申論題

第四題：
有一長 1.0m 之轉動軸，如【圖四】所示。在軸中央裝一重 800[N]的皮帶輪，此皮帶輪 用鍵固定在軸上，鍵槽強度係數 e（加鍵槽後、軸的強度被折減，e=有鍵槽之軸強度／無鍵 槽之軸強度）為 0.75，其所驅動之馬力為 20HP、轉速為 200rpm、使用聯軸器將動力傳出， 而且左端軸承為不受力之自由端。已知皮帶受水平總拉力為F = F₁ + F₂ = 6000[N]，ASME 法規之負載常數Cm=2.0、Ct=1.5，剪應力楊氏係數 G=9.5 × 10⁴ [MPa]，容許剪應力= 107[MPa]，請回答下列問題：（若條件不足，請自行做合理假設）【未列出計算過程者，不予計分】

⑶若不考慮鍵槽強度係數 e（也就是不考慮鍵槽的影響），所需的軸徑大小[mm]為何？ 【6 分】[可以參考最大剪應力公式：，其中 為最大剪應力，Sy為降伏應力，Fs為安全因數， σb為彎曲應力， 為扭轉剪應力]