《机械基础》45分钟专业模拟卷（4） 江苏省（职教高考）机电类 【新考纲】

《机械基础》45分钟专业模拟卷 江苏省（职教高考）机电类（原卷版） 第04卷【新考纲】 考试范围：螺旋传动 · 连接（键、销） · 轴与轴承 总分：100分　时间：45分钟 一、单项选择题（每题2分，共40分） 1. 螺旋传动中，常用于传递动力和运动的螺纹类型是（　　）。 A. 三角形螺纹 B. 矩形螺纹 C. 梯形螺纹 D. 锯齿形螺纹 2. 螺旋传动的导程与螺距的关系是（　　）。 A. 导程 = 螺距 B. 导程 = 螺距 × 线数 C. 导程 = 螺距 / 线数 D. 两者相等 3. 螺旋传动的自锁条件是（　　）。 A. 螺旋升角 ≥ 摩擦角 B. 螺旋升角 ≤ 摩擦角 C. 螺旋升角 = 摩擦角 D. 与摩擦角无关 4. 普通螺纹的牙型角为（　　）。 A. 30° B. 45° C. 55° D. 60° 5. 平键连接的主要功用是（　　）。 A. 轴向固定 B. 传递转矩 C. 既轴向固定又传递转矩 D. 密封 6. 平键连接中，键与键槽的配合关系是（　　）。 A. 键的两侧面与键槽配合，键的顶面不接触 B. 键的顶面与键槽配合，键的两侧面不接触 C. 键的各面均与键槽紧密配合 D. 键的底面与键槽配合 7. 半圆键与平键相比，其特点是（　　）。 A. 传递转矩大 B. 能自动调位 C. 轴向固定好 D. 制造简单 8. 销连接的主要用途是（　　）。 A. 传递大转矩 B. 定位和连接，以及安全保护 C. 只能用于定位 D. 只能用于传力 9. 阶梯轴的各轴段直径不同，其主要目的是（　　）。 A. 外形美观 B. 便于零件装拆和轴向定位 C. 节省材料 D. 提高转速 10. 从受力角度分析，轴的横截面上哪种应力最危险（　　）。 A. 弯曲应力 B. 扭转切应力 C. 弯曲应力和扭转切应力的组合 D. 压应力 11. 滑动轴承与滚动轴承相比，优点是（　　）。 A. 起动摩擦力矩小 B. 径向尺寸小，适于高速重载 C. 维护方便 D. 不需要润滑 12. 滚动轴承代号6208中，"6"表示（　　）。 A. 轴承宽度系列 B. 轴承类型（深沟球轴承） C. 轴承精度等级 D. 内径尺寸 13. 滚动轴承代号6208中，内孔直径为（　　）mm。 A. 8 B. 20 C. 40 D. 208 14. 能同时承受径向力和轴向力的轴承是（　　）。 A. 深沟球轴承 B. 推力球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 滚针轴承 15. 联轴器的主要作用是（　　）。 A. 传递转矩，连接两轴 B. 切断传动，保护设备 C. 改变转向 D. 减速 16. 离合器与联轴器的主要区别是（　　）。 A. 离合器能传递更大的转矩 B. 离合器在工作中可以随时结合或分离 C. 联轴器可以过载保护 D. 两者没有区别 17. 梯形螺纹的牙型角为（　　）。 A. 60° B. 55° C. 30° D. 45° 18. 轴的主要失效形式是（　　）。 A. 弯曲变形过大 B. 疲劳断裂 C. 表面腐蚀 D. 过热变形 19. 在轴的结构设计中，轴肩的作用是（　　）。 A. 美化外观 B. 轴向定位 C. 减小应力集中 D. 增大刚度 20. 销连接中，圆锥销的优点是（　　）。 A. 制造简单 B. 安装方便，自锁性好，可多次拆装 C. 承受冲击载荷好 D. 适用于大尺寸连接 二、填空题（每空2分，共30分） 1. 螺旋传动的主要类型有________、________和________三种，其中效率最高的是________。 2. 普通螺旋传动，螺杆转一圈，螺母轴向移动距离为________（螺距/导程/线数，填写正确术语）。 3. 键连接按结构形式分为________键、________键、________键和________键等类型。 4. 平键连接中，键的工作面是________面（填"顶"或"两侧"）；楔键连接中，键的工作面是________面（填"顶和底"或"两侧"）。 5. 滚动轴承由________、________、________和________四部分组成。 6. 轴按承受载荷不同分为________轴（只受弯矩）、________轴（只受转矩）和________轴（同时受弯矩和转矩）三类。 7. 制动器的主要作用是________，常用于________和________等设备中。 8. 联轴器按是否能补偿偏差分为________联轴器和________联轴器两类。 三、计算题（每题5分，共10分） 第1题 某螺旋千斤顶，螺纹为梯形螺纹，螺杆公称直径 d = 30mm，螺距 p = 6mm，双线（n=2）螺纹，摩擦系数 μ = 0.12。 （1）计算导程 L； （2）计算螺旋升角 γ（精确到0.1°，取d₂≈d-0.5p=27mm）； （3）判断该螺旋传动是否自锁（当量摩擦角φ'≈arctan(μ/cosα_n)≈arctan(0.13)≈7.4°，梯形螺纹α_n=15°）。 第2题 某机床主轴上安装了一个标准平键，轴径 d = 50mm，键的截面尺寸 b×h = 14×9，键的工作长度 l = 70mm，轴传递转矩 T = 400N·m。 （1）计算键连接的工作压力 p（p = 2T / (d·h·l/2)）； （2）若许用挤压应力 [σ]p = 100MPa，判断该键连接是否安全。 四、简答题（每题5分，共10分） 第1题 试比较平键、楔键、花键三种键连接的工作原理、特点及适用场合。 第2题 轴为什么经常做成阶梯形？阶梯轴的结构设计应满足哪些要求？ 五、综合应用题（共10分） 某减速器输出轴，已知：轴传递功率 P = 15kW，转速 n = 120r/min，轴材料为45钢，许用扭转切应力 [τ] = 30MPa，扭转截面系数 Wₜ = πd³/16。 （1）由扭转强度公式计算所需最小轴径 d（公式：T = 9550P/n N·m，τ = T/Wₜ ≤ [τ]）；（3分） （2）轴上安装滚动轴承（内径系列参考：d=35,40,45,50,55mm），根据计算结果选取合适的标准轴径；（2分） （3）说明该轴在工作中主要承受哪些载荷，属于什么类型的轴；（2分） （4）为提高轴的疲劳强度，在轴的结构设计中应注意哪些问题？（3分） *本卷完　请检查作答情况* *本卷完　请认真检查作答情况* 原创精品资源学科网独家享有版权， 学科网（北京）股份有限公司 $ 《机械基础》45分钟专业模拟卷 江苏省（职教高考）机电类（解析版） 第04卷【新考纲】 考试范围：螺旋传动 · 连接（键、销） · 轴与轴承 总分：100分　时间：45分钟 一、单项选择题（每题2分，共40分） 1. 螺旋传动中，常用于传递动力和运动的螺纹类型是（　　）。 A. 三角形螺纹 B. 矩形螺纹 C. 梯形螺纹 D. 锯齿形螺纹 【答案】C 【解析】梯形螺纹的牙型为等腰梯形，牙根强度高，对中性好，且易于加工，是螺旋传动中传递动力和运动最常用的螺纹类型。三角形螺纹主要用于连接（紧固件），矩形螺纹已淘汰，锯齿形螺纹仅适用于单向传动。 2. 螺旋传动的导程与螺距的关系是（　　）。 A. 导程 = 螺距 B. 导程 = 螺距 × 线数 C. 导程 = 螺距 / 线数 D. 两者相等 【答案】B 【解析】导程是指同一条螺旋线上相邻两牙对应点的轴向距离。单线螺纹导程=螺距；多线螺纹（n线）导程=螺距×线数。如双线螺纹螺距6mm，则导程=12mm。 3. 螺旋传动的自锁条件是（　　）。 A. 螺旋升角 ≥ 摩擦角 B. 螺旋升角 ≤ 摩擦角 C. 螺旋升角 = 摩擦角 D. 与摩擦角无关 【答案】B 【解析】螺旋传动自锁的条件是螺旋升角γ ≤ 当量摩擦角φ'。此时无论加多大的轴向力，都不能使螺母自行转动，常用于起重器、夹具等场合。 4. 普通螺纹的牙型角为（　　）。 A. 30° B. 45° C. 55° D. 60° 【答案】D 【解析】普通螺纹（公制螺纹）的牙型角为60°，牙型为等边三角形。梯形螺纹牙型角为30°。注意区分：普通螺纹用于连接，梯形螺纹用于传动。 5. 平键连接的主要功用是（　　）。 A. 轴向固定 B. 传递转矩 C. 既轴向固定又传递转矩 D. 密封 【答案】B 【解析】平键连接靠键的两侧面与键槽配合来传递转矩，键的顶面与轮毂槽底面有间隙，不接触。轴向固定需要其他零件（如轴端挡圈、套筒等）来实现。 6. 平键连接中，键与键槽的配合关系是（　　）。 A. 键的两侧面与键槽配合，键的顶面不接触 B. 键的顶面与键槽配合，键的两侧面不接触 C. 键的各面均与键槽紧密配合 D. 键的底面与键槽配合 【答案】A 【解析】平键的工作面是两侧面，靠两侧面的挤压传递转矩。键的顶面与轮毂槽底面留有间隙，这是平键与楔键的本质区别之一。 7. 半圆键与平键相比，其特点是（　　）。 A. 传递转矩大 B. 能自动调位 C. 轴向固定好 D. 制造简单 【答案】B 【解析】半圆键的主要优点是能随轴与轮毂一起自动调位（键在轴上键槽中可略微摆动），装拆方便。但半圆键对轴削弱较大，传递转矩比平键小。 8. 销连接的主要用途是（　　）。 A. 传递大转矩 B. 定位和连接，以及安全保护 C. 只能用于定位 D. 只能用于传力 【答案】B 【解析】销连接的主要用途有三：①定位（固定两零件的相对位置）；②连接（连接两零件）；③安全保护（过载时销被剪断，保护重要零件）。传递大转矩是键连接的功用。 9. 阶梯轴的各轴段直径不同，其主要目的是（　　）。 A. 外形美观 B. 便于零件装拆和轴向定位 C. 节省材料 D. 提高转速 【答案】B 【解析】阶梯轴不同直径的轴肩可作为轴向定位面，便于轴承、齿轮等零件的安装、固定和拆卸，同时满足各轴段的不同强度要求。 10. 从受力角度分析，轴的横截面上哪种应力最危险（　　）。 A. 弯曲应力 B. 扭转切应力 C. 弯曲应力和扭转切应力的组合 D. 压应力 【答案】C 【解析】大多数轴（转轴）同时承受弯矩和转矩，其危险截面受到弯曲应力和扭转切应力的组合作用。设计时需按弯扭组合进行强度校核，仅考虑单一应力往往不够安全。 11. 滑动轴承与滚动轴承相比，优点是（　　）。 A. 起动摩擦力矩小 B. 径向尺寸小，适于高速重载 C. 维护方便 D. 不需要润滑 【答案】B 【解析】滑动轴承径向尺寸小（轴径方向只留有间隙），运转平稳，能承受较大的冲击载荷，适用于高速重载场合。滚动轴承的起动摩擦力矩更小，且需要润滑。 12. 滚动轴承代号6208中，"6"表示（　　）。 A. 轴承宽度系列 B. 轴承类型（深沟球轴承） C. 轴承精度等级 D. 内径尺寸 【答案】B 【解析】滚动轴承基本代号由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。"6"表示深沟球轴承，"2"表示调心球轴承，"3"表示圆锥滚子轴承，"N"表示圆柱滚子轴承。 13. 滚动轴承代号6208中，内孔直径为（　　）mm。 A. 8 B. 20 C. 40 D. 208 【答案】C 【解析】滚动轴承内径代号规则：代号×5=内径（当内径在20~480mm范围时）。08×5=40mm。该轴承内径为40mm，宽度系列为0，直径系列为2。 14. 能同时承受径向力和轴向力的轴承是（　　）。 A. 深沟球轴承 B. 推力球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 滚针轴承 【答案】A 【解析】深沟球轴承主要承受径向力，同时也能承受一定的双向轴向力（因内外圈沟道较深）。推力球轴承只能承受轴向力；圆柱滚子轴承和滚针轴承只能承受径向力。 15. 联轴器的主要作用是（　　）。 A. 传递转矩，连接两轴 B. 切断传动，保护设备 C. 改变转向 D. 减速 【答案】A 【解析】联轴器的主要作用是将两根轴连接在一起并传递转矩，是一个整体。切断传动和保护设备是制动器和安全联轴器的功能；改变转向需要齿轮或带轮等传动件。 16. 离合器与联轴器的主要区别是（　　）。 A. 离合器能传递更大的转矩 B. 离合器在工作中可以随时结合或分离 C. 联轴器可以过载保护 D. 两者没有区别 【答案】B 【解析】离合器与联轴器的本质区别在于：离合器可在机器运转中随时接合或分离（控制连接状态），而联轴器连接后两轴始终同步转动。只有安全离合器才有过载保护功能。 17. 梯形螺纹的牙型角为（　　）。 A. 60° B. 55° C. 30° D. 45° 【答案】C 【解析】梯形螺纹的牙型角为30°，其牙型为等腰梯形，牙根强度高，对中性好，是应用最广的传动螺纹。注意与普通螺纹（60°）和锯齿形螺纹（33°）区分。 18. 轴的主要失效形式是（　　）。 A. 弯曲变形过大 B. 疲劳断裂 C. 表面腐蚀 D. 过热变形 【答案】B 【解析】轴在交变应力作用下，主要失效形式是疲劳断裂（占总失效的80%以上）。弯曲变形是刚度问题；表面腐蚀和过热变形相对次要，不是主要失效形式。 19. 在轴的结构设计中，轴肩的作用是（　　）。 A. 美化外观 B. 轴向定位 C. 减小应力集中 D. 增大刚度 【答案】B 【解析】轴肩（阶梯轴的径向台阶）的主要作用是实现轴上零件的轴向定位和固定。减小应力集中可通过过渡圆角实现，但轴肩本身高度要适当，既要可靠定位又不能太大。 20. 销连接中，圆锥销的优点是（　　）。 A. 制造简单 B. 安装方便，自锁性好，可多次拆装 C. 承受冲击载荷好 D. 适用于大尺寸连接 【答案】B 【解析】圆锥销具有1:50的锥度，装拆方便，自锁性好，可多次拆装而不影响定位精度。主要用于定位（带退拔孔的定位销），也用于安全装置中的过载保护件。 二、填空题答案 1. 螺旋传动主要类型：普通螺旋传动、差动螺旋传动和滚珠螺旋传动；效率最高的是滚珠螺旋传动。 【解析】滚珠螺旋传动用滚动体代替滑动摩擦，效率可达90%以上，但制造精度高、成本贵。 2. 普通螺旋传动，螺杆转一圈，螺母轴向移动距离为导程。 【解析】导程 = 螺距×线数，每转一圈移动一个导程。 3. 键连接按结构分为：平键、半圆键（弓形键）、楔键和切向键等类型。 4. 平键连接工作面是两侧面；楔键连接工作面是顶和底面。 【解析】平键靠侧面挤压传递转矩；楔键靠楔形的顶面和底面摩擦力传递，能实现轴向固定。 5. 滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。 6. 轴的类型：心轴（只受弯矩）、传动轴（只受转矩）、转轴（同时受弯矩和转矩）。 【解析】转轴是机器中最常见的轴（如减速器轴、电动机轴），同时承受弯矩和扭矩。 7. 制动器的主要作用是使运动的机械减速或停止，常用于起重机和汽车等设备中。 8. 联轴器按补偿能力分为刚性联轴器和挠性（弹性）联轴器两类。 【解析】刚性联轴器对轴的对中性要求高；挠性联轴器可补偿轴向、径向、角向偏差。 三、计算题答案 第1题 某螺旋千斤顶，螺纹为梯形螺纹，螺杆公称直径 d = 30mm，螺距 p = 6mm，双线（n=2）螺纹，摩擦系数 μ = 0.12。 【答案】 （1）导程：L = n·p = 2×6 = 12mm （2）螺旋升角： （3）自锁判断： 当量摩擦角 φ' ≈ 7.4° γ = 8.1° ＞ φ' = 7.4° ∴ γ ＞ φ'，该螺旋传动不自锁（可正反传动）。 【解析】自锁条件：γ ≤ φ'，本题γ略大于φ'，所以不自锁。若需自锁，需减小导程或增大摩擦因数。 第2题 某机床主轴上安装了一个标准平键，轴径 d = 50mm，键的截面尺寸 b×h = 14×9，键的工作长度 l = 70mm，轴传递转矩 T = 400N·m。 【答案】 （1）键连接工作压力： 工作长度 l = 70mm，键高 h = 9mm，取 h/2 = 4.5mm （2）安全性判断： p = 50.8 MPa ＜ [σ]p = 100 MPa ∴ 该键连接安全，强度满足要求。 【解析】平键连接强度计算主要校核挤压强度，公式中h/2为键的有效接触高度。 四、简答题答案 第1题 试比较平键、楔键、花键三种键连接的工作原理、特点及适用场合。 | 比较项目 | 平键 | 楔键 | 花键 | |---------|------|------|------| | 工作面 | 两侧面 | 顶面和底面 | 多个键齿侧面 | | 工作原理 | 侧面挤压传递转矩 | 靠楔紧摩擦传递转矩和轴力 | 多齿均匀传递大转矩 | | 对中性 | 好 | 较差（有偏心） | 最好 | | 轴向固定 | 不能 | 能 | 不能（导向时能滑动） | | 适用场合 | 一般传动，对中要求高 | 载荷不大、对中要求低 | 重载、高精度、滑移连接 | 第2题 轴为什么经常做成阶梯形？阶梯轴的结构设计应满足哪些要求？ 【答案】 阶梯轴的原因：便于轴上零件（轴承、齿轮、轮毂等）的定位、安装和拆卸；轴肩可作轴向定位面，锁紧零件。 阶梯轴结构设计要求： ① 装配方便：轴上各零件应能顺序装入或取出，避免相互干涉； ② 定位可靠：轴肩高度适当，能可靠限制零件轴向移动； ③ 应力集中小：截面突变处应有过渡圆角，避免尖锐切口； ④ 加工方便：尽量减少加工面，轴径变化尽量少； ⑤ 强度足够：危险截面（弯矩和扭矩最大处）要有足够的尺寸。 五、综合应用题答案 【答案】 （1）计算转矩和最小轴径： （2）选取标准轴径： 计算最小直径约为58.7mm，考虑弯矩影响取放大系数约1.05~1.1，实际直径应适当加大。从标准轴径系列（35、40、45、50、55mm均不够）选取60mm或65mm（超出题给选项，应选≥58.7mm的标准值，实际工程取60mm）。 （3）载荷类型： 该减速器输出轴同时承受齿轮传递的弯矩（径向力和切向力引起）和传递功率的扭矩，属于转轴（最常见的轴型，同时受弯矩和转矩）。 （4）提高疲劳强度的措施： ① 减小应力集中：截面尺寸变化处采用圆角过渡（避免尖角），键槽底部圆角； ② 提高表面质量：轴的危险截面处精加工，降低表面粗糙度，减少微观裂纹； ③ 表面强化处理：如高频淬火、渗碳、喷丸等，使表层产生压应力，提高疲劳极限； ④ 合理选材：选用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）替代普通碳钢。 *本卷完* *本卷完　请认真检查作答情况* 原创精品资源学科网独家享有版权， 学科网（北京）股份有限公司 $