2025年轴上的零件测试题及答案

2025年轴上的零件测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某减速箱输出轴与齿轮采用键连接传递扭矩，已知扭矩T=800N·m，轴径d=60mm，键的材料为45钢（许用挤压应力[σ_p]=100MPa），若选用普通平键（键宽b=18mm，键高h=11mm），则键的计算长度l应至少为（）。A.100mmB.120mmC.140mmD.160mm2.渐开线花键与矩形花键相比，最显著的优点是（）。A.加工成本低B.定心精度高C.承载能力小D.对中性差3.轴上零件采用过盈配合固定时，若需要频繁拆卸，应优先选择（）。A.较大的过盈量B.较小的过盈量C.与过盈量无关D.配合面增加涂层4.半圆键连接的主要缺点是（）。A.键槽对轴的削弱大B.只能传递较小扭矩C.无法实现轴向固定D.装配困难5.计算普通平键的挤压强度时，键的有效接触高度取（）。A.hB.h/2C.1.5hD.2h6.轴上安装滚动轴承时，通常采用（）作为周向固定方式。A.平键连接B.过盈配合C.紧定螺钉D.销连接7.若轴上零件需要同时实现周向和轴向固定，且承受较大冲击载荷，优先选用（）。A.普通平键+轴肩B.半圆键+弹性挡圈C.花键+过盈配合D.紧定螺钉+轴环8.过盈配合装配时，若采用温差法，通常对包容件（如轮毂）进行（）。A.加热膨胀B.冷却收缩C.先加热后冷却D.先冷却后加热9.某轴与轮毂采用双键连接时，两键通常沿周向相隔（）布置。A.60°B.90°C.120°D.180°10.轴上键槽的深度尺寸标注时，通常以（）为基准。A.轴的中心线B.轴的外圆表面C.轮毂的内孔表面D.键槽的侧面二、填空题（每空1分，共20分）1.轴上零件的固定分为______固定和______固定，前者用于防止零件绕轴旋转，后者用于防止零件沿轴移动。2.普通平键按端部形状分为______、______和______三种，其中______键槽对轴的削弱较小。3.花键连接按齿形分为______和______，其中______花键的齿根应力集中小，承载能力高。4.过盈配合的装配方法主要有______、______和______，其中______法适用于大型过盈连接。5.计算平键连接的强度时，主要校核______强度和______强度；当连接承受冲击载荷时，许用应力应取______值。6.轴上安装齿轮时，若齿轮需要沿轴滑动（如换挡齿轮），应选用______花键；若需要高精度定心，应选用______花键。7.键的长度选择应略短于轮毂的长度，一般取轮毂长度的______，同时需满足键的长度不超过______的80%。三、判断题（每题1分，共10分）1.平键连接能同时传递扭矩和轴向力。（）2.过盈配合的过盈量越大，连接的可靠性越高，因此设计时应尽可能选择大过盈量。（）3.半圆键连接因键能在键槽内摆动，故适用于锥形轴端的连接。（）4.花键连接的键数越多，承载能力越强，但加工成本越高。（）5.计算平键的挤压强度时，有效接触高度为键高的一半。（）6.轴上零件采用轴肩轴向固定时，轴肩的高度应大于滚动轴承内圈的圆角半径，以确保可靠定位。（）7.紧定螺钉连接适用于传递大扭矩的场合。（）8.过盈配合装配时，若采用压入法，配合面的表面粗糙度应控制在Ra3.2μm以下，以减小装配阻力。（）9.双键连接时，两键沿周向180°布置可使载荷均匀分布。（）10.轴上键槽的宽度公差通常采用基轴制，与键的宽度公差形成间隙配合。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述平键连接的主要失效形式及设计时的校核方法。2.比较矩形花键与渐开线花键的特点及适用场合。3.过盈配合设计时，需要考虑哪些主要因素？4.轴上零件轴向固定的常用方法有哪些？各适用于什么场合？5.分析半圆键连接的优缺点及应用场景。五、综合分析题（每题10分，共20分）1.某带式输送机减速箱输出轴与齿轮连接，已知轴径d=70mm，传递扭矩T=1200N·m，齿轮轮毂宽度L=100mm，工作中有轻微冲击。拟选用普通平键（键宽b=20mm，键高h=12mm，材料为45钢，齿轮材料为40Cr，许用挤压应力[σ_p]=120MPa）。试设计键的长度l，并校核其挤压强度。（提示：平键挤压强度公式σ_p=2T/(dhl)≤[σ_p]）2.某机床主轴与传动齿轮采用过盈配合连接，使用一段时间后出现齿轮松动现象。请分析可能的失效原因，并提出改进措施。答案一、单项选择题1.B（计算过程：σ_p=2T/(dhl)≤[σ_p]，代入数据得l≥2×800×10³/(60×11×100)=2424.24/(66000)=约121mm，取120mm）2.B（渐开线花键靠齿形定心，精度高）3.B（频繁拆卸需减小过盈量以降低装配难度）4.A（半圆键键槽为半圆形，对轴的削弱大）5.B（有效接触高度为h/2）6.B（滚动轴承内圈与轴通常采用过盈配合周向固定）7.C（花键承载能力强，过盈配合可承受冲击）8.A（加热轮毂使其膨胀，便于套入轴）9.C（双键通常相隔120°，避免削弱轴的强度）10.A（键槽深度以轴中心线为基准标注）二、填空题1.周向；轴向2.圆头（A型）；方头（B型）；单圆头（C型）；方头（B型）3.矩形花键；渐开线花键；渐开线4.压入法；温差法；液压套合法；液压套合5.挤压；剪切；较低6.矩形；渐开线7.0.8~0.9倍；轴径三、判断题1.×（平键只能传递扭矩，轴向力需其他固定方式）2.×（过盈量过大会导致装配困难或零件破裂）3.√（半圆键可摆动，适应锥形轴）4.√（键数多则接触面积大，但加工复杂）5.√（有效接触高度为h/2）6.√（轴肩高度需大于轴承圆角，避免干涉）7.×（紧定螺钉仅适用于小扭矩）8.√（表面粗糙度过高会增大压入阻力）9.×（180°布置会使轴的削弱集中，通常隔120°）10.×（键槽宽度采用基孔制，与键宽形成过渡配合）四、简答题1.失效形式：较弱零件（通常为轮毂）的键槽工作面被压溃（挤压失效），或键被剪断（剪切失效）。设计时，通常校核挤压强度（对静连接）或压强（对动连接），剪切强度一般因键材料强度足够而不校核。公式：σ_p=2T/(dhl)≤[σ_p]（静连接）；p=2T/(dhl)≤[p]（动连接）。2.矩形花键：齿形为矩形，定心方式有小径、大径、键侧定心（常用小径定心），加工方便，应用广泛，适用于一般传动；渐开线花键：齿形为渐开线，靠齿形定心，定心精度高，齿根应力集中小，承载能力强，适用于高精度、重载场合（如航空、机床主轴）。3.主要因素：①传递载荷的大小（扭矩、轴向力、冲击）；②配合件的材料（弹性模量、线膨胀系数）；③工作温度（影响过盈量的稳定性）；④装配与拆卸要求（频繁拆卸需减小过盈量）；⑤配合面的尺寸（直径越大，过盈量需适当调整以避免应力集中）。4.轴向固定方法及适用场合：①轴肩/轴环：结构简单、可靠，适用于零件一端固定；②套筒：用于相邻零件间距较小的场合；③圆螺母+止动垫圈：适用于轴端或大轴向力；④弹性挡圈：结构紧凑，适用于轴向力较小；⑤紧定螺钉/销：适用于小轴向力或需要调整位置的场合；⑥过盈配合：无附加零件，适用于高速、重载。5.优点：键能在轴槽内摆动，自动适应轮毂槽的倾斜，适用于锥形轴端连接；结构简单，装配方便。缺点：键槽为半圆形，对轴的削弱大，仅适用于轻载、小扭矩场合（如手轮、小齿轮连接）。五、综合分析题1.设计步骤：（1）键的长度l应小于轮毂宽度L=100mm，取l=90mm（通常取L的0.8~0.9倍）；（2）校核挤压强度：σ_p=2T/(dhl)=2×1200×10³/(70×12×90)=2400000/(75600)=31.75MPa≤[σ_p]=120MPa，满足要求。2.失效原因分析：①过盈量设计不足，工作中因振动或温度变化导致配合松弛；②配合面表面粗糙度过高，实际接触面积小，结合力不足；③材料选择不