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高等農機設計學
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112年 - 112 高等考試_二級_農業機械：高等農機設計學#116748
> 申論題
題組內容
二、一飛輪如圖二所示，當飛輪吸收能量時，它的速度會增加，當它釋出能量時它的速度會降低。
(一)請問飛輪的主要功能為何？（5 分）
相關申論題
(一)聯合收穫機為何稱之為“聯合”，它聯合什麼？（5 分）
#498705
(二)請參照圖一說明聯合收穫機的運作原理，包括：收割、輸送、脫粒和分離、清選與集糧等作業，可依圖一標示的號碼輔助說明運作原理，並指出其相對應的元件或裝置之名稱與功能。（20 分）
#498706
(二)嘗試設計一飛輪來儲存能量。為了簡化計算，可將飛輪當作一個實心圓盤如圖三所示，其半徑為 R（Radius, m），厚度為 t（Thickness, m），質量為 m （Mass, kg），飛輪材料密度 ρ（Density of flywheel material, kg/m3），角速度 ω（Angular speed, rad/s）。請問此圓盤飛輪的轉動慣量 I（Moment of inertia）為何？動能為何？（5 分）
#498708
(三)當飛輪轉速從 ω1 變化到 ω2時， 能量的變化量為何？（5 分）
#498711
(四)如果飛輪轉速從 262.5 rad/s 變化到 237.5 rad/s，其能量的變化量為 400 N-m，請找出合適的飛輪慣量值。 （10 分）
#498712
三、水稻插秧機（圖四）上的插植機構（秧爪手機構，橢圓標示區域）之設計，因設計理念的不同，結構上有些許不同，但其基本功能與流程大致 相同，主要目的在模擬人手插植水稻秧苗時的動作。試設計一插植機構， 隨著動力之驅動，從秧盤上逐次分格夾取秧苗、植插入土、放秧等一系列的週期迴圈中作有規律的動作，即實現有規律的取秧、插秧與放秧， 張開與閉合等動作，達到插植機構之秧爪手順著規劃的軌跡移動，並說明其整體運作原理。（25 分）
#498709
四、設計一總傳動比（Overall train ratio）為 29：1 的複合正齒輪傳動系 （Compound, spur-gear train） 。在所有級中均使用模數（Module）為 3 mm，壓力角（Pressure angle）25°的齒輪。假設任一齒輪組中的最大傳動比 （Largest train ratio）限制在 10：1 左右，且任何小齒輪（Pinion）上的最小齒數為 12。 （25 分）
#498710
四、請估算下圖所示填角焊接結構所能承受最大垂直力量 F，焊接材料之降伏應力（yield stress）為 50000 psi，安全係數設定為 2.5。
#554064
三、下圖所示結構內，圓軸軸徑為 25 mm，請採用最大畸變能理論（maximum ，指出圓軸最可能失效之位置與其相對應應力狀 distortion energy theory） 態（stress state） （請以圖內所示座標系統標示之） ，並判斷是否失效。圓軸材料之降伏應力（yield stress）為 350 MPa，安全係數設定為 2。
#554063
二、一承受穩態負載之滾珠軸承，30%總時間於 880 rpm 承受 1000 lb 力量， 以及剩餘 70%總時間於 440 rpm 承受 500 lb 力量，於上述條件下每日運 轉 8 小時，1 年運轉 300 天，總計可達 6 年壽命。請問若此軸承單獨於 1200 rpm 承受 1500 lb 力量，預期之壽命為多少小時？
#554062
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