所屬科目：機械設計
一、有一受預緊力 F0 和軸向工作負荷 FA 作用的緊螺栓連接，已知預緊力 F0 = 800 N，螺栓的剛性 與連接件的剛度 相等，軸向工作負荷 ，試計算該螺栓所受的總拉力 及剩餘預緊力 。在預緊力 F0 不變的條件下，若保證被連接件間不出現縫隙，該螺栓的最大軸向工作負荷 需為多少？
二、如下圖所示之齒輪傳動系統，其中齒輪 1 及齒輪 2 為螺旋齒輪對（齒輪 2 齒數 z2 = 47 齒、法向模數 ），齒輪 3 及齒輪 4 為傘齒輪 對，齒輪 5 及齒輪 6 為蝸桿-蝸輪組。已知齒輪 1 之旋轉方向 n1、中間軸 傳遞一 200 N-m 之力矩、齒輪 3 受一 500 N 之軸向力，若欲使中間軸不受軸向力，試決定齒輪 2 之螺旋角為何？請合理設計「螺旋齒輪對」及 「蝸桿-蝸輪組」之螺旋方向（右旋或左旋？）。
三、有某一軌道車，一節車廂及其貨物總重力為 ，車廂四根軸、 八個車輪支承，作用於每根軸上的力如下圖所示，該力離軌道中心線距 離 L = 230 mm。考慮偏載等因素，計算軸強度時，應將負載乘以一負載 係數 K = 1.3 。已知車軸材料之降伏強度 ，若取安全因子 N = 2 ，試決定車軸 A-A 剖面直徑 d（請無條件進位至整數位） 。
四、下圖所示為一齒輪箱之部分剖視圖，圖中齒輪轉軸之兩端以相同的「角 接觸滾珠軸承」支承，此軸承之基本額定靜負載 C0 = 20500 N，受徑向負載 所產生之軸承內部軸向力 ，已知右側軸承（軸承 1）受 徑向負載 、左側軸承（軸承 2）受徑向負載 ，軸 受一軸向負載 ，試求軸承 1 及軸承 2 之「內部軸向力大小及 方向」與所受到之「軸向負載」 。
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與連接件的剛度 
相等，軸向工作負荷 
，試計算該螺栓所受的總拉力 
及剩餘預緊力 
。在預緊力 F0 不變的條件下，若保證被連接件間不出現縫隙，該螺栓的最大軸向工作負荷 
需為多少？
），齒輪 3 及齒輪 4 為傘齒輪 對，齒輪 5 及齒輪 6 為蝸桿-蝸輪組。已知齒輪 1 之旋轉方向 n1、中間軸 傳遞一 200 N-m 之力矩、齒輪 3 受一 500 N 之軸向力，若欲使中間軸不受軸向力，試決定齒輪 2 之螺旋角為何？請合理設計「螺旋齒輪對」及 「蝸桿-蝸輪組」之螺旋方向（右旋或左旋？）。
，車廂四根軸、 八個車輪支承，作用於每根軸上的力如下圖所示，該力離軌道中心線距 離 L = 230 mm。考慮偏載等因素，計算軸強度時，應將負載乘以一負載 係數 K = 1.3 。已知車軸材料之降伏強度 
，若取安全因子 N = 2 ，試決定車軸 A-A 剖面直徑 d（請無條件進位至整數位） 。
所產生之軸承內部軸向力 
，已知右側軸承（軸承 1）受 徑向負載 
、左側軸承（軸承 2）受徑向負載 
，軸 受一軸向負載 
，試求軸承 1 及軸承 2 之「內部軸向力大小及 方向」與所受到之「軸向負載」 。