第一篇 機械原理 .................................
1－1
單元 1 總 論 ..................................................
1－3
單元 2 連桿裝置 ..............................................
1－7
單元 3 螺旋、螺旋連接件及滑車 ..................
1－13
單元 4 鍵與銷 ..................................................
1－26
單元 5 彈 簧 ..................................................
1－30
單元 6 軸承及連接裝置 ..................................
1－36
單元 7 帶 輪 ..................................................
1－44
單元 8 鏈 輪 ..................................................
1－54
單元 9 摩擦輪 ..................................................
1－59
單元 10 齒 輪 ................................................
1－64
單元 11 輪 系 ................................................
1－74
單元 12 制動器及間歇機構 ............................
1－79
單元 13 凸 輪 ................................................
1－85
單元 14 液氣壓元件 ........................................
1－89
單元 15 材料力學 ............................................
1－98
單元 16 機械製圖與視圖 ................................ 1－133 單元 17 機械材料與機械製造......................... 1－168
第二篇 國 文 ....................................
2－1
單元 1 作 文 ..................................................
2－3
單元 2 公 文 .................................................. 2－42 單元 3 測 驗 .................................................. 2－53 單元 4 字形字音 ..........................................
2－80
第三篇 英 文 ....................................
3－1
單元 1 字彙片語 ..............................................
3－3
單元 2 文法句型 .............................................. 3－31 單元 3 克漏字、閱讀測驗、句意釋意........... 3－69 單元 4 歷屆試題 .............................................. 3－87
第四篇 物 理 .....................................
4－1
單元 1 序 論 .................................................. 單元 2 運動學 ..................................................
4－3 4－11
單元 3 牛頓運動定律 ...................................... 單元 4 功與能 ..................................................
4－24
單元 5 動量與動量守恆 .................................. 單元 6 流 體 ..................................................
4－51
單元 7 熱力學 .................................................. 單元 8 波動與聲音 ..........................................
4－75
4－40 4－60 4－89
單元 9 光 學 .................................................. 4－101 單元 10 靜 電 ................................................ 4－121 單元 11 電流與電路 ........................................ 4－130 單元 12 電流的磁效應 .................................... 4－145 單元 13 電磁感應 ............................................ 4－152 單元 14 近代物理 ............................................ 4－158
《附錄》最新試題 .................................
5－1
《第一篇》單元 1 總 論 1－3
單元 1
總 論 一、機件 定義： 構成機械或機構的零件，為機械或機構之最基本元素。 多數機械或機構共需使用，具有共同的型態、機能及使用目的。 常製成規格化，以方便零件之更換使用。 機件的種類： 依運動型態分： 固定機件：機架、軸承。 活動機件： 線性：皮帶、鏈條。 迴轉：皮帶輪。 依使用功能分： 連接機件：螺栓、鍵、銷。 傳動機件：齒輪、鏈輪、摩擦輪。 控制機件：連桿、制動器、離合器。 流體機件：管、方向閥、壓力閥。 二、機構 當其中一個機件受到外界加予一定規律的運動時，便依次傳遞運動，使 其它機件產生一種可以預期、有一定規律的相對運動。 三、機械 由多種機件或機構的組合體，能接受外來的能量，彼此作一定的相對運 動或限制運動，以作功或產生一定的效能為目的。 四、對偶的種類 高對：兩機件間為點或線接觸，而有相對運動者。 用於高速震動小的場合。 摩擦阻力小，機械效率高。
1－4 機械原理
接觸面磨損大，壽命較短。 低對：兩機件間為面接觸，而有相對運動者。 適合低轉速，傳動力量較大，且耐震動之場合。 區分為： 滑動對：兩機件有相對直線或曲線滑動。 迴轉對：兩機件，繞同一軸作相對迴轉或搖擺運動。 螺旋對：兩機件，彼此作螺旋運動。如螺桿與螺帽。 五、不完全對偶 機件間的約束只在需拘束力的部分，無需拘束力之部分靠重力來維持其 位置。 六、倒置對偶 對偶中原動件和從動件之關係改變，使原動件變成從動件，從動件變 成原動件，如此稱倒置對偶。 高對與低對之倒置對偶： 低對：不會影響兩機件間之相對運動及各別的絕對運動，如螺桿與 螺帽。 高對：兩機件間之相對運動不受影響，但各別的絕對運動則不同。 七、對偶之自由度 自由度 F：描述一個質點或剛體之運動位置所需之座標個數。 一個空間自由體，有 3 個移動度及 3 個旋轉度，故有 6 個自由度。 高對之相對運動自由度大於 1。 低對之相對運動自由度等於 1。 運動鏈： 平面運動鏈的自由度： 其中 F 3(N 1) 2P低 P高 其中：F 自由度，N 連桿數，P低低對對偶數目，P高高對 對偶數目。 若 F 1 為固定鏈；F 1 為拘束運動鏈；F 1 為無拘束運動 鏈。 八、旋轉運動時各量間關係
《第一篇》單元 1 總 論 1－5
假設：T 週期（sec），f 頻率（1/sec），角速度（rad/sec）， N 轉速（rpm），V 切線速度（m/sec），r 轉動半徑（m） ，則：
2 V 2N 2f r T 60 V 2N 2rN DN 由上式中 得 V r 60 60 60
活塞在汽缸內作相對的往復運動屬於： 高對
滑動對
迴轉對
螺旋對
設計機械組件時，考慮振動問題，最主要是為了顧及： 元件成本
元件破壞
元件皺曲
元件功能
nano 為何種因數的字首？ 10
−15
10
−12
10
−9
10
−6
機構運動系統中，下列何者屬於低對元件？ 齒條與齒輪 螺旋對
凸輪與平板 滾珠與內環
CNS 是屬於那一個國家的工業產品標準？ 中國
日本
德國
美國
下列那一個運動對（kinematic pair）不屬於低對（lower pair）？ 齒輪對
迴轉對
滑動對
4
3
螺旋對
螺旋對可同時具有旋轉及直線之相對運動，故其自由度為： 5
2
1 硬碟正常轉速每分鐘 7200 轉（rpm），其角速度（rad/s）為： 120
240
360
100
1－6 機械原理
720 2× 7200 240（rad/s） ： 60 下列何者通常不是應用於傳達運動之機件？ 軸
凸輪
齒輪
螺釘
下列何者為高對？
右圖之機構，一剛性三角塊，其中一角 繞固定軸旋轉，另兩角以連桿各連接一 滑塊，此機構自由度為【 1 】。 ：N 6，P 7 自由度 F 3(6 1) 2 7 自由度 F 1
《第一篇》單元 2 連桿裝置 1－7
單元 2
連 桿 裝 置 四連桿機構之幾何關係 組成四連桿機構之基本條件：任一根連桿之長度必小於其餘各連桿長 度總和。 葛萊旭夫（Grashof）定理： 最短桿與最長桿之長度和小於其餘兩根連桿之長度和。 固定最短桿之對偶桿，則形成曲柄搖桿機構。 固定最短桿之對邊桿，則形成雙搖桿機構。 固定最短桿，則形成雙曲柄機構。
最短桿與最長桿之長度和等於其餘兩根連桿之長度和，運動不確定 ，稱為變點機構。 最短桿與最長桿之長度和大於其餘兩根連桿之長度和，只形成雙搖 桿機構。 單滑動對四連桿組：包括連桿 A、B，滑槽及滑塊，因固定不同桿件 ，而形成不同機構，情況如下：
1－8 機械原理
無偏置之曲柄滑塊機構，其滑塊衝程為曲柄長度 2 倍。 急回機構： 時間比：e
進刀時間 1 退刀時間 2
雙曲柄機構。
偏置滑塊曲柄機構。
《第一篇》單元 2 連桿裝置 1－9
迴轉滑塊曲柄機構（擺臂急回機構）。
惠氏急回機構。
肘節機構：
1－10 機械原理
上圖中當很小時，F 力無限大。
F
P 2 tan
其中：P 為 BC 桿作用力，運用於碎石機。 直線運動機構： 精確直線運動：下圖為司羅兩氏（Scott-Russel）直線機構，當下圖 中 AC BC PC 時，P 點可作精確直線運動。
近似直線運動：下圖為瓦特氏（Watt）直線機構，
P 點作近似直線運動。
CP AB ，則 CD BP
《第一篇》單元 2 連桿裝置 1－11
瞬心：兩機件之共同點，在該點兩機件有相同之速度。瞬心點之速度 及加速度不一定為零。 分類： 固定中心：機架上之轉動中心。 永久中心：兩運動機件之銷接點。 瞬時中心：機件上任兩點速度方向垂直線之交點。 連桿組之瞬心個數：
n（n − 1） ，n 為連桿數。 2
三心定理（Kennedy’s Theorem）：3 個剛體互相作相對運動時，只
有 3 個瞬心，且 3 個瞬心必在一直線上。
以四連桿機構傳動，在某些幾何條件下會有死點的產生，如何消
除死點位置？ 利用飛輪
利用彈簧
改變質量
調整作用力
機構之死點位置於何時發生？
連桿與從動曲柄垂直
連桿與主動曲柄垂直
連桿與從動曲柄共線
連桿與主動曲柄共線
一機構原動部作一定方向之等速迴轉運動，而其從動部做往復運
動或正反方向之迴轉運動，此機構謂之： 反向運動機構
滑輪傳動機構
摩擦輪傳動機構
間歇運動機構
四連桿機構中，可以作完全迴轉，並有固定中心的連桿，稱為： 搖桿
連接桿
固定桿
浮桿
曲柄 四連桿機構中，如圖示，AB 14 吋，BC 17.5 吋，CD
17.5 吋，若 N 60rpm，則 B 點的速度為多少吋／秒？
1－12 機械原理
10
14
28
32
36 ：V
2× 14 × 60 28（吋／秒） 60
碎石機是應用何種機構製成？
肘節機構
滑槽連桿機構
惠氏速返機構
直線運動機構
日內瓦機構 若曲柄滑塊系統，其滑塊衝程為 50mm，則曲柄長度為： 5mm
100mm
50mm
50cm
25mm 50 ： 25（mm） 2 如圖 Q2 A 逆時針方向旋轉，轉速為 30rpm，則 A 點之速度為多
少 cm/s？
80
60 40 × 2 × 30 × 30 ：V 30（cm/s） 60
機械上有用的機構，至少需要【 4 】連桿。
30