专题七 连接件与标准件（教案）-四川省职教高考《机械基础》（高教版）专题复习讲练测

专题七 连接件与标准件（教案）-《机械基础》（高教版）-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 解释动连接与静连接的区别，并举例说明其在机械工程中的应用。 2. 分析可拆连接与不可拆连接的特性及其在不同工程情境中的适用性。 3. 论述键连接的原理及其常见类型，包括平键和花键，并比较它们的优缺点。 4. 探讨销连接的作用及其多样化的应用场景，如固定销、开口销和定位销的功能和设计原则。 5. 详述螺纹连接的基本参数，例如螺距、牙型角和直径，并分析不同类型螺纹的特点及其在工程中的具体应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 机械连接的类型很多， 一般按其运动关系和可拆性来分类。 机械连接按其运动关系可以分为动连接和静连接。在机械工作时，被连接零件 之间允许有相对运动的连接称为动连接，如各种运动副、弹性连接等；被连接零件 之间不允许有相对运动的连接称为静连接，如过盈连接、螺纹连接等。 机械连接按其可拆性可以分为可拆连接和不可拆连接。不需破坏连接中的任何零 件就可拆开且多次装拆无损性能的连接称为可拆连接，如螺纹连接、键连接、销连接 等，采用可拆连接主要考虑结构、安装、运输、维修方面的原因；至少要破坏连接中 的某一部分才能拆开的连接称为不可拆连接，如铆接、焊接、胶接等，其制造成本通 常比可拆连接低，采用不可拆连接主要考虑制造和经济方面的原因。过盈连接虽然可 以设计成可拆连接，但是为了避免拆卸时损伤接触面，也常设计成不可拆连接。笔记 标准件，常被称为“工业之米”,是机械产品需求量极大的基础元器件之一。 汽车整车及总成的总装过程主要是应用紧固件连接各种零部件的过程。某型号的一 辆轿车，有500种约4000个紧固件，质量达50kg, 成本占整车的1.5%～2%,高强 度紧固件比例达到32%。有数据表明，汽车约30%的维修问题是紧固件松脱造成 的，12%的新车存在紧固件松紧度不正确的问题。因此，紧固件对汽车的制造、使 用都非常重要。图5-1所示国产大型客机C919 的各种零件接近200万件，其中标 准件用量就超过100万件。 一、键连接 键连接主要用作轴上零件的周向固定并传递转矩，有的使轴上零件沿轴向移动 时起导向作用。 按照结构特点和工作原理，键连接可分为 平键连接、半圆键连接和楔键连接等。常用的 为平键连接。 1.平键连接 平键连接如图5-3所示，平键的下面与轴 上键槽贴紧，上面与轮毂键槽顶面留有间隙。 两侧面为工作面，依靠键与键槽之间的挤压力 传递转矩。平键连接加工容易、装拆方便、对 中性良好，用于传动精度要求较高的场合。根 据用途可将其分为如下三种： ① 普通型平键连接 如图5-4所示，普通 型平键的主要尺寸是键宽b、键 高 h 和键长 L。 端部有圆头 (A 型)、平头 (B 型)和单圆头 (C 型)三种形式。A 型键定位好，应用广泛。C 型键用于轴端。A 、C 型键的轴上 键槽用立铣刀铣出，端部的应力集中较大。B 型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上 应力集中较小，但对于尺寸较大的键，要用紧定螺钉压紧，以防松动。 ②薄型平键连接 薄型平键与普通型平键相比，在键宽b 相同时，键高 h 较小。因此，薄型平键连接对轴和轮毂的强度削弱较小，用于薄壁结构和特殊 场合。③ 导向型平键连接 当轴上零件与轴构成移动副时，可采用导向型平键连接 (图5-5)。导向型平键较普通型平键长，为防止键体在轴中松动，用两个螺钉将其 固定在轴上键槽中，键的中部设有起键螺纹孔，以便拆卸。若轴上零件沿轴向移动 距离较长，可采用图5-6所示的滑键连接。 二 、花键连接 花键连接由轴上加工出的外花键和轮毂孔上加工出的内花键组成(图5-9)。 工作时靠键齿的侧面互相挤压传递转矩。花键连接的优点是键齿数多，承载能力 强；应力集中小，对轴和毂的强度削弱也小；轴上零件与轴的对中性好；导向性 好。花键连接的缺点是成本较高。因此，花键连接用于定心精度要求较高和载荷 花键已标准化，按齿形的不同分为矩形花键、渐开线花键和端齿花键。 1.矩形花键 矩形花键的齿廓为直线，规格为键数N×小径d×大径D×键宽B。 国家标准规定，矩形花键连接(图5-10)采用小径定心，热处理后磨内花键孔 的工艺提高定心精度。 2.渐开线花键 渐开线花键的齿廓为渐开线，工作时齿面上有径向力，起自动定心作用，各齿 均匀承载，强度高。渐开线花键可以用齿轮加工设备制造，加工精度高，常用于传 递载荷较大、轴径较大、大批量的场合，如图5-11所示。 三、销连接 销连接通常用于固定零件之间的相对位置(定位销，如图5-12所示),也用于 轴毂间或其他零件间的连接(连接销，如图5- 13所示),还可充当过载剪断元件 (安全销，如图5-14所示)。 四、螺纹及其主要参数 在圆柱内、外表面上分别沿螺旋线切制出特定形状的沟槽而形成内、外螺纹， 共同组成螺纹副使用(图5-16)。沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹，其自锁性 好，常用于连接；沿两条或两条以上等距螺旋线形成的螺纹为多线螺纹，其效率较 高，常用于传动。螺纹按螺旋线方向分为右旋螺纹和左旋螺纹，常用右旋螺纹。 螺纹的主要参数有大径 D 、d (公称 直径),小径D,、d₁(强度计算直径), 中径D₂、d₂ (确定螺纹几何参数和配合性 质的直径),线 数n , 螺距 P , 导程 Ph (Ph=nP) ,螺纹升角λ,牙型角α(螺纹 轴向横截面内牙型两侧边的夹角)或牙侧 角β(螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直 平面的夹角)等。由图5-17可知，螺纹 按照牙型不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形 螺纹等(图5-18)。除矩形螺纹外，均已标准化。除多数管螺纹采用英制(以每英 寸牙数表示螺距)外，均采用米制。 [真题练讲] 1.(2019年四川省统一考试)在机械设计中，连接件与标准件的使用对于部件的可靠连接至关重要。下列关于连接方式的说法中，正确的是（ ）。 A. 动连接在任何情况下都允许有一定的相对运动 B. 不可拆连接是指连接件一旦装配便无法再拆下 C. 可拆连接可以方便地在不需要拆卸其他零件的情况下进行拆装 D. 静连接在任何情况下都不允许有相对运动 解析：动连接是指能够允许连接件之间有一定的相对运动，但在某些特定条件下可能不允许。不可拆连接虽然很难拆下，但在某些设计下可能可以通过特定的拆卸工具或方法来拆解。可拆连接的设计初衷是为了方便在不需要拆卸其他零件的情况下进行拆装。静连接在大多数情况下不允许有相对运动，但在特定的动态系统中，静连接在某些位移或角度下可能允许有限的相对运动。 答案：C 2.(2016年江苏省统一考试)在机械基础中，关于键连接与销连接，下列说法正确的是（ ）。 A. 键连接主要用于传递扭矩，而销连接主要用于定位 B. 键连接只能传递扭矩，而销连接可以传递扭矩和承受载荷 C. 键连接和销连接都可以传递扭矩和承受载荷，但在不同场合使用 D. 键连接和销连接都不能用于承受载荷 解析：键连接主要用于传递扭矩（如动力），而销连接通常用于定位和承受载荷，但在某些设计下也可以传递扭矩。键连接和销连接的设计和使用场合不同，它们可以分别应用于不同的机械部件连接需求。 答案：C 3.(2021年四川省统一考试)螺纹连接的螺纹参数包括（ ）。 A. 牙型、螺距、螺纹长度、旋向 B. 直径、螺距、齿数、旋向 C. 内径、外径、螺距、旋向 D. 角度、螺距、直径、旋向 解析：螺纹参数主要包括牙型（螺纹的形状）、螺距（螺纹上相邻螺纹线之间的距离）、直径（螺纹的外径、中径或内径）以及旋向（螺纹旋向的分向）。螺纹长度通常不是螺纹连接的主要参数。 答案：D 4.(2023年吉林省统一考试)关于螺纹的类型、特点及应用，下列表述正确的是（ ）。 A. 三角形螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动 B. 三角形螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动 C. 三角形螺纹通常用于传动，梯形螺纹主要用于联接 D. 三角形螺纹和梯形螺纹都主要用于联接和传动 解析：三角形螺纹（如普通螺纹）主要用于联接，梯形螺纹（如螺母和螺栓）主要用于传动。它们的设计和特点决定了适用于不同的机械功能需求。 答案：B 5.(2023年四川省统一考试)关于螺纹连接的拧紧与防松，以下说法正确的是（ ）。 A. 拧紧力矩的大小仅与螺纹直径有关，与螺距无关 B. 拧紧力矩的大小与螺纹的螺距和摩擦系数有关，与直径无关 C. 防松螺母通常采用单向锁紧原理，增加拧紧力矩来防止松动 D. 拧紧力矩的大小与螺纹的旋向和角度有关，与螺距无关 解析：拧紧力矩的大小受到螺纹的螺距（线距）、摩擦系数（表面条件）以及直径（力臂）的影响。防松螺母通常利用双向锁紧原理，通过特殊结构或材料来防止松动。 答案：B [限时练讲] 1.在机械设计中，动连接和静连接的主要区别在于（ ）。 A. 动连接适用于需要频繁拆卸的场合，静连接适用于需要稳定固定的场合 B. 动连接在任何情况下都不允许有相对运动，静连接可以有一定的相对运动 C. 动连接允许连接件之间有一定的相对运动，静连接在任何情况下都不允许有相对运动 D. 动连接主要用于传递扭矩，静连接主要用于传递力量和承受载荷 解析：动连接允许连接件之间有一定的相对运动，适用于需要在工作过程中有一定弹性和运动余量的场合；静连接则要求连接件固定稳定，不允许有相对运动。 答案：C 2.关于键连接和销连接的区别，以下说法正确的是（ ）。 A. 键连接用于传递力量和扭矩，销连接主要用于定位和承受载荷 B. 键连接和销连接都只用于传递扭矩，不能用于承受载荷 C. 键连接和销连接都可以用于传递扭矩和定位，但在不同场合使用 D. 键连接只能用于传递扭矩，销连接只能用于定位 解析：键连接主要用于传递扭矩和定位，适用于需要在装配过程中准确定位和传递动力的场合；销连接通常用于定位和承受载荷，不仅限于扭矩传递。 答案：C 3.螺纹连接中，以下说法正确的是（ ）。 A. 螺纹连接适合于需要频繁拆卸的场合，比如机械维修 B. 螺纹的主要参数包括牙型、螺距、直径和旋向 C. 螺纹连接主要用于需要高强度和密封性的场合 D. 螺纹连接的拧紧力矩与螺纹长度成正比 解析：螺纹连接适合于需要高强度和密封性的场合，如固定机械部件或提供密封功能。螺纹的主要参数包括牙型、螺距、直径和旋向，这些参数决定了其适用场合和承载能力。 答案：B 4.关于螺纹类型的应用，以下说法正确的是（ ）。 A. 三角形螺纹适合于需要高强度和密封的场合 B. 梯形螺纹适合于需要频繁拆卸和装配的场合 C. 方形螺纹适合于需要传递动力的场合 D. 圆柱螺纹适合于需要定位的场合 解析：梯形螺纹（如螺母和螺栓）适合于需要频繁拆卸和装配的场合，其斜面设计能提供较好的自锁性。其他螺纹类型有不同的设计和应用场合。 答案：B 5.关于螺纹连接的拧紧与防松，以下说法正确的是（ ）。 A. 拧紧力矩的大小只与螺纹的螺距有关，与摩擦系数和直径无关 B. 防松螺母通常采用单向锁紧原理，只能增加拧紧力矩来防止松动 C. 拧紧力矩的大小与螺纹的旋向和角度有关，与螺距无关 D. 拧紧力矩的大小与螺纹的螺距、摩擦系数和直径都有关系 解析：拧紧力矩的大小受到螺纹的螺距、摩擦系数和直径的影响，这些因素共同决定了螺纹连接的紧固效果和防松性能。 答案：D 6.在机械连接中，如何区分动连接和静连接？以下说法正确的是（ ）。 A. 动连接可以在任何情况下都允许有相对运动，而静连接则完全不允许有相对运动 B. 动连接和静连接都完全不允许有相对运动 C. 动连接用于需要稳定固定的场合，静连接用于需要在工作过程中有一定弹性的场合 D. 动连接主要用于传递扭矩，静连接主要用于传递力量和承受载荷 解析：动连接允许连接件之间有一定的相对运动，适用于需要在工作过程中有一定弹性和运动余量的场合；静连接要求连接件固定稳定，不允许有相对运动。 答案：A 7.关于键连接和销连接的选择，以下说法正确的是（ ）。 A. 键连接适合于需要频繁拆卸的场合，而销连接适合于需要固定位置和承受载荷的场合 B. 键连接只用于传递扭矩，而销连接用于传递扭矩和定位 C. 键连接和销连接都适用于传递扭矩和定位，但在不同场合选择 D. 键连接和销连接都只用于传递力量，不能用于承受载荷 解析：键连接适合于传递扭矩和准确定位，销连接适合于定位和承受载荷，它们的选择取决于具体的机械设计需求。 答案：C 8.问：什么是动连接和静连接？它们的主要区别是什么？ 答：动连接允许连接件之间有一定的相对运动，适用于需要在工作过程中有一定弹性和运动余量的场合；静连接要求连接件固定稳定，不允许有相对运动。例如，动连接通常用于需要振动吸收或微调的机械部件，而静连接常用于需要确保稳定位置和不变形的部件。 9.问：键连接和销连接有何异同？它们分别适用于哪些场合？ 答：键连接主要用于传递扭矩和准确定位，例如在轴和齿轮的连接中常见。销连接不仅用于定位，还能承受轴向和径向载荷，例如在轴承座和机械臂的关节中常见。它们的选择取决于需要的机械功能和设计要求。 10.问：螺纹连接中的拧紧力矩受哪些因素影响？ 答：螺纹连接的拧紧力矩大小受到多个因素的影响，包括螺纹的螺距（线距）、摩擦系数（表面条件）、直径（力臂）、以及拧紧时的紧固方法（例如手动或机械）等。这些因素共同决定了螺纹连接的紧固效果和防松性能。 11.问：螺纹连接的主要类型有哪些？它们各自适用于什么场合？ 答：螺纹连接主要分为三角形螺纹和梯形螺纹两大类。三角形螺纹（如普通螺纹）主要用于需要联接和密封的场合，梯形螺纹（如螺母和螺栓）主要用于需要频繁拆卸和装配的场合，其斜面设计能提供较好的自锁性。 12.问：如何选择合适的连接方式来满足机械设计的要求？ 答：选择合适的连接方式需考虑几个因素：首先是需要传递的力或扭矩大小；其次是连接件是否需要频繁拆卸；还需考虑连接部件的形状和功能要求，例如是否需要定位或承受额外的载荷。通过综合考虑这些因素，可以选择最合适的连接方式来满足设计的机械性能要求。 [学法建议] 1. 系统化学习：将课程内容分解为小模块，并为每个模块制定学习计划。例如，专注于动连接和静连接、键连接与销连接、螺纹连接等每个主题，确保逐步深入理解和掌握。 2. 实际应用与案例分析：将学习的理论知识与实际案例结合，例如通过机械部件的实际样例或工程项目来理解连接件的设计和应用。 3. 交互式学习：与同学或同行讨论课程中的复杂概念和应用场景，共同解决问题，加深理解。 4. 视觉化学习工具的使用：利用图表、示意图或动画等视觉化工具来帮助理解机械连接原理和过程，加强记忆与应用能力。 5. 反复练习和应用：通过解决各种类型的问题和练习题，巩固对连接件和标准件知识点的掌握程度，同时熟悉解决问题的方法和策略。 6. 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$