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機動學與機械設計
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112年 - 112 專技高考_機械工程技師:機動學與機械設計#117585
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一、某一傳動鋼軸的最小性質 S
e
=276 MPa、 S
y
=413 MPa 及S
ut
=551 MPa,承受穩定的扭轉應力 103 MPa 及交變(alternating)的彎應力 172 MPa。試求此鋼軸防範靜態破壞的安全因數及以 modified Goodman criterion 防範疲勞破壞的安全因數。(25 分)
其他申論題
一、如圖一的共基極電路,電晶體參數 β = 100、VBE = 0.7 V。VA = ∞、Cπ = 10 pF、 Cμ = 1 pF。試求小訊號等效電路中 Cπ 與 Cμ 個別對應的高頻 3 dB 頻率 fHπ 和 fHμ,與中頻帶電壓增益 Av = vo/vi。(25 分)
#502122
二、如圖二的史密特(Schmitt)觸發振盪器電路,運算放大器為理想元件, R1=10 kΩ、R2=20 kΩ、RX = 40 kΩ、CX = 0.02 μF,輸出飽和電壓為±5 V。試求 vX (t)時間函數表示式,取 t = 0 時 vo 已切換至高電位(high state) 狀態,此振盪器的振盪頻率、及責任週期(duty cycle)(即輸出電壓在高電位狀態時間的百分比) 。(25 分)
#502123
三、如圖三的降升壓轉換器,其中 Vs = 24 V、Vo = 36 V、R = 10 Ω。若電晶體閘極的切換頻率為 100 kHz,假設元件皆為理想,試求可使最小的電感電 流 iL,min 為電感電流平均值 IL 的 40% 之電感值 L,與若限制輸出電壓漣波 ΔVo 及輸出電壓 Vo 的比值(ΔVo/Vo 等於 0.5%)所需的電容值 C。(25 分)
#502124
四、如圖四的飛輪二極體之半波整流器,其中 vs(t) = 170 sin(377t) V、R = 10 Ω、 Vdc = 24 V。假設元件皆為理想,藉由傅立葉級數,試求可使負載電流峰對峰值 Δio 不超過 1A 之 L 值、dc 電源 Vdc 所吸收的功率及電阻 R 所吸收 的功率。(25 分)
#502125
二、試利用 Rayleigh 方法求取下圖所示一傳動鋼軸的第一臨界轉速(rpm)。此鋼軸的直徑為 50 mm、跨距為 2250 mm,其兩端以軸承簡支支撐,以承載兩個齒輪的重量分別為 WA=360 N 與WB=540 N。不計鋼軸的重量,對應承載處的影響係數(influence coefficients)為 δAA=0.0030 mm/N、δBB=0.0018 mm/N、及 δAB=δBA=0.0019 mm/N。(25 分)
#502127
三、設計一具有輸出快速停-動-停間歇旋轉運動機構,作為小零件加工或檢測的平台。試述可選用的一種機構名稱、間歇旋轉運動曲線合成宜具有的基本運動邊界條件、及其加速度曲線宜具有的特徵。(25 分)
#502128
四、試述以螺旋齒輪對取代正齒輪對作為傳動設計及應用的優點與限制。(25 分)
#502129
一、考慮如圖(一)之電阻組合電路中,試求直流電源端(120 V)產生的功率值。(25 分)
#502130
二、考慮如圖(二)之交流電路中,若 vg(t) = 660 cos(5000t) V 時,試求輸送到 100Ω電阻的平均功率值。(25 分)
#502131
三、考慮如圖(三)之電路中,R1 = R2 = R3 = 10Ω,流控電壓源(Current Controlled Voltage Source, CCVS)的轉換電阻 r = 5 Ω,若施加直流電壓 vs = 8 V,請繪出由負載 RL 端所看到的諾頓(Norton)等效電路。(25 分)
#502132