《汽车机械基础》轴及其在汽车上的应用（2）（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《汽车机械基础》轴及其在汽车上的应用（2）-讲义 （1）掌握周向固定方法 （2）掌握加工工艺规范 （3）掌握轴材料选型体系 （4）掌握材料-工艺-性能关联 知识点一 轴上零件的周向固定 这种固定的作用和目的是为了保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对转动。实际使用时，大多数采用键连接、花键连接、销连接、成形连接或过盈配合连接。紧定螺钉也可起周向固定的作用。 成形连接是利用非圆剖面的轴与相同形状的轮毂孔构成的连接。这种连接对中性好，工作可靠，无应力集中，但加工困难，应用少。 过盈配合连接是利用轴和毂孔间的过盈配合构成的连接，能同时实现周向和轴向固定。过盈配合连接结构简单，对轴削弱小，但装拆不便，且对配合面加工精度要求较高。 【单项选择题】下列关于周向固定方法的说法，错误的是（ ） A. 键连接是最常用的周向固定方法之一 B. 过盈配合可同时实现轴向和周向固定 C. 成形连接加工简单，应用广泛 D. 紧定螺钉适用于传递小扭矩的场合 【答案】C 【解析】文中指出成形连接“加工困难，应用少”，故C错误，答案为C。 1. （单项选择题）紧定螺钉在周向固定中的作用是（ ） A. 仅用于轴向固定 B. 可辅助实现周向固定 C. 能传递大扭矩 D. 对中性好 【答案】B 【解析】文中明确“紧定螺钉也可起周向固定的作用”，但通常用于传递小扭矩，故答案为B。 2. （单项选择题）花键连接与单键连接相比，其优势是（ ） A. 加工更简单 B. 传递扭矩更大，对中性更好 C. 仅能单向传递扭矩 D. 应用范围更窄 【答案】B 【解析】花键连接因多齿传递载荷，比单键传递扭矩更大，且对中性更好，故答案为B。 3. 轴上零件周向固定的目的是保证传递________和防止零件与轴产生________。 【答案】扭矩；相对转动 【解析】周向固定的核心功能，是轴系传递动力的基础。 1. （单项选择题）既能实现周向固定，又能实现轴向固定的是（ ） A. 键连接 B. 花键连接 C. 过盈配合连接 D. 成形连接 【答案】C 【解析】文中指出过盈配合“能同时实现周向和轴向固定”，故答案为C。 2. （单项选择题）下列周向固定方法中，应用最少的是（ ） A. 键连接 B. 成形连接 C. 花键连接 D. 过盈配合 【答案】B 【解析】文中指出成形连接“加工困难，应用少”，故答案为B。 3. 常用的周向固定方法有键连接、________、销连接、________或过盈配合连接，紧定螺钉也可起周向固定作用。 【答案】花键连接；成形连接 【解析】周向固定的主要方式，体现多样性和适用性。 · 周向固定五虎将，键销花键过盈强；平键简单成本低，花键高载对中良。 · 过盈配合最稳固，装拆要用热油汤；成形连接虽给力，加工太贵用车王！ 知识点二 轴的加工要求 轴应具有良好的制造和装配工艺性。 轴的形状应简单，便于加工。轴上磨削和车螺纹的轴段应分别设有砂轮越程槽(图21-10a)和退刀槽(图21-10b)。轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将它们安排在同一直线上。 同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。 为了使轴上零件容易装拆，轴端和各轴段端都应有45°倒角。 【单项选择题】下列关于轴的加工工艺性的说法，错误的是（ ） A. 轴的形状应简单，便于加工 B. 多个键槽应分布在同一直线 C. 圆角和倒角大小可随意设置 D. 需设置砂轮越程槽和退刀槽 【答案】C 【解析】文中要求同一轴上圆角和倒角大小尽可能一致，不可随意设置，故答案为C。 1. （单项选择题）轴上键槽安排在同一直线的主要目的是（ ） A. 保证轴的平衡 B. 减少加工时的装夹次数和调整时间 C. 提高键连接强度 D. 便于零件周向定位 【答案】B 【解析】键槽在同一直线可通过一次装夹完成多个键槽加工，减少装夹调整，提高效率，故答案为B。 2. （单项选择题）下列结构中，不属于轴的加工工艺性设计的是（ ） A. 45°倒角 B. 砂轮越程槽 C. 轴肩高度 D. 退刀槽 【答案】C 【解析】轴肩高度主要与零件定位相关，不属于加工工艺性设计（如越程槽、倒角等为便于加工或装配），故答案为C。 3. 轴的加工要求首要考虑的是具有良好的________和________工艺性。 【答案】制造；装配 【解析】轴加工的核心要求，体现工艺性对生产效率的影响。 1. （单项选择题）砂轮越程槽的作用是（ ） A. 便于螺纹加工 B. 便于砂轮在磨削时顺利退出 C. 提高轴的刚度 D. 便于零件轴向定位 【答案】B 【解析】砂轮越程槽是为磨削时砂轮能完全退出被加工表面，避免肩部残留未磨部分，故答案为B。 2. （单项选择题）退刀槽的主要作用是（ ） A. 便于零件装拆 B. 便于车螺纹时刀具退出 C. 减少应力集中 D. 提高轴的疲劳强度 【答案】B 【解析】退刀槽用于车螺纹时，使刀具能完全退出，保证螺纹末端完整，故答案为B。 3. 轴上磨削的轴段应设置________，车螺纹的轴段应设置________，以方便加工。 【答案】砂轮越程槽；退刀槽 【解析】两种工艺槽的对应加工场景，是轴加工的基本工艺设计。 · 周向固定五虎将，键销花键过盈强；平键简单成本低，花键高载对中良。 · 过盈配合最稳固，装拆要用热油汤；成形连接虽给力，加工太贵用车王！ 知识点三 轴的材料 轴常用的材料主要有碳钢、合金钢、球墨铸铁和高强度铸铁。 由于碳钢比合金钢价格低，对应力集中的敏感性小，所以应用广泛。一般机器中的轴可用30、40、45、50等牌号的优质中碳钢制造，以45钢经调质处理最常用。对不重要的或低速轻载的轴可选用Q235、Q275 等普通碳素钢制造。 合金钢常用于制造高速、重载轴，或受力大而要求尺寸小、质量小的轴。处于高温、低温或腐蚀介质中工作的轴，多数用合金钢制造。 球墨铸铁和高强度铸铁的力学性能比碳钢低，但因铸造工艺性好，易于获得较复杂的外形，吸振性、耐磨性好，对应力集中的敏感性低，价廉，所以应用日趋增多。例如汽车、拖拉机发动机的曲轴多用球墨铸铁制造。 轴的常用材料及其力学性能见表21-1。 表21-1 轴的常用材料及其力学性能 材料 牌号 热处理 毛坯直径/ mm 硬度 /HBW 力学性能/MPa 备注 抗拉 强度 Rm 屈服 强度 ReH 弯曲 疲劳 强度 R-1 剪切 疲劳 强度 R-1 碳素 结构 钢 Q235 370~ 500 235 200 105 用于不重要或载 荷不大的轴 Q275 410~ 540 275 600 135 优质碳素钢 45 正火 25 ≤229 600 355 260 150 应用最广泛 正火 ≤100 170~217 230 300 275 140 回火 >100~300 162-217 580 290 270 135 调质 ≤200 217~255 650 360 300 155 合金胡 40Cr 调质 25 980 785 500 280 用于载荷较大而无很大冲击的重要轴 ≤100 241~266 750 550 350 200 >100~300 241~266 700 550 340 185 35SiMn (42SiMn) 调质 25 885 735 460 255 性能接近 40Cr,用于中小型轴 ≤100 229~286 800 520 400 205 >100~300 217~269 750 450 350 185 40MnB 调质 25 980 785 485 280 性能接近 40Cr,用于重要的轴 ≤200 241~286 750 550 335 195 20Cr 渗碳淬火回火 15 表面50~62 HRC 835 540 375 215 用于要求强度和韧性均较高的轴 ≤60 650 400 280 160 20CrMnTi 15 表面56~62 HRC 1080 850 525 300 球墨 铸铁 QT400-18 120~175 400 250 145 125 QT600-3 190~270 600 370 215 185 【单项选择题】下列关于碳钢和合金钢的说法，正确的是（ ） A. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢大 B. 碳钢价格比合金钢高 C. 普通碳素钢（如Q235）可用于不重要的轴 D. 合金钢不适用于高温环境 【答案】C 【解析】文中指出“碳钢对应力集中的敏感性小”“碳钢比合金钢价格低”“合金钢可用于高温环境”，而Q235“用于不重要或低速轻载的轴”，故答案为C。 1. （单项选择题）35SiMn钢的性能特点是（ ） A. 与40Cr接近，用于中小型轴 B. 需渗碳处理，韧性高 C. 力学性能较低，用于轻载轴 D. 耐磨性极好，用于高速轴 【答案】A 【解析】表格备注中35SiMn“性能接近40Cr，用于中小型轴”，故答案为A。 2. （单项选择题）选择轴的材料时，不需要考虑的因素是（ ） A. 轴的受力情况（载荷、转速） B. 工作环境（温度、介质） C. 材料的成本 D. 轴的颜色 【答案】D 【解析】轴的材料选择需考虑受力、环境、成本等，颜色与性能无关，故答案为D。 3. 轴常用的材料主要有碳钢、________、球墨铸铁和________。 【答案】合金钢；高强度铸铁 【解析】文中首句明确轴的常用材料类别，是材料选择的基础。 1. （单项选择题）20Cr钢制造轴时，常采用的热处理方式是（ ） A. 正火 B. 调质 C. 渗碳淬火回火 D. 退火 【答案】C 【解析】表格中20Cr的热处理方式为“渗碳淬火回火”，故答案为C。 2. （单项选择题）球墨铸铁QT400-18的硬度范围是（ ） A. 120~175 HBW B. 190~270 HBW C. 217~255 HBW D. 表面50~62 HRC 【答案】A 【解析】表格中QT400-18的硬度为“120~175 HBW”，故答案为A。 3. 普通机器中，________钢经________处理后作为轴的材料应用最广泛。 【答案】45；调质 【解析】文中指出“以45钢经调质处理最常用”，体现其通用性。 · 选材先看工况险，碳钢合金铸铁选： · 45钢调质万能牌，40Cr重载不怕歪； · 渗碳要用20CrMnTi，铸铁曲轴省又快！ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$