《机械基础》第二章 专题三 圆轴扭转 45分钟专题训练（原题版+解析版）

- 安徽省省单独招生考试《机械基础》45分钟专题训练专辑，共30份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生进行全面、系统、快捷、高效的复习备考，掌握机械基础理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加装备制造类专业考试的考生。与本专辑配套的还有安徽省单独招生考试《电工电子技术及应用》《机械制图》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《机械基础》 第二章 杆件的基本变形 专题三 圆轴扭转 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、选择题（本大题共15小题，每小题 2 分，共 30分） 1.杆件的任意截面，都绕其轴线作相对转动，这种变形称为（ ）。 A、拉伸 B、压缩 C、剪切 D、扭转 【答案】D 【解析】本题主要考核扭转的变形特点。 2.圆轴扭转变形时，合理安排轴的受力情况的目的是(　　) A、提高抗扭截面系数 B、降低抗扭截面系数 C、提高最大扭矩 D、降低最大扭矩 【答案】D 【解析】本题主要考核提高扭转能力的方法：合理安排轴上零件的位置，可以降低轴的最大扭矩。 3.在相同截面积的前提下，采用空心轴，可以（ ），有效提高轴的扭转强度。 A、提高抗扭截面系数 B、降低抗扭截面系数 C、提高最大扭矩 D、降低最大扭矩 【答案】A 【解析】本题主要考核提高扭转能力的方法。 4. 下列情形中，属于扭转变形的是（ ）   A、起重吊车 B、钻孔的钻头 C、自行车的前轴 D、钓鱼竿 【答案】B 【解析】本题考核扭转的变形特点：杆件的各横截面绕轴线发生相对转动，但杆的轴线始终保持直线，钻头的所受的外力偶作用在钻头的上端，工件的反力偶作用在钻头的下端，使钻头发生扭转变形。 5.当圆轴传递的功率不变时，下列关于改变转矩说法正确的是（ ） A、改变轴的转速能改变转矩的大小 B、改变转速对轴强度没有影响 C、改变转速，转矩减小 D、增大转速，转矩增大 【答案】A 【解析】本题主要考核转速与转矩的关系，根据可知，B、C、D错误，应选A选项。 6、下列属于扭转变形的是（ ） A、剪切机上的钢板 B、起重机的吊钩 C、数控车床的主轴 D、桥式起重机的横梁 【答案】C 【解析】本题考核扭转的变形特点：杆件的各横截面绕轴线发生相对转动，但杆的轴线始终保持直线，应选C选项。 7.圆轴发生扭转变形时，其横截面上只受（ ） A． B、 C、扭转应力 D、弯矩 【答案】A 【解析】圆轴扭转变形时，各横截面绕轴线旋转了不同的角度，相邻横截面产生了相对转动并相互错动，横截面上有切应力。 8.下列关于圆轴扭转时应力的描述，正确的是（ ） A、横截面上有正应力，其大小与截面面积无关 B、横截面上有正应力，也有切应力，它们的大小与截面直径无关 C、横截面上只有切应力，其大小与到圆心的距离成正比 D、横截面上既有剪应力，又有正应力 【答案】C 【解析】圆轴扭转变形时，各横截面绕轴线旋转了不同的角度，相邻横截面产生了相对转动并相互错动，横截面上有切应力，故应选C选项。 9、实心圆轴扭转时，横截面上的最小应力（ ） A、一定不为零 B、一定为零 C、可能为零，也可能不为零 D、以上均不对 【答案】B 【解析】圆轴扭转时，横截面上任一点的切应力与该点所在圆轴的半径成正比（线性分布），方向与过该点的半径垂直，当处于圆心时，半径为0，最小应力为0。 10.直径相同的实心轴和空心轴相比，其抗扭截面系数（ ）。 A、实心轴扭矩截面系数大 B、空心轴抗扭截面系数大 C、两者一样大 D、无法比较 【答案】A 【解析】根据实心轴的抗扭截面系数，空心轴。 11.两根圆轴材料一样，受力相同，直径比则最大切应力之比为（ ） A、1:4 B、1:8 C、4:1 D、8:1 【答案】B 【解析】根据实心轴的抗扭截面系数可知，应选B选项。 12、下列扭矩的正负符号右手判定图，正确的是（ ） 【答案】D 【解析】按右手螺旋法则，四指方向与截面力偶的方向一致时，拇指的指向即为扭矩的方向。当该矢量的方向与截面外发现的方向一致时，扭矩为正，反之为负，选项A、B正负错误，C选项四指方向与力偶方向不一致。 13.实心圆轴的抗扭截面系数为（ ）。 A、 B、 C、 D、 【答案】B 【解析】根据实心轴的抗扭截面系数可知，应选B选项。 14、如图所示为传动轴上齿轮的分布方案，对提高传动轴扭转强度有力的是（ ） A、图a B、图b C、两个方案作用相同 D、以上都不是 【答案】B 【解析】合理安排轴上零件的位置，可以降低轴的最大扭矩。图a左轮一处的内力过大。 15、材料相同的两根圆轴，传递的转矩相同，直径不同，且，则两轴的最大切应力之比是（ ） A、1:4 B、1:8 C、4:1 D、8:1 【答案】D 【解析】根据实心轴的抗扭截面系数可知，应选D选项 二、双项选择题（本题共2小题，每题3分，共6分） 1、下列圆轴扭转时切应力的分布图，正确的是（ ） 【答案】AD 【解析】本题考核圆轴扭转时切应力的分布，B选项方向错误，C选项切应力应与圆相切，故应选AD选项。 2、图示各轴，会发生扭转变形的是（ ）。 【答案】BD 【解析】本题考核扭转的变形特点：杆件的各横截面绕轴线发生相对转动，但杆的轴线始终保持直线，应选BD选项。 3、下列方法中能够提高抗扭能力的是（ ） A、提高抗扭截面系数 B、减少抗扭截面系数 C、提高最大扭矩 D、降低最大扭矩 【答案】AD 【解析】根据圆轴抗扭强度条件：。可知，应选AD选项 3、 填空题（本题共13小题，每空1分，合计24分） 1.杆件扭转的受力特点是__________________________________。 【答案】在杆件两端受到大小相等、方向相反的一对力偶的作用 【解析】本题主要考核扭转时的受力特点。 2.以扭转变形为主要变形的杆件称为__________。 【答案】轴 【解析】圆轴的扭转变形。 3.圆轴扭转的受力特点是在杆件两端受到大小相等、方向相反的一对__________作用，变形特点是杆件上两个截面均绕杆件的轴线发生相对__________。 【答案】力偶；转动 【解析】本题主要圆轴扭转的变形特点。 4.圆轴扭转时，横截面上的内力是一个力偶矩，称为__________，其正负可用__________法则判定。 【答案】扭矩；右手 【解析】本题考核扭转时的内力。 5.某圆轴传递的功率为100kW，转速为100r/min，其外力偶矩等于__________N.m。 【答案】9550 【解析】根据圆轴扭转的外力矩计算：。可知外力偶矩等于9550N.m。 6、 空心圆轴扭转时，横截面上的最小切应力一定不为__________，横截面边缘上各点的切应力__________。 【答案】零；最大 【解析】本题主要考核空心圆轴扭转时，应力分布。 7.圆轴扭转时，圆轴横截面上任一点的切应力与该点所在的圆周的__________成正比，方向与过该点的半径__________，切应力最大处发生在__________。 【答案】半径；垂直；半径最大处 【解析】本题主要考核圆轴扭转时，应力分布。 8.圆轴扭转时，圆轴的横截面始终为__________，形状、大小都__________，只有相对轴线的微小扭转变形，因此在横截面上无__________应力，而只有垂直于半径的__________应力。 【答案】平面；不改变；正；切 【解析】本题主要圆轴扭转时的应力。 9.在相同材料、相同截面面积的情况下，采用空心轴可以提高__________，有效__________轴的抗扭强度。 【答案】抗扭截面系数；提高 【解析】本题考核提高抗扭能力的方法 10.空心圆截面外径、内径分别为D和d，其抗扭截面系数__________。 【答案】 【解析】主要考核圆轴抗扭强度条件。 11.合理安排轴上零件的位置，可以降低轴的_________。 【答案】 【解析】主要考核提高抗扭能力的方法。 12.在工程实际中，功率P的常用单位是_________，转速n的常用但是是_________。 【答案】kW；r/min 【解析】主要考核功率与转速的单位。 13.力偶在相应角位移上做功，而力偶在单位时间内所做的功率P等于其________与相应________的乘积。 【答案】力偶矩；相应角速度 【解析】主要考核圆轴扭转的外力矩计算。 三、简答与计算题（本大题共7小题，共 37 分） 1.汽车爬坡时，使用高速挡还是使用低速挡（4分） 【答案】： 低速挡。根据轴的外力矩计算公式，功率一定时，轴的转速越低，转矩越大，爬坡能力越强。 2.扭矩的方向如何判定？用什么方法求内力（4分） 答案：扭转的方向用右手螺旋法则判定：用右手的四指弯曲方向与扭转方向一致，大拇指就表示扭转方向，当拇指指向与截面外法线方向一致时，扭矩为正，反之为负。 3.圆轴扭转时，其横截面上切应力的分布规律如何？（4分） 答案：圆轴扭转时，横截面上只有切应力，切应力与该点所在圆轴的半径成正比，方向与过该点的半径垂直，切应力最大处发生在半径最大处。 4.工程中提高抗扭能力的措施有哪些？（4分） 答案：（1）提高抗扭截面系数：对于圆轴来说，采用空心轴，在相同面积的前提下，可以大大提高轴的抗扭截面系数，有效提高轴的扭转强度。工程上，较大尺寸的传动轴通常设计为空心轴。 （2）降低最大扭矩：合力安排轴上零件的位置，可以降低轴的最大扭矩。 5. 某传动轴，传递的功率P=80kW，转速n=500r/min，直径d=60mm，材料的许用切应力，试校核轴的强度。（7分） 答案：（1）计算外力偶矩： （2）由截面法计算扭矩： （3）校核强度： 所以，该轴的强度能够满足要求。 6、图示为一传动轴承承受载荷的情况示意图，传动轴上四个轮子所承受的转矩，，求1-1、2-2、3-3横截面上所受的扭矩。为了合力安排轴的受力情况，应如何调整轮子的位置，降低该轴截面处的最大扭矩？调整后，该轴截面上的最大扭矩降低为多少？（7分） 答案：由截面法可知 1-1截面： 2-2截面： 3-3截面： 调换1轮和4轮的位置，可有效降低该轴截面处的最大扭矩；调整后，2-2截面处的扭矩仍然最大，但降低为 7、 如图所示的传动轴，转速n=960r/min，输入功率，输出功率，，试求出个截面处的扭矩大小。（7分） 答案： （1） 计算外力偶矩： (2) 内力分析。将轴分为AB、BC两段，在AB段，沿截面1-1截开，取左段为研究对象，则由平衡条件得： 在BC段，沿截面2-2截开，取左段为研究对象，则由平衡条件得： 得 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 $$ - 安徽省省单独招生考试《机械基础》45分钟专题训练专辑，共30份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生进行全面、系统、快捷、高效的复习备考，掌握机械基础理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加装备制造类专业考试的考生。与本专辑配套的还有安徽省单独招生考试《电工电子技术及应用》《机械制图》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《机械基础》 第二章 杆件的基本变形 专题三 圆轴扭转 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、选择题（本大题共15小题，每小题 2 分，共 30分） 1.杆件的任意截面，都绕其轴线作相对转动，这种变形称为（ ）。 A、拉伸 B、压缩 C、剪切 D、扭转 2.圆轴扭转变形时，合理安排轴的受力情况的目的是(　　) A、提高抗扭截面系数 B、降低抗扭截面系数 C、提高最大扭矩 D、降低最大扭矩 3.在相同截面积的前提下，采用空心轴，可以（ ），有效提高轴的扭转强度。 A、提高抗扭截面系数 B、降低抗扭截面系数 C、提高最大扭矩 D、降低最大扭矩 4. 下列情形中，属于扭转变形的是（ ）   A、起重吊车 B、钻孔的钻头 C、自行车的前轴 D、钓鱼竿 5.当圆轴传递的功率不变时，下列关于改变转矩说法正确的是（ ） A、改变轴的转速能改变转矩的大小 B、改变转速对轴强度没有影响 C、改变转速，转矩减小 D、增大转速，转矩增大 6、下列属于扭转变形的是（ ） A、剪切机上的钢板 B、起重机的吊钩 C、数控车床的主轴 D、桥式起重机的横梁 7.圆轴发生扭转变形时，其横截面上只受（ ） A． B、 C、扭转应力 D、弯矩 8.下列关于圆轴扭转时应力的描述，正确的是（ ） A、横截面上有正应力，其大小与截面面积无关 B、横截面上有正应力，也有切应力，它们的大小与截面直径无关 C、横截面上只有切应力，其大小与到圆心的距离成正比 D、横截面上既有剪应力，又有正应力 9、实心圆轴扭转时，横截面上的最小应力（ ） A、一定不为零 B、一定为零 C、可能为零，也可能不为零 D、以上均不对 10.直径相同的实心轴和空心轴相比，其抗扭截面系数（ ）。 A、实心轴扭矩截面系数大 B、空心轴抗扭截面系数大 C、两者一样大 D、无法比较 11.两根圆轴材料一样，受力相同，直径比则最大切应力之比为（ ） A、1:4 B、1:8 C、4:1 D、8:1 12、下列扭矩的正负符号右手判定图，正确的是（ ） 13.实心圆轴的抗扭截面系数为（ ）。 A、 B、 C、 D、 14、如图所示为传动轴上齿轮的分布方案，对提高传动轴扭转强度有力的是（ ） A、图a B、图b C、两个方案作用相同 D、以上都不是 15、材料相同的两根圆轴，传递的转矩相同，直径不同，且，则两轴的最大切应力之比是（ ） A、1:4 B、1:8 C、4:1 D、8:1 二、双项选择题（本题共3小题，每题3分，共9分） 2、图示各轴，会发生扭转变形的是（ ）。 3、下列方法中能够提高抗扭能力的是（ ） A、提高抗扭截面系数 B、减少抗扭截面系数 C、提高最大扭矩 D、降低最大扭矩 3、 填空题（本题共13小题，每空1分，合计24分） 1.杆件扭转的受力特点是__________________________________。 2.以扭转变形为主要变形的杆件称为__________。 3.圆轴扭转的受力特点是在杆件两端受到大小相等、方向相反的一对__________作用，变形特点是杆件上两个截面均绕杆件的轴线发生相对__________。 4.圆轴扭转时，横截面上的内力是一个力偶矩，称为__________，其正负可用__________法则判定。 5.某圆轴传递的功率为100kW，转速为100r/min，其外力偶矩等于__________N.m。 6、 空心圆轴扭转时，横截面上的最小切应力一定不为__________，横截面边缘上各点的切应力__________。 7.圆轴扭转时，圆轴横截面上任一点的切应力与该点所在的圆周的__________成正比，方向与过该点的半径__________，切应力最大处发生在__________。 8.圆轴扭转时，圆轴的横截面始终为__________，形状、大小都__________，只有相对轴线的微小扭转变形，因此在横截面上无__________应力，而只有垂直于半径的__________应力。 9.在相同材料、相同截面面积的情况下，采用空心轴可以提高__________，有效__________轴的抗扭强度。 10.空心圆截面外径、内径分别为D和d，其抗扭截面系数__________。 11.合理安排轴上零件的位置，可以降低轴的_________。 12.在工程实际中，功率P的常用单位是_________，转速n的常用但是是_________。 13.力偶在相应角位移上做功，而力偶在单位时间内所做的功率P等于其________与相应________的乘积。 三、简答与计算题（本大题共7小题，共 37 分） 1.汽车爬坡时，使用高速挡还是使用低速挡（4分） 2.扭矩的方向如何判定？用什么方法求内力（4分） 3.圆轴扭转时，其横截面上切应力的分布规律如何？（4分） 4.工程中提高抗扭能力的措施有哪些？（4分） 5. 某传动轴，传递的功率P=80kW，转速n=500r/min，直径d=60mm，材料的许用切应力，试校核轴的强度。（7分） 6、图示为一传动轴承承受载荷的情况示意图，传动轴上四个轮子所承受的转矩，，求1-1、2-2、3-3横截面上所受的扭矩。为了合力安排轴的受力情况，应如何调整轮子的位置，降低该轴截面处的最大扭矩？调整后，该轴截面上的最大扭矩降低为多少？（7分） 7、 如图所示的传动轴，转速n=960r/min，输入功率，输出功率，，试求出个截面处的扭矩大小。（7分） 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 $$