内容正文:
模块2 单元1 键连接与销连接(2)
一、名词解释
1.基轴制配合
2.对称度公差:
3.许用挤压应力:
4.自锁性:
5.剪切作用:
6.过载剪断元件:
7.标准键连接:
二、选择题
1.平键连接采用哪种配合制度?
A. 基孔制
B. 基轴制
C. 任意配合
D. 间隙配合
2.正常连接的平键连接中,键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差分别为什么?
A. h8, N9, JS9
B. h8, P9, P9
C. h8, H9, D10
D. h7, N8, JS8
3.平键连接的主要失效形式是什么?
A. 键的断裂
B. 轴槽的磨损
C. 键、轴槽、毂槽三者中较弱零件的工作面被压溃或磨损
D. 轮毂的变形
4.圆锥销的主要优点是什么?
A. 制造方便
B. 定位精度高
C. 承载能力强
D. 易于拆卸
5.平键连接强度验算时,主要考虑哪种应力?
A. 拉伸应力
B. 压缩应力
C. 剪切应力
D. 挤压应力
6.下列哪种销类型适用于盲孔?
A. 普通圆柱销
B. 内螺纹圆柱销
C. 普通圆锥销
D. 带螺纹圆锥销(小端带螺尾)
三、填空题
1.紧密连接的平键连接中,键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差都为______。
2.平键连接工作时,主要失效形式是键、轴槽、毂槽三者中较弱零件的工作面被______(对于静连接)或______(对于动连接)。
3.圆锥销具有______的锥度,装配方便,定位精度高。
4.安全销的尺寸通常以过载______%时即折断为依据确定。
5.平键连接强度验算时,假设载荷沿长度方向和高度方向______分布。
6.平键的标记格式包括标准号、键型、______。
四、判断题
1.平键连接只能用于传递载荷不大的场合。( )
2.圆锥销的定位精度比圆柱销低。( )
3.安全销在安全装置中的作用是传递动力。( )
4.平键连接中,键长L应略大于轮毂的长度。( )
5.销连接只能用于固定零件之间的相互位置。( )
五、简答题
1.简述平键连接的三种配合类型及其应用范围。
2.简述平键连接的选择原则。
3.简述圆锥销的优点。
4.简述安全销在安全装置中的作用。
5.简述平键连接强度验算时的主要考虑因素。
6.简述销连接的主要用途。
7.简述内螺纹圆柱销的特点。
六、应用题
设计一个用于传递转矩T=8000N·mm的平键连接方案。已知轴的直径d=50mm,轮毂长度为轴径的1.8倍。请选择合适的平键类型、尺寸及配合公差,并进行强度验算。
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模块2 单元1 键连接与销连接(2)
一、名词解释
1.基轴制配合
【答案】基轴制配合是指以轴的尺寸为基准,通过改变孔的尺寸来实现不同配合性质的一种配合制度。
2.对称度公差:
【答案】对称度公差是指实际要素对基准要素的对称程度所允许的变动量。
3.许用挤压应力:
【答案】许用挤压应力是指材料在挤压作用下所能承受的最大应力值,超过此值材料将发生破坏。
4.自锁性:
【答案】自锁性是指零件在装配后,能够依靠自身结构特点保持位置固定,不易松动的性质。
5.剪切作用:
【答案】剪切作用是指外力作用下,材料内部产生相对滑动的现象。
6.过载剪断元件:
【答案】过载剪断元件是指在传递动力或转矩过载时,首先被剪断以保护被连接零件免受损坏的元件。
7.标准键连接:
【答案】标准键连接是指按照国家标准规定的尺寸、公差和配合要求制造的键连接。
二、选择题
1.平键连接采用哪种配合制度?
A. 基孔制
B. 基轴制
C. 任意配合
D. 间隙配合
【答案】B
【解析】平键连接采用基轴制配合。
2.正常连接的平键连接中,键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差分别为什么?
A. h8, N9, JS9
B. h8, P9, P9
C. h8, H9, D10
D. h7, N8, JS8
【答案】A
【解析】正常连接的平键连接中,键宽为h8,轴槽宽为N9,轮毂槽宽为JS9。
3.平键连接的主要失效形式是什么?
A. 键的断裂
B. 轴槽的磨损
C. 键、轴槽、毂槽三者中较弱零件的工作面被压溃或磨损
D. 轮毂的变形
【答案】C
【解析】平键连接的主要失效形式是键、轴槽、毂槽三者中较弱零件的工作面被压溃(对于静连接)或磨损(对于动连接)。
4.圆锥销的主要优点是什么?
A. 制造方便
B. 定位精度高
C. 承载能力强
D. 易于拆卸
【答案】B
【解析】圆锥销具有1:50的锥度,装配方便,定位精度高。
5.平键连接强度验算时,主要考虑哪种应力?
A. 拉伸应力
B. 压缩应力
C. 剪切应力
D. 挤压应力
【答案】D
【解析】平键连接强度验算时,主要考虑工作面的挤压应力。
6.下列哪种销类型适用于盲孔?
A. 普通圆柱销
B. 内螺纹圆柱销
C. 普通圆锥销
D. 带螺纹圆锥销(小端带螺尾)
【答案】B
【解析】内螺纹圆柱销公称直径0.6~50mm,公差带只有m6一种,材料有不淬硬钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢,用于盲孔,螺纹供拆卸用。
三、填空题
1.紧密连接的平键连接中,键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差都为______。
【答案】P9
2.平键连接工作时,主要失效形式是键、轴槽、毂槽三者中较弱零件的工作面被______(对于静连接)或______(对于动连接)。
【答案】压溃;磨损
3.圆锥销具有______的锥度,装配方便,定位精度高。
【答案】1:50
4.安全销的尺寸通常以过载______%时即折断为依据确定。
【答案】20%~30
5.平键连接强度验算时,假设载荷沿长度方向和高度方向______分布。
【答案】均匀
6.平键的标记格式包括标准号、键型、______。
【答案】尺寸(b×h×L)
四、判断题
1.平键连接只能用于传递载荷不大的场合。( )
【答案】×
【解析】平键连接有松连接、正常连接和紧密连接三种,紧密连接可用于传递重载荷、冲击载荷及双向传递转矩场合。
2.圆锥销的定位精度比圆柱销低。( )
【答案】×
【解析】圆锥销具有1:50的锥度,装配方便,定位精度高。
3.安全销在安全装置中的作用是传递动力。( )
【答案】×
【解析】安全销用作安全装置中的被切断零件,当传递的动力或转矩过载时,安全销首先被剪断,从而保护被连接零件免受损坏。
4.平键连接中,键长L应略大于轮毂的长度。( )
【答案】×
【解析】平键连接中,键长L应略小于(或等于)轮毂的长度。
5.销连接只能用于固定零件之间的相互位置。( )
【答案】×
【解析】销连接可用来固定零件之间的相互位置,也可用于轴和轮毂或其他零件的连接,并传递不大的载荷,还可用作安全装置中的过载剪断元件。
五、简答题
1.简述平键连接的三种配合类型及其应用范围。
【答案】平键连接的三种配合类型为松连接、正常连接和紧密连接。松连接主要用于导向平键;正常连接用于传递载荷不大的场合,在一般机械制造中应用广泛;紧密连接用于传递重载荷、冲击载荷及双向传递转矩场合。
2.简述平键连接的选择原则。
【答案】平键连接的选择原则包括类型选择和尺寸选择两方面。类型选择时需考虑载荷的类型、传递转矩的大小、轴与轮毂对中性要求等因素;尺寸选择时需根据标准选定键尺寸b×h,并确定键长L,键长L根据轮毂长度确定,应略小于(或等于)轮毂的长度,并符合标准规定的长度系列。
3.简述圆锥销的优点。
【答案】圆锥销的优点包括具有1:50的锥度,装配方便;定位精度高;具有可靠的自锁性,且可以在同一销孔中多次装拆不会影响定位精度。
4.简述安全销在安全装置中的作用。
【答案】安全销在安全装置中的作用是当作安全装置中的被切断零件,当传递的动力或转矩过载时,安全销首先被剪断,从而保护被连接零件免受损坏。
5.简述平键连接强度验算时的主要考虑因素。
【答案】平键连接强度验算时,主要考虑工作面的挤压应力,采用键连接中挤压强度最低的零件(一般为轮毂)来校核。
6.简述销连接的主要用途。
【答案】销连接的主要用途包括固定零件之间的相互位置;用于轴和轮毂或其他零件的连接,并传递不大的载荷;用作安全装置中的过载剪断元件。
7.简述内螺纹圆柱销的特点。
【答案】内螺纹圆柱销的特点包括公称直径0.6~50mm,公差带只有m6一种;材料有不淬硬钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢;用于盲孔,螺纹供拆卸用。
六、应用题
设计一个用于传递转矩T=8000N·mm的平键连接方案。已知轴的直径d=50mm,轮毂长度为轴径的1.8倍。请选择合适的平键类型、尺寸及配合公差,并进行强度验算。
【答案】
选择平键类型:
选用A型普通平键,因其结构简单,制造方便,且能满足一般传递转矩的要求。
确定平键尺寸:
根据轴的直径d=50mm,查标准GB/T 1095—2003《平键键槽的剖面尺寸》选定键尺寸b×h=16×10mm。再根据轮毂长度为轴径的1.8倍,即轮毂长度=50×1.8=90mm,查标准GB/T 1096—2003《普通型平键》确定键长L=90mm(或选择略小于90mm的标准长度系列)。
确定配合公差:
选择正常连接,键宽b的公差为h8,轴槽宽为N9,轮毂槽宽为JS9。
进行强度验算:
假设载荷沿长度方向和高度方向均匀分布,计算平键的工作长度l=L-b=90-16=74mm。采用键连接中挤压强度最低的零件(一般为轮毂)来校核,假设材料许用挤压应力[σp]=100N/mm²(实际应根据材料确定)。
挤压应力σp = (2T) / (ldh) = (2×8000) / (74×50×10) ≈ 0.43N/mm²(简化计算)。
由于σp远小于[σp],因此该平键连接满足强度要求。
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