2026年机械基础连接试题及答案

2026年机械基础连接试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.普通粗牙螺纹与细牙螺纹的主要区别在于（）。A.螺纹线数不同B.螺距不同C.牙型角不同D.公称直径不同2.受轴向变载荷的紧螺栓连接中，为降低螺栓的应力幅，应采取的措施是（）。A.增大螺栓刚度，减小被连接件刚度B.减小螺栓刚度，增大被连接件刚度C.同时增大螺栓和被连接件刚度D.同时减小螺栓和被连接件刚度3.平键连接中，键的剖面尺寸（b×h）通常根据（）选取。A.轴的直径B.轮毂长度C.传递的转矩D.轴的转速4.下列防松方法中，属于机械防松的是（）。A.双螺母防松B.弹簧垫圈防松C.槽形螺母与开口销防松D.粘合防松5.圆柱销连接与圆锥销连接相比，主要缺点是（）。A.定位精度低B.不能多次装拆C.承载能力小D.对中性差6.焊接连接与铆接连接相比，优势在于（）。A.密封性好B.可拆卸C.抗疲劳性能好D.工艺简单7.过盈连接采用温差法装配时，若仅对轮毂加热，其加热温度应满足（）。（已知配合的最小过盈为δmin，轮毂材料线膨胀系数为α，装配时的环境温度为t0，轮毂孔径为D）A.t≥t0+δmin/(αD)B.t≤t0+δmin/(αD)C.t≥t0-δmin/(αD)D.t≤t0-δmin/(αD)8.楔键连接的主要失效形式是（）。A.键的剪切破坏B.键的挤压破坏C.轮毂的剪切破坏D.轴的挤压破坏9.下列螺纹连接中，属于松连接的是（）。A.气缸盖螺栓连接B.起重吊钩的螺纹连接C.变速箱箱体与箱盖的螺栓连接D.法兰连接10.设计键连接时，若轮毂材料为铸铁，键的材料应优先选用（）。A.Q235B.45钢C.20钢D.黄铜二、填空题（每空1分，共10分）1.螺纹的公称直径是指______的基本尺寸，普通螺纹的牙型角为______度。2.螺栓连接中，被连接件为铸件时，需在螺栓头或螺母支撑面处加工______，目的是______。3.半圆键连接的主要优点是______，缺点是______。4.焊接连接按工艺方法可分为______、______和钎焊等。5.过盈连接的承载能力主要取决于______和______。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.细牙螺纹因螺距小、升角小，故自锁性能好，常用于受冲击、振动的连接。（）2.普通平键的工作面是上下面，主要传递转矩。（）3.圆柱销靠过盈固定在孔中，多次装拆会降低定位精度。（）4.弹簧垫圈防松属于摩擦防松，其防松效果随时间延长可能减弱。（）5.铆接连接因需要预加工孔，故成本高于焊接连接。（）6.过盈连接采用压入法装配时，压入力与过盈量成正比，与配合长度成反比。（）7.键连接中，键的长度应略短于轮毂长度，以避免轮毂端部应力集中。（）8.受横向载荷的铰制孔螺栓连接，螺栓杆主要承受剪切和挤压应力。（）9.圆锥销的锥度为1:50，常用于需要多次装拆的定位连接。（）10.焊接热影响区是指焊缝周围因受热而发生组织和性能变化的区域，其性能优于母材。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述螺纹连接预紧的目的及预紧力的控制方法。2.普通平键连接与楔键连接在结构、工作原理和应用上有何区别？3.销连接的主要功能有哪些？圆柱销和圆锥销在使用上的主要差异是什么？4.焊接连接的常见缺陷有哪些？如何预防？5.过盈连接的设计中，选择配合类型时需考虑哪些因素？五、计算题（每题10分，共20分）1.某受横向载荷的螺栓组连接，采用4个M16（d1=13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料为45钢（σs=355MPa），许用安全系数[S]=3。被连接件间摩擦系数f=0.15，可靠性系数Kf=1.2。试计算该连接能传递的最大横向载荷FΣ。（提示：单个螺栓所需预紧力F0≥KfF/(zf)，螺栓的拉伸强度条件σ=4F0/(πd1²)≤[σ]，[σ]=σs/[S]）2.一齿轮与轴采用A型普通平键连接，已知轴径d=50mm，轮毂长度L=80mm，传递的转矩T=1200N·m，键的尺寸b×h=14mm×9mm（键长l=70mm），键和轴的材料均为45钢（许用挤压应力[σp]=100MPa），轮毂材料为铸铁（许用挤压应力[σp]’=50MPa）。试校核该键连接的挤压强度。（提示：挤压应力σp=2T/(dhl)，其中l为键的工作长度，A型键l=L-b）六、分析题（10分）某带式输送机的减速箱中，高速轴与齿轮轮毂的连接需承受中等转矩、无剧烈冲击，要求对中性好且便于装拆。现有两种方案：方案一为普通平键连接；方案二为过盈连接。试从结构特点、承载能力、对中性、装拆方便性等方面分析两种方案的适用性，并推荐合理方案。一、单项选择题答案1.B2.B3.A4.C5.B6.A7.A8.B9.B10.B二、填空题答案1.大径；602.凸台或沉头座；避免螺栓承受附加弯曲应力3.键能在轴槽中摆动，适应轮毂槽的倾斜；键槽较深，对轴的强度削弱较大4.熔焊；压焊5.过盈量；配合面的摩擦系数三、判断题答案1.√2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.√9.√10.×四、简答题答案1.预紧目的：增强连接的可靠性和紧密性，防止受载后被连接件间出现滑移、分离或结合面泄漏；使螺栓在受工作载荷前预先受到一定的拉力，提高螺栓的疲劳强度。预紧力控制方法：①力矩法（通过控制拧紧力矩间接控制预紧力）；②测量螺栓伸长量法（直接测量螺栓的弹性伸长量）；③液压拉伸法（利用液压装置拉伸螺栓至预定长度后拧紧螺母）。2.结构差异：平键的两侧面与键槽接触，上下面与槽间有间隙；楔键的上下面有1:100的斜度，与槽间无间隙。工作原理：平键靠两侧面的挤压传递转矩；楔键靠上下面的摩擦力和挤压传递转矩，同时可承受单向轴向力。应用差异：平键对中性好，用于高精度、高速或承受变载的连接；楔键对中性差，用于对中性要求不高、低速或承受单向轴向力的连接。3.销连接功能：定位（固定零件间的相对位置）、连接（传递不大的载荷）、安全保护（过载时剪断起保险作用）。圆柱销与圆锥销差异：圆柱销靠过盈固定，多次装拆会破坏配合精度；圆锥销靠锥面过盈固定，可多次装拆且定位精度高，常用于需要频繁装拆的场合。4.常见缺陷：裂纹（焊接应力或材料淬硬倾向大导致）、气孔（熔池中的气体未逸出）、夹渣（熔渣未浮出）、未焊透（焊接热量不足）。预防措施：选择合适的焊接工艺参数（电流、电压、速度）；焊前清理工件表面；对易淬硬材料预热；采用合理的焊接顺序减少应力；使用低氢型焊条降低气孔倾向。5.需考虑因素：①载荷类型（静载或动载，转矩、轴向力或复合载荷）；②配合面的尺寸（直径、长度）；③材料性能（弹性模量、线膨胀系数）；④装配方法（压入法或温差法）；⑤工作环境（温度变化、腐蚀性介质）；⑥对中性要求（过盈连接对中性好，但装拆困难）。五、计算题答案1.解：（1）计算许用应力：[σ]=σs/[S]=355/3≈118.33MPa（2）由螺栓拉伸强度条件σ=4F0/(πd1²)≤[σ]，得单个螺栓预紧力F0≤[σ]πd1²/4=118.33×π×13.835²/4≈118.33×150.3≈17800N（3）由预紧力与横向载荷关系F0≥KfF/(zf)，得单个螺栓承担的横向载荷F≤F0zf/Kf=17800×4×0.15/1.2=17800×0.5=8900N（4）最大横向载荷FΣ=zF=4×8900=35600N2.解：（1）键的工作长度l=L-b=80-14=66mm=0.066m（2）挤压应力σp=2T/(dhl)=2×1200/(0.05×0.009×0.066)=2400/(0.0000297)≈80808081Pa≈80.8MPa（3）校核：轮毂材料[σp]’=50MPa，σp=80.8MPa＞50MPa，不满足要求；轴材料[σp]=100MPa，虽满足但轮毂先失效。因此该键连接挤压强度不足。六、分析题答案方案一（普通平键连接）特点：结构简单，装拆方便，对中性好（两侧面为工作面），但键槽对轴和轮毂有削弱，承载能力中等，适用于中等转矩、无剧烈冲击的场合。方案二（过盈连接）特点：对中性