104 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 代號 ： 00810 全一頁

食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

機械製造

考試時間：

2 小時

※注意：

 禁止使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

• 一、請分別說明摩擦攪拌焊接（ friction stir welding ）和一般摩擦焊接（ friction welding ） 的工作原理（ 8 分）；並列舉說明兩者之間的三個差異點（ 12 分）。

• 二、真空造模法（ vacuum molding ）是砂模鑄造（ sand casting ）的一種造模法，請說明 其工作原理（ 10 分）；並列舉說明有別於濕砂模鑄造（ green sand casting ）的五個 特點（ 10 分）。

• 三、在壁厚較小的管子及其他中空截面彎曲和成形時，常發生皺曲（ wrinkling ）和折疊 （ folding ）的缺陷，請列出三種可克服該缺陷的方法（ 6 分）；並說明每種的工作 原理（ 9 分）。

• 四、市面上使用的燒結碳化物（ sintered carbides ）刀具，依切削級分類為三個基本族 群，即 P 、 M 和 K ，請說明：  每一族群的色碼（ 3 分）；  每一族群的碳化物類 型（ 6 分）；  每一族群適合切削的工件材料（ 6 分）。

• 五、金屬射出成型（ metal-injection molding, MIM ）已應用在生產精密微小的行動電話元 件，它屬於金屬粉末冶金的壓實和造型作業，請說明 MIM 的工作原理（ 5 分）；並 列舉說明其較傳統壓實方法的五個優點（ 10 分）。

• 六、因具有很好的熱傳導性，鋁散熱器（ heat sink ）已廣泛應用在電子工業的冷卻和加 熱元件，請列舉目前工業用鋁散熱器的兩種主要製造方法（ 5 分）；並比較這兩種 方法的五項差異（ 10 分）。

座號：

104 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00820 全一頁

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

機動學與機械設計

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

• 一、請試述日內瓦輪機構（ Geneva Mechanism ）與共軛凸輪機構（ Conjugate Cam Mechanism ）的優缺點。（ 10 分）

• 二、請試述肘節機構（ Toggle Linkage ）之組成及其應用特徵。（ 10 分）

• 三、請試述使用正時皮帶（ Timing Belt ）的優缺點。（ 10 分）

• 20 °的標準全深正齒輪的模數為 8 mm ，大齒輪（ Gear ）有 30 齒、小 Pinion 15

• 四、一對壓力角為 齒輪（ ）齒數為 。請試算：

•  此一對齒輪的中心距 c 。（ 6 分）

•  大齒輪的基圓半徑 r 。（ 4

• 2 b 分）

• 五、一參螺紋蝸桿（ Triple-threaded Worm ）具有 25 mm 的軸向螺距及 50 mm 的節徑 （ Pitch Diameter ） dw ，驅動一具有 31 齒數的蝸輪。試算：

•  蝸桿的導程（ Lead ） l 。（ 2 分）

•  蝸桿的導程角（ Lead Angle ）λ。（ 3 分）

• r 分）

•  速度比（ Velocity Ratio ） v 。（ 3

•  蝸輪的節徑 dg 。（ 2 分）

• 六、就一軸孔配合而言，若軸的外徑尺寸為 0 03 0 00 29 97 . . . -+ mm ，孔的尺寸為 0 00 0 02 30 00 . . . -+ mm 。 請試述軸孔配合時：

•  容差（ Allowance ）值。（ 5

• 分）

•  最大餘隙（ ）值。（

• Clearance 5 分）

七、請試述 Castigliano's Theorem 。（ 10 分）

• 八、就一般滾珠軸承型錄中所制定的基本額定負荷而言，請試述其主要考量的兩項前 提。（ 10 分）

• 九、一鋼棒具有最小耐久限 Se ＝ 276 MPa 、降伏強度 Sy ＝ 413 MPa 、抗拉強度 Sut ＝ 551 MPa ， 此一鋼棒承受一穩定扭矩剪應力 103 MPa 及一變動彎曲力矩應力 172 MPa 。利用畸變 能理論（ Distortion-energy Theory ），試算：

• σ ′

•  交變應力（ Alternating Stress ） a 。（ 5 分）

•  平均應力（ Mean Stress ） 。（ 5 分）

•  最大合併應力 max σ ′ 。（ 5 分）

• m σ ′

•  依靜態破壞衡量的安全係數 ny 。（ 5 分）

座號：

104 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00830 全一張 （正面）

等 別： 高等考試

類 科： 機械工程技師

科 目： 工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）

考試時間：

2 小時

座號：

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

• 一、圖一表示一個兩種材質構成的平皮帶惰輪（ idler pulley ）。中央部分為青銅製的套 筒（ bushing ），內外徑分別為 20 mm 及 25 mm ，材料密度為 8500 kg/m 3 ，其餘部 分的材料密度為 1250 kg/m 3 。試問：

•  該惰輪的總質量？（ 10 分）

•  該惰輪的質量中心座標？（ 10 分）

y

圖一

x

7 cm

20 mm 46 mm

18 mm

10 mm

25 mm

9 cm

15mm

• 二、圖二有個 10 kg 的軸環（ collar ） C ，套在無摩擦的垂直桿上滑動。有個彈簧率（ spring rate ）為 550 N/m 的彈簧，聯結著軸環 C 。不受力下彈簧的自由長度為 8 cm ，於圖中 水平位置 I 被拉伸成 16 cm 。當軸環 C 自靜止位置 I 釋放，沿著垂直桿向下運動 12 cm 至位置 II ，以位置 I 為基準（ datum ），試問：

•  位置 I 與位置 II 的位能（ potential energy ）各為若干 N m ⋅ ？（ 10 分）

•  軸環 C 在位置 II 的速度？（ 10 分）

提示：（動能＋位能） I = （動能＋位能） II

12 cm

16 cm

圖二

104 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00830 全一張 （背面）

等 別： 高等考試

類 科： 機械工程技師

科 目： 工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）

• 三、如圖三，四連桿機構， O1 及 O2 為固定支持點。桿件 AB 與桿件 BC 的質量各為 4 kg ，且焊接成夾角為 60 ° 的組合桿件 ABC 。連桿 O1A 及 O2B 的重量皆不計。桿件 ABC 於圖上位置時是靜止的，當釋放組合桿件 ABC 的瞬間，由於桿件 ABC 的重量 而發生運動，試問：

•  組合桿件 ABC 的瞬間加速度？（ 10 分）

•  作用在連桿 O1A 及 O2B 的力？（ 10 分）

• 四、如圖四裝置含有直徑為 25 mm 的螺栓在一個套筒（ sleeve ）內，用兩塊板（其介於 螺栓與套筒間）鎖緊在一起，螺栓長度為 250 mm 。該套筒的內徑為 45 mm ，外徑 為 55 mm ，套筒長度為 230 mm 。螺栓與套筒的彈性模數（ modulus of elasticity ）皆 為 200 GPa 。當此裝置承受 60 kN 的總拉力時，試問作用在套筒與螺栓的平均拉力 各為若干 kN ？（ 20 分）

• 五、有個 C 型螺桿夾持器（ clamp ）如圖五所示，夾住木塊的壓力是 2200 N ， C 型結構 在 a -a 處的矩形截面高度與寬度分別為 2 cm 及 1.3 cm 。試問：

•  繪製 C 型夾持器 a -a 截面受力自由體圖，並表示於截面 a -a 的何處有最大應力？ 是什麼應力型式？（ 10 分）

•  截面 a -a 的最大應力值為若干 MPa ？（ 10 分）

木

塊

木

塊

104 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等 別： 高等考試

類 科： 機械工程技師

科 目： 流體力學與流體機械

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

• 一、厚度固定的平閘門，如圖 1 中一樣某深度的水阻攔著。求為保持閘門緊閉的最輕的 門重需是多少？（ 25 分）

水

L

=3 m

w

=2 m

θ

=30

°

• 二、水以均勻速度 U ，進入一個固定寬度 h =75.5 mm 的二維通道中。通道有一個 90 度 轉彎，此彎曲結構會扭曲流動情況，形成在出口處的線性速度分佈，如圖 2 所示， 其 V max=2 V min 。如果 U =7.5m/s ，試計算 V min （忽略黏性效應）？（ 25 分）

y

V

min

V

max

x

V

U

h

全一張

代號 ： 00840 （正面）

座號：

104 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00840 全一張 （背面）

等 別： 高等考試

類 科： 機械工程技師

科 目： 流體力學與流體機械

• 三、泵以穩定流率 1136 L /min 輸送水，如圖 3 所示。在泵上游處截面 ⑴ 的管徑為 9 cm 、 壓力為 124 kPa ，而在下游處截面 ⑵ 的管徑為 2.5 cm 、壓力為 414 kPa 。流經泵的水 位高度變化為零。水流經泵的溫度上升的內能增量為 278 N ． m/kg 。若泵吸過程為 絕熱，試求泵所需的功率為多少 kW ？（ 25 分）

截面

⑴

P

1

= 124 kPa

截面

⑵

P

2

= 414 kPa

控制容積

軸＝？

W

&

D

2

= 2.5 cm

Q

=

1136 L/min

D

1 =

9 cm

泵

圖

3

• 四、在錶壓 20 MPa 和 55 ℃ 下運作的一個液壓系統。液壓流體之比重 =0.92 ， 黏度 μ =0.018 kg/(m ． s) 。控制閥包含有直徑 25 mm 的活塞，活塞長度是 15 mm 。裝 在平均間隙 0.005 mm 的汽缸中如圖 4 所示。如果活塞低壓側的錶壓為 1.0 MPa ，試 求液壓油之漏失體積流率（ mm 3 /s ）。（ 25 分）

P

a

= 0.005 mm

D

= 25 mm

L

= 15 mm

P

1

=

20 MPa (gage)

2

=

1.0 MPa (gage)

104 代號 ： 00850 全一頁

年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

熱力學與熱傳學（包括熱機）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

• 一、有一空氣壓縮機，空氣進入壓縮機時是一大氣壓、 20 o C ，壓縮後由一條直徑為 1 公 分的圓管排出。排出口的平均空氣速度為 7 m/s 、壓力為 3.5 大氣壓。假設空氣在壓 縮機內被壓縮的過程為絕熱可逆過程，亦即等熵過程。請計算出口空氣溫度、出口 空氣密度、出口質量流率以及壓縮機所需的功率為何？假設入口空氣的速度相對於 出口非常小，可忽略。空氣的等壓比熱為 1005 J/kg. o C ，等容比熱為 717.85 J/kg. o C ， 空氣的氣體常數為 287 J/kg.K ，一大氣壓為 1.01 × 10 5 Pa 。（ 15 分）

• 二、有一密閉箱子其體積為 0.28 m 3 ，箱子形狀不變且絕熱。內部充滿空氣且其壓力與溫 度分別為一大氣壓與 38 o C 。我們自外面伸入一螺槳在箱內轉動對空氣做功，因此箱 內空氣溫度升高至 204 o C 。請計算加功升熱過程中空氣所得的熱以及熵的增加量。 假設箱子外的環境溫度為 21 o C ，請問空氣所得的功中有多少可用能？等容比熱為 717.85 J/kg. o C ，空氣的氣體常數為 287 J/kg.K 。（ 20 分）

• 三、考慮一理想卡諾循環引擎，其工作流體為空氣，第一個過程為等溫加熱膨脹，第二 個過程為絕熱膨脹，第三個過程為等溫移熱，最後為絕熱收縮，四個過程皆為可 逆。在一開始第一個等溫膨脹過程的起始狀態為 5 bars ， 550 cm 3 和 260 o C ，同時在 這個過程中 0.3 kJ 的熱被加入，在第二個過程最後膨脹至 5300 cm 3 。請計算在這個 等溫膨脹過程結束時其體積為何？第三個過程的等溫的溫度為何？第三個過程結束 其體積為何？輸出的功有多少？熱效率為何？（ 20 分）

• 四、考慮一塊板子其厚度為 13 mm ，其熱傳導係數為 1.2 W/mK ，其底部溫度為 52 o C ， 上表面溫度為 70 o C 。在板子上方覆蓋了一層厚 1 mm 的薄膜，其熱傳導係數為 0.05 W/mK 。薄膜上方則有熱空氣吹過，其對流熱傳係數為 70 W/m 2 K 。請計算空 氣的溫度為幾度？薄膜上方表面的溫度為幾度？（ 20 分）

• 五、試述雷諾相似律（ Reynolds analogy ）在強制對流的物理意義為何？這個相似律可以 用來決定何種物理參數？（ 15 分）

• 六、考慮一雙管式冷熱水熱交換器，熱水進入其熱水管時其溫度為 85 o C ，出熱水時為 50 o C ，熱水的質量流率為 1.4 kg/s 。熱水管為冷水管所包覆，假設熱水管的表面總 熱傳率（ overall heat transfer coefficient ）為 1150 W/m 2 K ，其表面積為 4 m 2 ，請計算 冷水所帶走的熱傳率為何？其對數平均溫度差異（ log mean temperature difference ） 為何？熱水的定壓比熱為 4.25 kJ/kg o C ？（ 10 分）

座號：

104 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 代號 ： 00860 全一頁

食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

電工學（包括電機機械）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

• 一、對於圖示的交流電路，試計算流經電容的相量（ phasor ）電流、流經電阻的相量電 流以及流經電感的相量電流，並且在複數平面上以三個箭頭繪圖呈現這三個相量。

（ 20 分）

座號：

F

10 mH

100

Ω

1

μ

100 cos(10

4

t

)

V

• 二、針對一部四極（ four-pole ）而且具備凸極（ salient pole ）的同步機器（ synchronous machine ），繪圖顯示其截面（ cross section ）的構造，該圖面必須至少包含定子 （ stator ）、轉子（ rotor ）、磁極以及轉子線圈（ coil ）。（ 20 分）

• 三、已知電流 i ( t ) = 4cos (1000 π t ＋ 30 ° ) 安培，它流經 10 歐姆的電阻。寫出電流和功率 的計算過程，然後繪圖顯示電流隨時間的變化曲線以及功率隨時間的變化曲線。 （ 20 分）

• 四、關於戴維寧等效電路（ Thévenin equivalent circuit ），已知斷路電路（ Open circuit ） 的電壓是 20 伏特，若連接 150 歐姆的負載，量測得知負載兩端的電壓是 12 伏特， 試計算戴維寧電阻（ Thévenin resistance ）。（ 20 分）

• 五、比較三相（ three-phase ）和單相（ single phase ）電力系統，三相比單相具有的優勢 是甚麼呢？繪圖並且說明之。（ 20 分）