2024年机械装维工程师(常用机械连接与传动)技能知识考试题与答案

2024年机械装维工程师(常用机械连接与传动)技能知识考试题与答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.普通平键连接的主要用途是使轴与轮毂之间（）。A.沿轴向固定并传递轴向力B.沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C.沿周向固定并传递转矩D.安装与拆卸方便答案：C。普通平键的主要作用是通过键与键槽的配合，使轴和轮毂在周向固定，从而传递转矩。A选项沿轴向固定并传递轴向力一般是用轴肩、轴套等；B选项沿轴向可作相对滑动并具有导向作用的是导向平键；D选项安装与拆卸方便不是其主要用途。2.楔键连接的主要缺点是（）。A.键的斜面加工困难B.键安装时易损坏C.键装入键槽后，在轮毂中产生初应力D.轴和轮毂的对中性差答案：D。楔键连接是靠楔紧作用来传递转矩，在安装时将楔键打入键槽，会使轴和轮毂产生偏心和偏斜，导致轴和轮毂的对中性差。A选项键的斜面加工并不困难；B选项键安装时一般不易损坏；C选项虽然装入后会产生初应力，但不是主要缺点。3.花键连接与平键连接相比，（）的观点是错误的。A.承载能力较大B.对中性和导向性好C.对轴的强度削弱小D.成本低答案：D。花键连接是通过多个键齿来传递转矩，承载能力较大；键齿均匀分布，对中性和导向性好；轴上的键槽较浅，对轴的强度削弱小。但花键的加工需要专用设备，成本较高。4.平带、V带传动主要依靠（）来传递运动和动力。A.带的紧边拉力B.带的预紧力C.带和带轮接触面间的摩擦力D.带的弯曲应力答案：C。带传动是通过带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。带的紧边拉力和预紧力是保证产生足够摩擦力的条件；带的弯曲应力是带在工作过程中产生的一种应力，不是传递动力的主要因素。5.V带传动中，带截面楔角为40°，带轮的轮槽角应（）40°。A.大于B.等于C.小于D.大于或等于答案：C。由于V带在轮槽中会产生变形，为了使V带能更好地与轮槽贴合，提高摩擦力，带轮的轮槽角应小于V带截面楔角40°。6.在V带传动设计计算中，限制带轮最小直径主要是为了（）。A.限制带的弯曲应力B.限制相对滑移率C.保证带与带轮接触面间有足够摩擦力D.保证带的疲劳强度答案：A。带在小带轮上的弯曲半径较小，弯曲应力较大。限制带轮最小直径可以减小带的弯曲应力，避免带因弯曲应力过大而过早损坏。B选项相对滑移率与带的弹性滑动有关；C选项保证带与带轮接触面间有足够摩擦力主要与带的预紧力等因素有关；D选项保证带的疲劳强度与带的材质、应力循环次数等有关。7.带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（）。A.进入大带轮处B.离开大带轮处C.进入小带轮处D.离开小带轮处答案：C。带传动工作时，带的应力由拉应力、弯曲应力和离心应力组成。在进入小带轮处，带的拉应力较大，同时弯曲半径较小，弯曲应力也较大，所以带的最大应力发生在带进入小带轮处。8.链传动中，链节数宜取偶数，是为了（）。A.链条与链轮轮齿磨损均匀B.避免采用过渡链节C.使链传动平稳D.提高链的疲劳强度答案：B。当链节数为偶数时，链条的接头处可以采用开口销或弹簧卡片等方式连接，不需要采用过渡链节。过渡链节的链板要承受附加的弯曲应力，会降低链的强度。A选项链条与链轮轮齿磨损均匀与链节数奇偶无关；C选项链传动的平稳性主要与链的速度、链轮的齿数等因素有关；D选项链的疲劳强度主要与链的材质、工作载荷等因素有关。9.为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z₁一定时，应限制（）。A.小链轮的转速n₁B.传递的功率PC.链条的长度D.大链轮的齿数z₂答案：A。链传动的动载荷主要与链的速度有关，链的速度\(v=\frac{z₁pn₁}{60×1000}\)（m/s），在节距p和小链轮齿数z₁一定时，小链轮的转速n₁越高，链的速度越大，动载荷就越大。所以应限制小链轮的转速n₁。B选项传递的功率P与动载荷没有直接的限制关系；C选项链条的长度主要影响链传动的中心距等；D选项大链轮的齿数z₂对动载荷的影响较小。10.齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在（）。A.齿顶部分B.靠近节线的齿顶部分C.齿根部分D.靠近节线的齿根部分答案：D。在齿轮传动中，靠近节线的齿根部分，轮齿的接触应力较大，同时此处的润滑油容易被挤出，形成干摩擦或边界摩擦，容易产生疲劳点蚀。A选项齿顶部分接触应力相对较小；B选项靠近节线的齿顶部分不是首先发生点蚀的位置；C选项齿根部分除了靠近节线处，其他部位的接触应力也不是最大的。11.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知\(z₁=18\)，\(z₂=72\)，则这对齿轮的弯曲应力（）。A.\(\sigma_{F1}>\sigma_{F2}\)B.\(\sigma_{F1}<\sigma_{F2}\)C.\(\sigma_{F1}=\sigma_{F2}\)D.与齿轮的材料有关答案：A。齿轮的弯曲应力\(\sigma_{F}=\frac{2KT₁Y_{Fa}Y_{Sa}}{bd₁m}\)，在一对齿轮传动中，转矩\(T₁\)、载荷系数\(K\)、齿宽\(b\)、模数\(m\)等相同，齿形系数\(Y_{Fa}\)和应力修正系数\(Y_{Sa}\)主要与齿数有关。小齿轮的齿数\(z₁\)较小，其\(Y_{Fa}Y_{Sa}\)值较大，所以小齿轮的弯曲应力\(\sigma_{F1}\)大于大齿轮的弯曲应力\(\sigma_{F2}\)。12.设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择应使（）。A.两者硬度相等B.小齿轮硬度高于大齿轮硬度C.大齿轮硬度高于小齿轮硬度D.小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面答案：B。在减速软齿面齿轮传动中，小齿轮的转速高，齿面接触应力和弯曲应力的循环次数多，容易出现疲劳破坏。为了使大、小齿轮的寿命接近，应使小齿轮的硬度高于大齿轮硬度。A选项两者硬度相等不能满足等强度要求；C选项大齿轮硬度高于小齿轮硬度不符合实际情况；D选项小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面一般用于高速重载等特殊工况。13.一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是（）。A.为使小齿轮的弯曲强度比大齿轮高一些B.为使小齿轮的接触强度比大齿轮高一些C.为了便于安装，保证接触线长度D.为了提高传动效率答案：C。把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，主要是考虑到安装误差等因素，保证在安装后两齿轮的实际接触线长度能够满足设计要求。A选项小齿轮的弯曲强度主要与齿数、模数等因素有关；B选项小齿轮的接触强度主要与材料、载荷等因素有关；D选项传动效率与齿轮的制造精度、润滑等因素有关，与齿宽关系不大。14.蜗杆传动中，蜗杆的头数\(z₁\)增多，则（）。A.传动效率提高，自锁性降低B.传动效率降低，自锁性提高C.传动效率和自锁性都提高D.传动效率和自锁性都降低答案：A。蜗杆的头数\(z₁\)增多，蜗杆的导程角增大，在其他条件相同的情况下，传动效率会提高。而自锁性与蜗杆的导程角有关，导程角越小越容易自锁，所以\(z₁\)增多，自锁性降低。15.蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中最易发生的是（）。A.点蚀和疲劳折断B.胶合和磨损C.齿面塑性变形D.齿面挤压破坏答案：B。由于蜗杆传动的齿面相对滑动速度较大，发热量大，容易产生胶合和磨损。A选项点蚀和疲劳折断在蜗杆传动中相对较少发生；C选项齿面塑性变形一般在低速重载且齿面硬度较低的情况下容易出现，不是蜗杆传动最易发生的失效形式；D选项齿面挤压破坏也不是蜗杆传动常见的失效形式。16.联轴器和离合器的主要作用是（）。A.缓冲、减振B.传递运动和转矩C.防止机器发生过载D.补偿两轴的不同心或热膨胀答案：B。联轴器和离合器都是用来连接两轴，使它们一起旋转并传递运动和转矩的部件。A选项缓冲、减振一般是靠弹性联轴器来实现；C选项防止机器发生过载一般是靠安全联轴器或离合器；D选项补偿两轴的不同心或热膨胀是一些具有补偿功能的联轴器的作用。17.刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别在于（）。A.弹性联轴器内装有弹性元件，而刚性联轴器没有B.刚性联轴器的制造精度高，弹性联轴器则不然C.刚性联轴器只能传递小转矩，弹性联轴器能传递大转矩D.刚性联轴器能补偿两轴的偏移，弹性联轴器则不能答案：A。刚性联轴器是通过刚性的零件将两轴连接在一起，没有弹性元件；弹性联轴器内装有弹性元件，如橡胶、弹簧等，能够缓冲减振、补偿两轴的相对位移。B选项刚性联轴器和弹性联轴器的制造精度都有一定要求；C选项刚性联轴器和弹性联轴器都可以传递不同大小的转矩；D选项弹性联轴器能补偿两轴的偏移，而刚性联轴器一般不能补偿两轴的偏移。18.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、减振的是（）。A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性套柱销联轴器答案：D。弹性套柱销联轴器的弹性套具有弹性，能够缓冲减振，同时也能补偿两轴的相对位移。A选项凸缘联轴器是刚性联轴器，不能补偿两轴的相对位移和缓冲减振；B选项齿式联轴器能补偿两轴的相对位移，但缓冲减振能力较差；C选项万向联轴器主要用于两轴有较大夹角的传动，不能缓冲减振。19.下列离合器中，能够在工作中随时结合或分离的是（）。A.牙嵌离合器B.摩擦离合器C.安全离合器D.超越离合器答案：B。摩擦离合器是通过摩擦力来传递转矩的，它可以在工作中通过操纵机构随时结合或分离。A选项牙嵌离合器一般需要在两轴转速差较小时才能结合或分离；C选项安全离合器是在过载时自动分离，起到保护作用，不是随时结合或分离；D选项超越离合器是根据两轴的相对转速自动实现接合或分离，不是人为操纵随时结合或分离。20.在螺纹连接中，采用双螺母的主要目的是（）。A.提高强度B.提高刚度C.防松D.减小每圈螺纹牙上的受力答案：C。双螺母是一种常用的防松方法，通过两个螺母相互拧紧，使螺纹副之间的摩擦力增大，防止螺纹连接松动。A选项提高强度一般通过选择合适的螺纹规格和材料等方式；B选项提高刚度与双螺母关系不大；D选项减小每圈螺纹牙上的受力一般采用悬置螺母等方法。二、多项选择题（每题3分，共15分）1.以下属于键连接的有（）。A.平键连接B.楔键连接C.花键连接D.销连接答案：ABC。平键连接、楔键连接和花键连接都属于键连接，它们通过键与键槽的配合来实现轴与轮毂的周向固定和转矩传递。D选项销连接主要用于定位、连接或锁定零件，不属于键连接。2.带传动的主要失效形式有（）。A.打滑B.疲劳破坏C.磨损D.胶合答案：AB。带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。打滑是由于带与带轮之间的摩擦力不足，导致带在带轮上发生相对滑动；疲劳破坏是由于带在工作过程中承受交变应力，导致带出现裂纹、断裂等现象。C选项磨损虽然也是带传动中可能出现的问题，但不是主要失效形式；D选项胶合一般是在齿轮传动和蜗杆传动中容易出现的失效形式。3.齿轮传动的设计准则通常有（）。A.齿面接触疲劳强度设计准则B.齿根弯曲疲劳强度设计准则C.齿面胶合强度设计准则D.齿面磨损强度设计准则答案：AB。对于一般的闭式齿轮传动，通常按照齿面接触疲劳强度设计准则和齿根弯曲疲劳强度设计准则进行设计。齿面接触疲劳强度设计是为了防止齿面出现疲劳点蚀；齿根弯曲疲劳强度设计是为了防止齿根出现疲劳折断。C选项齿面胶合强度设计准则一般在高速重载等特殊工况下才需要考虑；D选项目前还没有成熟的齿面磨损强度设计准则。4.蜗杆传动的特点有（）。A.传动比大B.传动效率高C.工作平稳，噪声小D.可以实现自锁答案：ACD。蜗杆传动的特点包括传动比大，通常可以实现较大的减速比；工作平稳，噪声小，因为蜗杆的齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是逐渐进入和退出的；可以实现自锁，当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性。B选项蜗杆传动的传动效率较低，特别是在导程角较小时，效率更低。5.下列属于可拆连接的有（）。A.螺纹连接B.键连接C.焊接连接D.铆接连接答案：AB。螺纹连接和键连接在需要时可以通过拆卸的方式将连接的零件分开，属于可拆连接。C选项焊接连接是通过加热或加压等方式将两个零件连接在一起，拆卸时会破坏零件；D选项铆接连接是通过铆钉将两个零件连接在一起，拆卸时也会破坏铆钉或零件，它们都属于不可拆连接。三、判断题（每题1分，共10分）1.平键连接能传递转矩，但不能传递轴向力。（）答案：正确。平键是通过键与键槽的侧面接触来传递转矩的，其结构不适合传递轴向力。2.V带传动比平带传动的承载能力大，是因为V带与带轮的接触面积大。（）答案：错误。V带传动比平带传动的承载能力大，是因为V带在轮槽中受到的摩擦力更大，而不是接触面积大。V带的楔形结构使得在相同的预紧力下，V带与轮槽的侧面产生的正压力更大，从而摩擦力更大。3.链传动中，链节数为奇数时，需要采用过渡链节，过渡链节的强度比普通链节高。（）答案：错误。链节数为奇数时，需要采用过渡链节，过渡链节的链板要承受附加的弯曲应力，其强度比普通链节低。4.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于齿轮的模数。（）答案：错误。齿轮的齿面接触疲劳强度主要取决于齿面的接触应力，而接触应力与齿轮的分度圆直径、材料的弹性模量、载荷系数等因素有关，模数主要影响齿根弯曲疲劳强度。5.蜗杆传动中，蜗杆的头数越多，传动效率越高。（）答案：正确。蜗杆的头数越多，蜗杆的导程角越大，在其他条件相同的情况下，传动效率会提高。6.联轴器和离合器的作用相同，只是工作方式不同。（）答案：正确。联轴器和离合器都是用于连接两轴，传递运动和转矩的部件。联轴器在机器运转过程中一般是固定连接的，而离合器可以在工作中随时结合或分离。7.弹性联轴器具有缓冲、减振和补偿两轴相对位移的作用。（）答案：正确。弹性联轴器内装有弹性元件，能够缓冲减振，同时也能补偿两轴的相对位移。8.牙嵌离合器只能在两轴转速差较小时才能结合或分离。（）答案：正确。牙嵌离合器是通过牙的啮合来传递转矩的，如果两轴转速差较大，牙在啮合时会受到很大的冲击，容易损坏牙齿，所以一般需要在两轴转速差较小时才能结合或分离。9.螺纹连接中，采用弹簧垫圈可以提高连接的强度。（）答案：错误。弹簧垫圈的主要作用是防松，而不是提高连接的强度。10.销连接只能用于定位，不能用于传递转矩。（）答案：错误。销连接不仅可以用于定位，还可以用于传递较小的转矩或作为安全装置的剪断元件。四、简答题（每题5分，共20分）1.简述平键连接的工作原理和特点。答：工作原理：平键连接是通过键的侧面与轴和轮毂上键槽的侧面相互挤压来传递转矩的。当轴转动时，键将转矩从轴传递到轮毂，使轮毂与轴一起转动。特点：-结构简单，制造、装拆方便。-对中性好，能够保证轴和轮毂的同轴度，适用于高速、高精度的传动。-不能承受轴向力，只能传递转矩。-键的侧面是工作面，键与键槽的配合精度较高。2.带传动为什么会产生弹性滑动和打滑？两者有何区别？答：弹性滑动产生的原因：带是弹性体，在传动过程中，带的紧边和松边的拉力不同，导致带在紧边和松边的弹性变形量不同。当带从紧边绕上主动轮时，带的拉力逐渐减小，弹性变形也逐渐减小，带会相对于主动轮向后滑动；当带从松边绕上从动轮时，带的拉力逐渐增大，弹性变形也逐渐增大，带会相对于从动轮向前滑动。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动称为弹性滑动。打滑产生的原因：当传递的载荷超过带与带轮之间的最大摩擦力时，带与带轮之间会发生全面的相对滑动，这种现象称为打滑。区别：-弹性滑动是带传动中不可避免的正常现象，它会使从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，造成速度损失，但不会影响带传动的正常工作。-打滑是一种失效现象，会导致带传动无法正常传递动力，加剧带的磨损，甚至使带损坏。3.简述齿轮传动的主要失效形式及其产生的原因。答：主要失效形式及其产生原因如下：-齿面疲劳点蚀：在交变接触应力的作用下，齿面表层会产生细微的裂纹，随着裂纹的扩展和润滑油的侵入，裂纹会逐渐扩大，导致齿面材料剥落，形成疲劳点蚀。一般发生在靠近节线的齿根部分。-齿根弯曲疲劳折断：齿轮在传递转矩时，齿根部位会受到交变的弯曲应力作用。当弯曲应力超过齿根材料的疲劳极限时，齿根会产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展，最终导致齿根折断。-齿面胶合：在高速重载或低速重载的情况下，齿面间的压力大、相对滑动速度高，会使齿面温度急剧升高，润滑油膜被破坏，导致两齿面金属直接接触并熔焊在一起，当齿面相对滑动时，较软的齿面材料会被撕下，形成胶合现象。-齿面磨损：齿轮在工作过程中，齿面间存在相对滑动，会产生摩擦磨损。此外，润滑油中的杂质、磨粒等也会加剧齿面的磨损。-齿面塑性变形：在重载作用下，齿面材料会产生塑性流动，导致齿面的形状发生改变，出现齿面塑性变形。4.简述蜗杆传动的主要特点和应用场合。答：主要特点：-传动比大：通常可以实现较大的减速比，一般传动比\(i=10-80\)，有时甚至可以达到更大。-工作平稳，噪声小：蜗杆的齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是逐渐进入和退出的，所以传动平稳，噪声小。-可以实现自锁：当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮转动，而不能由蜗轮带动蜗杆转动。-传动效率低：由于蜗杆与蜗轮之间的相对滑动速度较大，摩擦损失大，所以传动效率较低，特别是在导程角较小时，效率更低。-成本较高：蜗杆和蜗轮的制造工艺复杂，需要专用的设备和刀具，所以成本较高。应用场合：适用于需要大传动比、工作平稳、噪声小且对传动效率要求不高的场合，如机床的进给机构、起重设备的升降机构、汽车的转向机构等。五、计算题（共15分）已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，模数\(m=5mm\)，齿数\(z₁=20\)，\(z