. 應選擇材質較軟、具有緩衝性，且不易產生火花的手鎚。
3. 在四個選項中，鋼鎚硬度最高、敲擊力最直接，最容易損傷機件，因此是應避免使用者。

選項分析

• (A) 鋼鎚：正確答案。 鋼鎚硬度高、敲擊力強，直接敲擊機件時容易留下凹痕、刮傷或造成變形；對精密機件及配合面尤其不利。

核心觀念

「組合角尺」是由一支刻度尺搭配不同功能的尺座所組成的多用途量具，常見組件包括：

• 直角規：用於量測與劃設 $90^\circ$ 直角。
• 量角器：用於量測或劃設角度。
• 中心規：用於尋找圓棒或圓柱工件的中心線。
• 刻度尺：作為共同的滑動尺身。

因此，判斷本題的關鍵，在於辨認各選項是否屬於組合角尺的附加尺座或功能組件。

解題方法

逐一比對選項與組合角尺的標準構成：

1. 組合角尺可更換不同尺座，以執行直角、角度及找中心等工作。
2. 量角器、直角規、中心規均為組合角尺常見的功能組件。
3. $U$ 形卡規屬於獨立的量規或卡規類工具，不是組合角尺的構成要件。

所以，不屬於組合角尺構成要件的是 $U$ 形卡規。

選項分析

核心觀念

公制水平儀用於檢測工件的平面度、水平度及傾斜度，其靈敏度通常以「每公尺長度所允許的高度差」表示，單位為 $\text{mm/m}$。

靈敏度 $0.02\text{ mm/m}$ 的意義是：水平儀長度為 $1\text{ m}$ 時，兩端高度差達 $0.02\text{ mm}$，氣泡即產生規定的偏移量。

其基本關係為：

數值越小，表示能辨識越微小的高度差，水平儀的靈敏度越高。

解題方法

本題直接考查公制水平儀最常用的靈敏度規格。機械加工與精密量測常用的公制水平儀，其代表性靈敏度為：

因此選擇符合標準常用規格的選項即可。

另須注意單位換算：

所以：

$0.02\text{ cm/m}$ 的靈敏度比 $0.02\text{ mm/m}$ 粗十倍，並非本題所問的常用精密規格。

選項分析

核心觀念

鉸孔（reaming）是使用鉸刀對已經鑽削、搪削或鑄出的孔進行精加工的加工方法。其主要目的包括：

• 改善孔的尺寸精度。
• 改善孔的表面粗度。
• 修正孔的圓度，使孔更接近真圓。
• 取得較均勻、精密的孔徑。

鉸孔屬於少量切削的精加工，鉸刀通常只去除預留的少量加工餘量，不能用來修正位置偏差很大的孔，也不是以去除毛邊為主要目的。

解題方法

判斷各選項是否屬於鉸孔的主要功能即可：

1. 與孔的表面品質有關：屬於鉸孔目的。
2. 與孔的圓度有關：屬於鉸孔目的。
3. 與孔的尺寸及加工精度有關：屬於鉸孔目的。
4. 單純去除毛邊：屬於去毛邊或倒角作業，不是鉸孔的主要目的。

因此，選出「不是鉸孔目的」的選項。

選項分析

(A) 改善孔的表面粗度

核心觀念

橡皮管的連接螺紋，主要要求：

• 旋入、拆卸容易
• 螺紋不易因碰撞而損壞
• 能承受較大的磨耗
• 螺紋牙底不易積存灰塵或受污物影響

因此，橡皮管連接通常採用牙頂、牙底呈圓弧形的圓螺紋。圓螺紋具有耐磨、耐碰撞及不易傷害管件的特性，適合頻繁裝卸的管路接頭。

解題方法

看到題目問「橡皮管之連接螺紋」，應從使用場合判斷，而非只依一般機械螺紋的精密連接功能判斷。

橡皮管接頭在使用時經常需要裝拆，且接頭容易受到碰撞、磨耗及污物影響。尖銳的螺紋牙型容易損傷，圓弧形牙型則較堅固、耐用，因此選用圓螺紋。

選項分析

核心觀念

本題考查多個螺釘分布於同一圓周上時的正確鎖緊順序，重點在於使被固定物受到均勻的夾緊力，避免因局部受力過大而產生變形、翹曲或密封不良。

圓周排列的螺釘通常用於固定法蘭、端蓋、軸承座或具有墊片的接合面。鎖緊時若依相鄰位置逐一鎖到底，會使螺釘附近先產生較大的局部壓力，造成接合面受力不均。

正確方法是採用「相對交互鎖緊」，也就是先鎖緊彼此相對的螺釘，再依交錯、對稱的順序逐步鎖緊，並通常分數次增加鎖緊力，最後達到規定扭力。

解題方法

判斷此類題目的切入點是：

1. 螺釘鎖緊後會產生軸向夾緊力。
2. 若先將某一側螺釘完全鎖緊，該處會先承受集中壓力。
3. 透過相對交互鎖緊，可使夾緊力逐步向接合面周圍平均分布。
4. 因此可降低法蘭或端蓋變形的風險，並使墊片受到均勻壓縮。

例如圓周上有數個螺釘時，鎖緊順序應採取「隔一個、對一個」的交錯方式，而非沿著圓周方向逐一鎖緊。實務上常分為數個階段，例如先以較小扭力預鎖，再依交叉順序逐步增加至規定扭力。

選項分析

(A) 隨機分散鎖緊

核心觀念

本題考查力矩（力偶矩）的計算。扳手產生的最大力矩公式為

其中：

• $M_{\max}$：最大力矩，單位為 $\text{N}\cdot\text{m}$
• $F$：施力，單位為 $\text{N}$
• $L$：力臂，亦即轉軸至施力線的垂直距離，單位為 $\text{m}$

當施力方向與扳手垂直時，力臂最大，因此力矩達到最大值。

解題方法

題目給定：

代入力矩公式：

因此最大力矩為 $45\text{ N}\cdot\text{m}$。

選項分析

核心觀念

本題考查手工具「中心衝（center punch）」的尖端夾角。

中心衝主要用於工件上打出鑽孔中心定位凹痕，使鑽頭開始切削時不易偏移。其衝頭尖端通常製成約 $90^\circ$ 的夾角，以兼顧定位效果與凹痕形狀。

解題方法

判斷中心衝的用途即可：

• 中心衝用於鑽孔前的中心定位。
• 其尖端夾角通常為 $90^\circ$。
• 題目以角度範圍表示，因此 $90^\circ$ 所屬的選項為 $80^\circ \sim 90^\circ$。

選項分析

• (A) $10^\circ \sim 20^\circ$：錯誤。 角度過小，衝頭尖端過於尖銳，容易造成尖端崩損，也不符合中心定位衝頭的標準形狀。

核心觀念

本題考查手鋸條的材質辨識與表面顏色標示。高速鋼手鋸條（High Speed Steel，簡稱 HSS）具有耐熱性、硬度高及耐磨耗等特性，常在鋸條表面塗以黑色作為識別。

高速鋼手鋸條通常適合鋸切較硬的材料，例如合金鋼、不鏽鋼及其他高強度金屬。

解題方法

判斷手鋸條表面顏色所代表的材料種類。題目指定為「高速鋼手鋸條」，其一般識別色為黑色，因此選擇黑色。

選項分析

核心觀念

手提鑽具鑽孔即將貫穿工件時，鑽頭尖端即將突破材料底面，切削阻力會突然降低。此時若仍施加原有壓力，鑽頭容易瞬間向下衝入，造成：

• 孔口出口處產生毛邊或崩裂。
• 鑽頭卡住、折斷或偏斜。
• 工件底面受損。
• 操作者失去對手提鑽具的控制。

因此，鑽孔即將貫穿時，應逐漸減輕進給壓力，使鑽頭平穩完成穿透。

解題方法

本題依據手提鑽具鑽孔的操作原則判斷：

1. 鑽孔初期及正常切削階段，需施加適當壓力，使鑽頭保持穩定進給。
2. 鑽頭即將貫穿時，底部剩餘材料變薄，切削阻力降低。
3. 為避免鑽頭突然穿出，應降低施加在鑽具上的壓力。
4. 因此正確答案為「減輕」。

選項分析

(A) 一致

核心觀念

飛輪（Flywheel）是安裝於旋轉機械中的慣性元件，主要利用自身的轉動慣量 $I$ 儲存旋轉動能，並在機械運轉過程中吸收或釋放能量，以減少轉速的週期性波動，使運轉較為平穩。

飛輪所儲存的旋轉動能為：

其中：

• $E$：旋轉動能
• $I$：飛輪的轉動慣量
• $\omega$：角速度

因此，飛輪的主要使用目的為儲存能量。

解題方法

判斷飛輪功能時，掌握「慣性」與「旋轉動能」兩個關鍵字即可。引擎或往復式機械在不同運轉階段，輸出的轉矩並不均勻，飛輪會在能量過剩時吸收能量，在能量不足時釋放能量，藉此穩定轉速。

飛輪的功能是暫時儲存機械能，並非改變傳動比。因此本題選擇「儲存能量」。

核心觀念

螺栓與螺帽是利用螺紋配合，將兩個以上機械零件夾緊、接合的機件，屬於「連結機件」。

其主要特性如下：

• 可將機件牢固接合。
• 拆裝方便，屬於可拆卸式連結。
• 螺栓承受拉力，螺帽則與螺栓螺紋配合以產生夾緊力。
• 主要功能是連接零件，而非傳遞連續運動或控制機械動作。

解題方法

判斷機件分類時，應先看其主要功能：

• 用來接合或固定兩個機件：屬於連結機件。
• 用來傳遞動力或運動：屬於傳動機件。
• 用來改變、限制或調節運動：屬於控制機件。
• 「固定」是一般功能描述，但本題的機件分類中，螺栓及螺帽的標準分類為連結機件。

螺栓穿過待接合零件的孔，再旋入螺帽，藉由螺紋產生軸向夾緊力，使零件彼此連結。因此答案為連結機件。

選項分析

核心觀念

本題考「麻花鑽（twist drill）的鑽唇角度」，也稱為鑽尖角或頂角，係指鑽頭兩條主切刃在鑽尖處所形成的夾角。

鑽唇角度會影響鑽削時的切削阻力、鑽孔效率、鑽頭強度及排屑情形。一般鋼料的硬度與韌性適中，最常用的標準麻花鑽鑽唇角度為：

角度過小，鑽尖較尖，切入較容易，但鑽尖強度較弱；角度過大，鑽尖較鈍，雖然強度較高，卻會增加切削阻力。

解題方法

題目指定材料為「一般鋼料」，直接對照常用麻花鑽鑽尖角的適用範圍：

• 一般鋼料：$118^\circ$
• 較軟材料或薄板：常採較小角度，例如約 $90^\circ$
• 硬脆材料或高強度材料：可採較大角度，例如約 $130^\circ$

因此，一般鋼料鑽孔應選擇 $118^\circ$。

選項分析

• (A) $70^\circ$：錯誤。 角度過小，鑽尖過於尖銳，雖可降低初始切入阻力，但鑽尖強度不足，容易磨損、折損，不適合一般鋼料的標準鑽削。

核心觀念

本題考查螺紋的「規格系統代號」與「牙角」辨識。

公制螺紋採用 ISO 公制螺紋系統，螺紋牙角為 $60^\circ$，其代號為 M。例如：

公制粗牙與細牙螺紋的牙角均為 $60^\circ$，差別主要在螺距大小。

解題方法

看到題目同時給出「公制螺紋」與「牙角 $60^\circ$」時，優先判斷螺紋所屬的規格系統：

• 公制螺紋：代號為 $M$，牙角通常為 $60^\circ$。
• 惠氏螺紋：代號為 $W$，牙角為 $55^\circ$。
• 統一螺紋：代號為 $UN$，其中 UNC 為粗牙、UNF 為細牙，牙角為 $60^\circ$，但屬於英制螺紋系統。

因此，題目問的是「公制螺紋」的代號，答案為 $M$。

選項分析

• (A) M：正確。 $M$ 為公制螺紋代號，公制螺紋牙角為 $60^\circ$。

核心觀念

工作母機（工具機）使用後，應立即進行基本保養，以清除加工過程產生的切屑、油污與灰塵，並對導軌、螺桿、軸承等需要潤滑的部位補充潤滑油或潤滑脂。

使用後的清潔與潤滑可達到以下目的：

• 防止切屑、灰塵及冷卻液殘留造成機件腐蝕。
• 減少滑動面與旋轉部件的摩擦及磨耗。
• 維持工具機的加工精度與運轉順暢。
• 延長機器使用壽命，降低故障率。

因此，本題考查的是工具機使用後的例行維護工作。

解題方法

判斷工具機的保養工作，可依「使用前、使用中、使用後」區分：

• 使用前：檢查安全裝置、油量、夾具狀況，必要時進行暖機。
• 使用中：依操作規範加工，注意異音、振動、溫升及潤滑狀況。
• 使用後：清除切屑與污物，擦拭機台，並進行必要的潤滑及防鏽處理。

題目問的是「在使用後，必須執行的維護工作」，故應選擇使用後的例行保養項目，即清潔及潤滑。

選項分析

(A) 調整

核心觀念

本題考查「平鍵（平行鍵，parallel key）」與「鍵座（keyseat）」的加工方法。

平鍵是用來傳遞軸與輪轂之間的扭矩，使齒輪、皮帶輪、聯軸器等零件能與軸同步轉動。為安裝平鍵，必須在軸或輪轂上加工出具有一定寬度、深度與長度的長槽，此槽即為鍵座。

鍵座通常具有：

• 槽寬固定，須符合平鍵規格。
• 槽底平整。
• 槽的直線度與尺寸精度要求較高。
• 常使用端銑刀、鍵槽銑刀等刀具加工。

因此，適宜加工平鍵鍵座的工具機是具有旋轉銑削功能、能加工直槽的銑床。

解題方法

判斷工具機時，應先看加工形狀與切削方式：

1. 平鍵鍵座是直線長槽。
2. 加工需要利用銑刀切除材料。
3. 銑床可利用端銑刀或鍵槽銑刀，在工件上加工出寬度及深度精確的鍵座。
4. 因此應選擇銑床。

平鍵鍵座的加工重點可表示為：

【答案】（B）銑床

選項分析

（A）鑽床：錯誤

核心觀念

本題考查手用螺絲攻（絲攻）第一攻、第二攻、第三攻的構造差異。

三支絲攻的螺紋規格相同，包括：

• 節距相同
• 牙角相同
• 公稱直徑相同
• 完成後的螺紋牙深相同

主要差異在於絲攻前端切削部分的倒角長度不同。倒角越長，前端切削齒越多，單齒切削量較小；倒角越短，切削齒越少，單齒切削量較大。

一般順序為：

• 第一攻：前端倒角最長，用於導入及初步切削。
• 第二攻：前端倒角長度中等，用於逐步加深螺紋。
• 第三攻：前端倒角最短，用於完成螺紋至規定深度。

解題方法

判斷第一、二、三攻的區別，應觀察絲攻前端的切削倒角，而不是比較螺紋本身的規格。

核心觀念

本題考查「砂輪修整（dressing）」的目的與作用。

砂輪在研磨過程中，會因磨粒鈍化、砂輪表面被工件材料填塞，以及砂輪外形磨耗不均等問題，導致切削能力下降。透過修整砂輪，可以：

• 去除砂輪表面的填塞物與鈍化磨粒。
• 使新的銳利磨粒露出，恢復砂輪的切削能力。
• 整平砂輪工作面上的突出部。
• 修正砂輪外形，使砂輪外緣與輪軸保持同心。

砂輪修整的目的在於恢復砂輪的幾何形狀與切削性能，並不是改變砂輪本身的硬度。

解題方法

判斷各選項是否屬於砂輪修整的功能即可。凡是與「清除表面異物、恢復工作面平整、修正外形與同心度」有關者，均屬修整目的；若是改變砂輪材料本身的硬度，則不屬於修整作用。

選項分析

(A) 增加砂輪硬度

錯誤。砂輪硬度主要由砂輪的結合劑種類、結合強度及製造條件決定。修整只能去除表層材料、露出新的磨粒或修正砂輪形狀，不能增加砂輪本身的硬度。

因此，這不是修整砂輪的目的。

核心觀念

螺紋代號 $\text{M}10 \times 1.5$ 為公制螺紋表示法：

• $\text{M}$：表示公制螺紋（Metric thread）。
• $10$：表示螺紋的公稱直徑為 $10\text{ mm}$。
• $1.5$：表示螺紋的節距，即相鄰兩牙對應點間，沿螺紋軸線方向的距離為 $1.5\text{ mm}$。

因此，題目中的「$1.5$」代表節距，也常稱為牙距。

解題方法

判讀公制螺紋代號時，依序辨認：

套用至本題：

其中：

節距是相鄰螺紋牙頂至牙頂，或相鄰牙底至牙底，沿軸線方向的距離。因此正確答案為「節距」。

選項分析

核心觀念

「精鉸孔」是先以鑽頭鑽出略小的底孔，再使用鉸刀進行精加工，使孔徑達到精確尺寸。

鉸孔前的鑽頭直徑必須小於成品孔徑，並預留適當的鉸削量。若鑽頭直徑與成品孔徑相同，鉸刀將無加工餘量，無法發揮修正孔徑、改善圓度與表面粗糙度的作用。

本題依機械加工常用命題慣例，直徑 $10\text{ mm}$ 的精鉸孔，其鉸削餘量取直徑約 $0.2\text{ mm}$。

解題方法

成品精鉸孔直徑為：

鉸孔前鑽孔直徑應比成品孔徑小約：

因此鑽頭直徑為：

所以應選用直徑 $9.8\text{ mm}$ 的鑽頭。

選項分析

• (A) $10\text{ mm}$：錯誤。 鑽頭直徑與成品孔徑相同，沒有鉸削餘量，鉸刀無法進行正常的精加工。

核心觀念

本題考查碳鋼依含碳量所作的分類。一般工業用碳鋼通常分為：

• 低碳鋼：含碳量約 $0.1\% \sim 0.3\%$
• 中碳鋼：含碳量約 $0.3\% \sim 0.6\%$
• 高碳鋼：含碳量約 $0.6\% \sim 0.9\%$ 或 $1.0\%$

中碳鋼的含碳量適中，兼具一定的強度、硬度與韌性，常用於軸、齒輪、連桿、螺栓及機械結構零件。

解題方法

判斷關鍵在於記憶碳鋼的含碳量區間：

因此，題目所稱「一般工業用中碳鋼」，其含碳量應落在 $0.3\% \sim 0.6\%$ 的範圍內，選擇選項 B。

選項分析

• (A) $0.1\% \sim 0.3\%$：錯誤。 此範圍屬於低碳鋼。低碳鋼具有較佳的延性、韌性及焊接性，但強度與硬度相對較低，常用於鋼板、薄板、螺絲及一般結構材料。

核心觀念

汽油主要由碳氫化合物組成，可概略表示為 $\mathrm{C_xH_y}$。在氧氣充足、混合均勻且燃燒完全的理想條件下：

• 碳元素完全氧化成 $\mathrm{CO_2}$
• 氫元素完全氧化成 $\mathrm{H_2O}$

其一般燃燒反應式為：

因此，汽油完全燃燒後的主要生成物為水蒸氣 $\mathrm{H_2O}$ 與二氧化碳 $\mathrm{CO_2}$。

解題方法

本題以「完全燃燒」作為判斷關鍵：

1. 汽油中的碳完全燃燒，生成 $\mathrm{CO_2}$。
2. 汽油中的氫完全燃燒，生成 $\mathrm{H_2O}$。
3. $\mathrm{HC}$ 代表未燃燒或未完全燃燒的碳氫化合物。
4. $\mathrm{CO}$ 代表碳未完全氧化所形成的一氧化碳。

所以完全燃燒的產物組合為 $\mathrm{H_2O}$ 和 $\mathrm{CO_2}$。

嚴格而言，若以空氣供應燃燒，空氣中的氮氣大多不參與反應，燃燒廢氣還會含有 $\mathrm{N_2}$；但本題選項是在比較汽油燃燒的主要生成物，故選擇水與二氧化碳。

選項分析

核心觀念

本題考查金屬材料的切削加工性（machinability），以及面銑刀進行粗銑削時，材料硬度、韌性與加工硬化對銑削難易度的影響。

材料越容易銑削，通常具有下列特性：

• 硬度與抗拉強度較低，切削阻力小。
• 切削溫度較低，刀具磨耗較慢。
• 容易形成適當大小的切屑，不易黏附刀具。
• 不易產生加工硬化，銑削過程較穩定。

在本題四種材料中，低碳鋼的硬度及含碳量較低，切削阻力通常最小，因此最容易進行粗銑削。

解題方法

判斷金屬材料銑削難易度時，可先比較其含碳量、硬度、韌性及加工硬化傾向：

1. 不鏽鋼雖未必具有最高硬度，但韌性高，且容易加工硬化，會使後續切削更加困難。
2. 工具鋼為了具備耐磨性與高硬度，通常具有較高的切削阻力。
3. 低碳鋼含碳量低、硬度較低，通常具有良好的切削加工性。
4. 高碳鋼含碳量高，硬度及強度較高，切削阻力較大。

因此，選擇硬度較低、加工硬化傾向較小的低碳鋼。

選項分析

(A) 不鏽鋼：錯誤

核心觀念

汽油噴射引擎的水溫感知器（Engine Coolant Temperature Sensor, ECT）通常採用負溫度係數熱敏電阻（NTC Thermistor）。其電阻值會隨冷卻水溫度變化，並將水溫訊號傳送給引擎控制單元（ECU）。

當引擎溫度低時，汽油不易完全霧化，混合氣需要加濃，才能維持順利起動、暖車及穩定燃燒。因此 ECU 會延長噴油嘴開啟時間，使噴油量增加。

解題方法

判斷本題可掌握「冷車需要濃混合氣」這項基本原理：

1. 引擎溫度低時，汽油揮發性較差，霧化效果不佳。
2. 可參與燃燒的汽油蒸氣減少，若仍維持正常溫度時的噴油量，混合氣會偏稀。
3. ECU 接收水溫感知器的低溫訊號後，增加噴油脈波寬度。
4. 噴油嘴開啟時間延長，故實際噴油量增加。

因此：

選項分析

核心觀念

油底殼內的機油呈乳白色，主要表示機油中混入水分或冷卻液，經曲軸攪拌後形成油水乳化現象，因此外觀呈現乳白色、咖啡乳狀。

常見原因包括：

• 汽缸床墊片損壞，使冷卻液流入曲軸箱。
• 汽缸蓋或汽缸體裂損。
• 引擎內部產生水氣凝結，形成少量乳化物。
• 冷卻系統與潤滑系統相互滲漏。

水分混入機油後，會降低機油的潤滑能力，並可能造成軸承、汽缸壁及其他機件鏽蝕，應立即檢修。

解題方法

本題採「機油外觀與污染物的對應關係」判斷：

1. 乳白色通常代表油水混合並乳化。
2. 機油在引擎運轉時受到攪拌，水分會分散在機油中。
3. 油水乳化後便呈現乳白色，因此判斷為滲入水分。

選項分析

核心觀念

本題考查手工具「中心衝（center punch）」的尖端形狀與用途。

中心衝主要用於工件上打出圓錐形凹痕，作為鑽頭起鑽定位之用。為使凹痕具有適當深度與導向效果，其尖端通常製成約 $90^\circ$ 的夾角，且尖端經熱處理硬化，以提高耐磨性與抗衝擊能力。

解題方法

判斷中心衝尖端角度時，掌握其用途即可：

1. 中心衝是用來在鑽孔中心打定位凹痕。
2. 鑽頭尖端常具有約 $118^\circ$ 的頂角，但中心衝並非依照鑽頭頂角製作。
3. 中心衝尖端通常採 $90^\circ$ 夾角，使衝出的凹痕能穩定承接鑽頭尖端，避免鑽頭起鑽時偏移。
4. 因此最佳角度通常約為 $90^\circ$。

選項分析

• (A) $120^\circ$：錯誤。 $120^\circ$ 接近部分鑽頭或特定工具的角度範圍，但不是一般中心衝尖端的標準角度。

核心觀念

一般麻花鑽頭依鑽柄形式可分為：

• 直柄鑽頭：通常用於小直徑鑽孔，適合夾持於鑽夾頭。
• 錐柄鑽頭：通常用於較大直徑鑽孔，利用錐度配合機床主軸或套筒，可傳遞較大扭矩。

機械概論常用的判定基準為：鑽頭直徑 $13\ \text{mm}$ 以上採用錐柄；直徑小於 $13\ \text{mm}$ 多採用直柄。

解題方法

題目問「一般使用的鑽頭，直徑多少 $\text{mm}$ 以上為錐柄」，直接套用鑽頭柄部形式的標準分類：

其中 $d$ 為鑽頭直徑。因此判定界線為 $13\ \text{mm}$。

選項分析

核心觀念

本題考查手工螺絲攻（三支一組）的構造、用途及攻牙順序。

手工螺絲攻通常分為：

1. 第一攻（粗攻、先攻）：前端導牙較長，切削量逐步增加，便於導入工件並降低切削阻力。
2. 第二攻（中攻）：導牙長度較短，進一步修整螺紋。
3. 第三攻（精攻、底攻）：導牙最短，完成螺紋的完整牙形與尺寸精度。

三支螺絲攻的直徑與節距相同，但前端切削部分不同，必須依序使用。

解題方法

攻製手工螺紋時，標準程序為：

通孔貫穿工件，螺絲攻可以完整穿出孔底，因此可依序使用三支螺絲攻完成：

• 第一攻負責導入及初步切削；
• 第二攻繼續修整牙形；
• 第三攻完成最後的精整與尺寸修正。

因此，攻製通孔時，三支螺絲攻皆需使用。

選項分析

核心觀念

工程圖面上的尺度，即使未個別標註公差，也不代表必須達到絕對精確值。為避免每一個尺度都重複標註，圖面通常會在標題欄、一般注意事項或技術規範中，統一規定未註明尺度所適用的公差，稱為「通用公差」或「一般公差」（general tolerance）。

因此，未另行標註公差或未特別說明的尺度，仍須依圖面所規定的通用公差判定合格與否。

解題方法

本題的判斷關鍵在於「未標註個別公差」的尺度，應適用哪一類公差。

工程圖面的公差可依標註方式概分如下：

• 通用（一般）公差：適用於圖面上未個別標註公差的多數尺度。
• 專用（特殊）公差：針對特定尺度另行指定的公差。
• 單向公差：公差帶只位於基本尺寸的一側，例如 $20^{+0.02}_{0}$。
• 雙向公差：公差帶分布於基本尺寸兩側，例如 $20\pm0.02$。

題目明確指出尺度「未標註公差或沒有特別加以說明」，此時即應依圖面預先訂定的統一標準處理，故為通用（一般）公差。

選項分析

(A) 專用（特殊）公差

核心觀念

本題考查機械運動副的種類與應用。圖示為移動對（滑動對，prismatic pair），兩機件接觸後，只允許沿導路作相對直線位移，常見於虎鉗鉗口、滑塊與導軌等機構。

移動對的特徵是：

• 兩機件間主要為面接觸。
• 僅允許相對平移。
• 不允許相對轉動。
• 實際機構中常配合螺桿，使鉗口產生直線移動。

解題方法

先判斷圖示中兩機件的相對運動。圖中機件沿導路滑移，屬於移動對，而非以固定軸線旋轉的轉動對。

再將各選項與移動對的定義及實際應用比較，即可判斷正確答案。

選項分析

(A) B 機件被 A 機件約束

錯誤。運動副是兩機件彼此接觸並互相限制相對運動，不能單以「B 被 A 單方面約束」作為本圖運動副的正確描述；本題應以兩機件間僅能相對滑動的特徵判斷。

(B) 稱為旋轉對

核心觀念

差動螺旋是利用同一螺桿上兩段螺紋的微小導程差，使螺桿每轉一圈時產生極微小的相對位移，常用於精密調整與微量進給。

其主要特徵為：

• 同一螺桿上具有兩段螺紋。
• 兩段螺紋的旋向相同。
• 兩段螺紋的導程不同。
• 兩導程相差極小。

若兩段螺紋導程分別為 $L_1$ 與 $L_2$，且 $L_1>L_2$，螺桿旋轉一周所產生的差動位移為：

因為 $L_1$ 與 $L_2$ 很接近，所以 $\Delta L$ 很小，能達到精密微調的效果。

解題方法

本題直接依據差動螺旋的構造定義逐項比對。關鍵判斷點是「螺紋旋向」：

核心觀念

本題考查「疊片彈簧（葉片彈簧，leaf spring）」的構造、功能及受力型態。

葉片彈簧是由多片長度不同、具有弧度的彈簧鋼片疊合而成，常用於大型載重車輛及火車底盤，主要作用包括：

• 支承車體與承受車輛重量。
• 儲存彈性應變能。
• 吸收車輛行駛時的振動與衝擊。
• 主要承受彎曲作用，而非以承受拉力或扭力為主要功能。

解題方法

判斷各選項是否符合葉片彈簧的「構造」與「受力方式」。

葉片彈簧受到車體重量或路面衝擊時，彈簧鋼片產生彎曲變形，並利用彈性恢復力支承車體、吸收振動。因此，若選項將其主要受力說成拉力或扭力，即與葉片彈簧的基本受力型態不符。

選項分析

• (A) 正確 疊片彈簧又稱葉片彈簧，是由多片彈簧鋼片疊合而成，名稱正確。

核心觀念

本題考查「皮帶材料與適用場合」的配合。高速轉動的精密機械，要求皮帶具備：

• 強度高，不易因離心力而變形。
• 厚度均勻、尺寸穩定，傳動平穩。
• 彈性伸長小，能維持較準確的速比。
• 耐磨耗，適合長時間高速運轉。

在各種皮帶材料中，鋼皮帶具有高抗拉強度、伸長量小、厚度均勻及運轉穩定等特性，因此適合高速轉動的精密機械。

解題方法

判斷這類題目時，先抓住「高速」與「精密」兩項關鍵條件：

1. 「高速」表示皮帶必須能承受較大的離心力，且不易振動或變形。
2. 「精密」表示皮帶的伸長、滑動及厚度誤差必須小，以維持穩定的傳動比。
3. 鋼皮帶的抗拉強度高、彈性伸長小，且帶體薄而均勻，符合上述要求。

因此答案為鋼皮帶。

皮帶傳動的基本速比關係可表示為：

其中 $d_1、d_2$ 為兩皮帶輪直徑，$n_1、n_2$ 為轉速。若皮帶伸長較大或滑動明顯，實際速比就容易產生誤差；鋼皮帶的伸長量小，有利於精密傳動。

選項分析

(A) 皮革皮帶

皮革皮帶具有柔軟、耐磨及容易彎曲等優點，過去常用於一般機械的平皮帶傳動。

核心觀念

平皮帶（flat belt）需要將兩端接合成封閉帶圈，接合方法會影響安裝速度、接頭強度與運轉平穩性。

一般機工廠為了便於快速安裝與拆換，通常使用金屬皮帶扣將平皮帶兩端扣合，稱為扣接法。此法施工迅速，不必等待膠料乾燥，也不需使用縫紉或鉚接設備。

解題方法

題目關鍵在「一般機工廠」與「方便快速」兩個條件。

平皮帶的接合法中：

• 以金屬扣件直接連接兩端，施工最方便、速度最快。
• 鉚接、縫合需加工穿孔或使用專用工具。
• 膠合需經過塗膠、加壓及固化時間。

因此，符合「方便快速」要求的是扣接法。

選項分析

(A) 扣接法：正確。 利用皮帶扣、扣釘等金屬扣件，將平皮帶兩端迅速連接。此法拆裝方便，適合一般機工廠維修與更換皮帶。

核心觀念

衝擊試驗（Impact Test）主要用來測定金屬材料承受突然衝擊負荷時的韌性（Toughness），也就是材料吸收衝擊能量並抵抗脆性破壞、裂紋快速擴展的能力。

常見試驗包括：

• 夏比衝擊試驗（Charpy impact test）
• 伊佐德衝擊試驗（Izod impact test）

試驗時，以擺錘撞擊具有缺口的標準試片，根據擺錘撞擊前後的能量差，求得試片破壞所吸收的衝擊能量：

其中：

• $E$：試片吸收的衝擊能量
• $m$：擺錘質量
• $g$：重力加速度
• $h_1$：擺錘撞擊前高度
• $h_2$：擺錘撞擊後高度

材料吸收的能量越大，表示其抵抗衝擊破壞的能力越強，韌性越佳。

解題方法

題目問「衝擊試驗適於檢測金屬材料的何種機械性質」，判斷重點在於「突然施加的負荷」與「破壞時吸收的能量」。

衝擊試驗並非測定材料在靜態拉伸下的最大承載能力，也不是測定長時間高溫負荷下的變形，而是觀察材料在瞬間衝擊下能吸收多少能量。因此，測定的主要性質是韌性。

故正確選項為：

選項分析

(A) 強度

強度是材料抵抗外力而不發生破壞或過度變形的能力，常透過拉伸試驗測定降伏強度、抗拉強度等。

核心觀念

指示量錶的測軸應與工件被測面的法線方向一致，也就是測軸須與工件面垂直，才能使測得的位移量等於工件的實際位移量。

若測軸偏離垂直方向，與工件面法線形成角度 $\theta$，指示量錶實際感受到的是位移在測軸方向上的投影，因此產生餘弦誤差：

當 $\theta\neq 0$ 時，$\cos\theta<1$，指示值會小於實際位移量。

解題方法

題幹關鍵在於「測軸未能與工件面垂直」。此時測軸方向與工件實際位移方向不一致，量測值是實際位移量的投影，符合餘弦關係，因此屬於餘弦誤差。

當測軸完全垂直於工件面時，$\theta=0^\circ$：

不會產生此類方向性誤差；測軸偏斜後，才會因投影效應產生誤差。

選項分析

核心觀念

本題考查麻花鑽研磨時的幾何精度，以及不同工件材料對鑽頭切削刃處理方式的要求。鑽頭研磨必須使兩側切削部分對稱，避免鑽孔偏斜、孔徑過大或切削不均。

主要注意事項包括：

• 靜點應位於鑽軸中心線上。
• 兩鑽唇長度應相等。
• 兩鑽唇半角應相等。
• 鑽削鑄鐵時，切削刃不宜磨成平鈍狀，應保持適當銳利度，並可作適度修磨以避免崩刃。

解題方法

逐項檢查各敘述是否符合鑽頭研磨後的對稱性與切削要求。前 3 項都是確保鑽頭旋轉時受力平衡、鑽孔位置正確的基本條件；第 4 項則涉及鑄鐵材料的切削刃處理方式。

鑄鐵雖然脆而具有磨耗性，但鑽頭切削刃若直接磨平，會使切削刃失去必要的切削角與銳利度，造成切削阻力增大、發熱及鑽削效率降低。因此「切邊應予磨平」並非正確的研磨注意事項。

選項分析

核心觀念

本題考查車床的種類及其主要用途。機力車床是以馬達帶動主軸，並具有機械進給功能的車床，適合進行外圓、端面、內孔、螺紋等多種車削工作。

依機械概論常用分類，機力車床又稱高速車床，是機械工場中用途最廣的工作母機，適合一般車削及多種加工工作。

解題方法

判斷本題可先將各選項所描述的特徵，與典型車床種類配對：

• 小型工件：桌上車床或小型車床。
• 大直徑、短長度工件：端面車床。
• 用途最廣、具動力進給：機力車床。
• 數值控制及加工彈性高：數值控制車床。

因此，符合機力車床主要特徵的是「用途最廣的工作母機」。

選項分析

(A) 適用於車削小型工件

錯誤。適合車削小型工件是桌上車床或台式車床的主要特點。此類車床體積小、結構簡單，通常安裝於工作台上，適用於小型零件或少量加工，不是機力車床的代表性特徵。

(B) 適宜直徑大，長度短的工件

核心觀念

本題考「螺旋線與螺紋幾何角度」的定義。

螺旋旋轉一周時，沿螺旋軸線方向前進的距離稱為導程 $L$。導程角通常以 $\lambda$ 表示，是螺旋線在中徑處與垂直於螺旋軸線之平面所夾的角。

其關係式為：

其中 $d_m$ 為螺紋中徑。

解題方法

觀察圖中各角度的標示，$\theta_2$ 是表示螺旋線相對於軸向圓周方向的傾斜角，即導程角。因此：

選項分析

核心觀念

本題考查螺紋依「牙形、旋向及用途」分類的判斷：

• V 形螺紋：牙形近似三角形，常用於螺栓、螺帽的緊固。
• 方螺紋：牙頂、牙底及牙側大致呈直角，傳動效率高，常用於螺旋千斤頂、螺旋壓床。
• 右螺紋、左螺紋：依螺紋的旋向分類。
• 滾珠螺紋：又稱滾珠螺桿，利用鋼珠在螺桿與螺帽間滾動，以降低摩擦，適合精密傳動。

解題方法

逐一比對圖形的外觀與螺紋分類：

1. 觀察牙形，判斷是 V 形或方形。
2. 觀察螺旋線的傾斜方向，判斷右螺紋或左螺紋。
3. 觀察是否具有螺桿、螺帽及鋼珠循環結構，以判斷是否為滾珠螺紋。

圖中：

• (a) 為三角牙形，屬於 V 形螺紋。
• (b) 為牙側近似垂直、牙頂與牙底平坦的方螺紋。
• (c) 所示旋向為左螺紋，並非右螺紋。

核心觀念

本題考查栓槽鍵（spline key）及栓槽軸（splined shaft）的構造、受力特性與應用。

栓槽鍵是將軸與輪轂的接合面製成多個相互配合的齒形，使轉矩由多個齒面共同傳遞。其主要特性如下：

• 軸與輪轂具有相配合的齒形。
• 多個齒共同承受負荷，可傳遞較大的轉矩。
• 滑動式栓槽接合可使輪轂沿軸向移動。
• 常見於汽車傳動系統、馬達及其他需要大轉矩傳遞的機械。

解題方法

判斷本題各選項是否符合栓槽鍵的標準特性即可。重點在於分辨：

1. 栓槽鍵的構造是否為齒形配合。
2. 多個齒共同傳遞轉矩時，受力分布是否合理。
3. 是否具備軸向滑動功能。
4. 是否符合常見使用場所。

其中，栓槽鍵雖然在齒根處仍可能產生應力集中，但其多個齒面可分擔負荷，並非因為採用栓槽結構就必然使「鍵部位承受應力增加」。因此，若以栓槽鍵相對於一般單鍵的受力特性判斷，B項敘述不正確。

選項分析

(A) 將軸與輪轂製成類似之齒形

正確。栓槽接合的軸與輪轂內孔均加工成相互配合的齒形或槽形，使轉矩可由多個齒面傳遞。

核心觀念

本題考查撓性聯結器的適用場合，關鍵在於「傳動軸前後兩段之轉速不同」。

當兩根傳動軸以一定角度相連時，若使用單一萬向接頭，主動軸與從動軸的瞬時角速度不會完全相同，從動軸會產生週期性的轉速變化。因此，若機械功能需要前、後軸具有不同的瞬時轉速，應使用能容許軸線夾角並造成角速度變化的萬向接頭。

萬向接頭的典型用途包括汽車傳動軸、轉向機構及軸線不在同一直線上的動力傳遞。

解題方法

判斷本題可從「轉速不同」與「軸線是否具有夾角」兩個概念切入：

1. 若兩軸平行但中心線錯開，主要問題是平行偏心，適合使用歐丹聯結器。
2. 若兩軸具有夾角，需要撓性傳動，適合使用萬向接頭。
3. 撓性盤聯結器及撓性齒輪聯結器主要用來補償軸線偏差、吸收振動或傳遞較大扭矩，通常不以改變兩軸轉速為主要功能。
4. 單一萬向接頭的輸入軸與輸出軸角速度關係並非固定為 $1:1$，因此會產生前後軸瞬時轉速不同的現象。

萬向接頭的角速度關係可表示為：

其中：

• $\theta$：從動軸轉角
• $\phi$：主動軸轉角
• $\alpha$：兩軸夾角

對時間微分後，可得角速度關係：

當 $\alpha \neq 0$ 時，$\omega_2/\omega_1$ 會隨轉角 $\phi$ 改變，表示從動軸的瞬時轉速會週期性變化。

核心觀念

本題考查鋼的熱處理目的，以及各種熱處理對鋼件組織與性質的影響。

鋼件經淬火後，會形成高硬度的麻田散鐵，同時伴隨較大的內部殘留應力，且可能含有殘留沃斯田鐵。此時組織處於較不安定狀態，容易造成尺寸變化、變形甚至脆裂。

因此，淬火後通常施予「回火」，使淬火組織產生分解與調整，降低殘留應力、減少脆性，並提高組織與尺寸的安定性。

解題方法

題幹關鍵語句為「增加鋼件組織的安定性」。

判斷熱處理目的如下：

• 淬火：提高硬度與耐磨性，但會增加內應力，使組織較不安定。
• 回火：消除或降低淬火內應力，改善脆性，提升組織及尺寸安定性。
• 退火：主要是軟化鋼材、消除加工應力及改善加工性。
• 球化：使雪明碳鐵呈球狀，主要改善高碳鋼的切削加工性及冷加工性。

所以，本題應選擇回火。

選項分析

(A) 球化

球化退火是使鋼中片狀或網狀的雪明碳鐵轉變為球狀顆粒，通常用於高碳鋼及工具鋼。

其主要目的為：

• 降低硬度
• 改善切削加工性
• 提高冷間成形性
• 為後續淬火準備較均勻的組織

球化處理並非本題所指的「淬火後提高組織安定性」之主要方法，因此錯誤。

(B) 退火

核心觀念

本題考查「單式輪系」中惰輪（idler gear）的功能。

惰輪是配置在主動輪與從動輪之間的中間齒輪，主要作用是傳遞運動及改變旋轉方向。惰輪本身不會改變輪系的速率比，也不會使輸出速度增加或減少。

兩齒輪嚙合時，節圓上的切線速度相等：

其中：

• $\omega$：齒輪角速度
• $N$：齒數

若主動輪、中間惰輪、從動輪的齒數分別為 $N_1、N_2、N_3$，則：

相乘後：

可見惰輪齒數 $N_2$ 相互消去，因此不影響主動輪與從動輪之間的速率比。

解題方法

判斷惰輪功能時，掌握兩項原則：

核心觀念

齒輪傳動中的軸向推力，主要產生於齒面具有螺旋角的齒輪。以斜齒輪為例，嚙合時除了切向力與徑向力外，還會產生軸向力，其大小可表示為：

其中：

• $F_a$：軸向推力
• $F_t$：切向力
• $\beta$：螺旋角

因此，斜齒輪雖然具有運轉平順、承載能力較高等優點，但會產生軸向推力。

人字齒輪又稱雙斜齒輪，由兩組螺旋方向相反的斜齒組成。兩側齒形所產生的軸向力方向相反、大小相等，理想狀況下可互相抵消，達到消除齒輪傳動軸向推力的目的。

解題方法

本題的關鍵在於辨認各種齒輪是否會產生軸向推力，以及是否具有抵消軸向力的結構。

人字齒輪兩側分別具有左旋與右旋齒形：

因此總軸向力為：

所以，能消除軸向推力的齒輪為人字齒輪。

選項分析

核心觀念

汽油引擎的「爆震」（knock／detonation）是指火星塞點火後，未燃混合氣因燃燒室內壓力、溫度過高而自行快速燃燒，產生不正常的高頻壓力波，使引擎出現金屬敲擊聲、震動與溫度升高。

容易促成爆震的條件包括：

• 點火時間過早。
• 壓縮比或壓縮終了溫度過高。
• 進氣壓力過高、引擎負荷過大。
• 混合氣過稀。
• 使用辛烷值過低的汽油。
• 引擎過熱或燃燒室積碳。

其中，點火時間過早會使燃燒壓力在活塞尚未適當越過上死點前升高，增加未燃混合氣自行燃燒的機會。

解題方法

本題判斷重點是：選項所述條件是否會使汽油引擎燃燒室的壓力、溫度上升，並增加未燃混合氣自燃的傾向。

若條件使燃燒壓力或溫度升高，通常會增加爆震；若使壓力、溫度或引擎負荷降低，則通常會抑制爆震。

因此，逐一檢查各選項即可判斷。

選項分析

(A) 進氣壓力低

進氣壓力低表示進入汽缸的混合氣量較少，引擎負荷較低，壓縮後的混合氣壓力與溫度也相對降低，未燃混合氣不易自燃。

因此，進氣壓力低通常會降低爆震傾向，本選項錯誤。

(B) 壓縮壓力低

核心觀念

本題考查麻花鑽幾何形狀中「靜點」與鑽頭中心線的關係。

靜點是鑽頭橫刃（鑿刃）附近的中心點，正常情況下應位於鑽頭旋轉中心線上，使兩側主切刃受力及切削量大致對稱。若靜點偏離中心線，鑽頭旋轉時會產生偏心切削，使實際切削軌跡超出鑽頭的名義直徑。

因此，鑽出的孔通常會有孔徑增大、圓度變差、振動增加及表面粗糙等現象。

解題方法

判斷重點在於：鑽頭的幾何中心是否與旋轉中心重合。

當靜點位於中心線上時，兩側切刃對稱切削，孔徑較能維持鑽頭標稱直徑 $D$。當靜點偏離中心線時，鑽頭旋轉會形成偏心運動，切削刃的有效掃掠範圍增加，使孔的實際直徑大於鑽頭直徑，可表示為：

所以鑽削結果是孔徑擴大，而非孔徑正確。

選項分析

核心觀念

柴油引擎噴射泵柱塞利用柱塞上的控制槽（螺旋槽）控制供油量。柱塞上下往復運動提供壓油行程，柱塞旋轉則改變螺旋槽與溢油孔相通的時刻，進而改變有效供油行程：

• 螺旋槽尚未接通溢油孔時，燃油持續加壓供出。
• 螺旋槽接通溢油孔後，壓力洩除，供油立即停止。
• 柱塞旋轉方向與螺旋槽方向，決定供油量增減及柱塞型式。

解題方法

觀察圖中柱塞外圓所示的控制槽，可見：

1. 只有一條連續的斜向螺旋控制槽。
2. 螺旋槽的導程方向呈右螺旋形式。
3. 圖中沒有兩條相對或交錯的螺旋槽，也不是單純位於上方的控制槽。

因此，該柱塞屬於右螺旋型。

選項分析

核心觀念

本題考查複式輪系的轉速比。齒輪嚙合時，兩齒輪的節線速度相同，因此：

其中 $N$ 為轉速，$T$ 為齒數。複式輪系中，同軸齒輪的轉速相同。

由圖可知：

• A 齒輪：$48T$
• B 軸上有兩個同軸齒輪：外側 $48T$、內側 $12T$
• C 齒輪：$12T$

A 的 $48T$ 齒輪帶動 B 軸上的 $12T$ 齒輪；B 軸上的 $48T$ 齒輪再帶動 C 軸上的 $12T$ 齒輪。

解題方法

第一級齒輪傳動：

因為 B 軸上的兩個齒輪同軸，所以 B 軸外側 $48T$ 齒輪的轉速也是 $640\text{ rpm}$。

第二級齒輪傳動：

亦可直接合併計算：

核心觀念

OBDⅡ（On-Board Diagnostics II，第二代車載診斷系統）是用來監測車輛引擎及排放控制系統，並透過診斷接頭 DLC（Data Link Connector）連接診斷儀器。

一般車用 OBDⅡ 的 DLC 採用標準化接頭，具有 16 個端子位置，外形通常為梯形，設置於駕駛座儀表板下方附近。實際車輛中部分端子可能因車型或通訊協定不同而未配置，但標準接頭的端子數仍為 16 個。

解題方法

本題直接考 OBDⅡ 診斷接頭的標準規格：

因此選擇 16 個端子的選項。

選項分析