第8卷 连接（上）——键、销与花键连接 山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第8卷 连接（上）——键、销与花键连接 单元过关卷《机械基础》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 在需要经常拆卸且对轴与轮毂连接的对中性有一定要求的场合，以下哪种键连接方式更为合适（ ） A. 切向键连接 B. 钩头楔键连接 C. 普通平键连接 D. 花键连接 2. 键的选择应考虑轴和零件的什么因素( ) A. 直径 B. 材料 C. 长度 D. 所有选项都对 3. 某键的标记为“键GB/T1096—2003 C10×8×80”，则该键的宽度为______mm（ ） A. 10 B. 72 C. 8 D. 80 4. 下列______属于松键联接（ ） A. 楔键联接和半圆键联接 B. 平键联接和半圆键联接 C. 半圆键联接和切向键联接 D. 楔键联接和切向键联接 5. 在减速箱装配图中，轴Ⅰ和齿轮中键的标记为“键12×30GB/T 1096”，关于该键连接说法正确的是 ( ) A. 根据键的连接类型，该键属于楔键连接 B. 该键连接采用的是A型平键，键高为12 mm，键长为30 mm C. 在轴上零件的固定方式上，该键连接属于轴向固定方式 D. 该键在选用过程中，最先考虑的因素是该轴段的直径，其次是轴段的长度 6. 普通平键的工作面是（ ） A. 上表面 B. 下表面 C. 两侧面 D. 上、下两面 7. 下列选项中，工作面为上、下表面的连接是（ ） A. 楔键连接和半圆键连接 B. 平键连接和半圆键连接 C. 半圆键连接和切向键连接 D. 楔键连接和切向键连接 8. 结构简单，承载不大，但要求同时对轴向与周向都固定的连接应为用（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 销连接 D. 轴肩 9. 楔键联结对轴上零件能做周向固定，且______。（ ） A. 不能承受轴向力 B. 能够承受双向轴向力 C. 能够承受单方向轴向力 D. 以上都不对 10. 如图所示键联接是（ ） A. 楔键联接 B. 切向键联接 C. 平键联接 D. 半圆键联接 11. 导向平键的长度一般（ ） A. 与轮毂长度相等 B. 短于轮毂长度 C. 长于轮毂长度 D. 无要求 12. GB/T1096 键B 中的键是指（ ） A. 平头普通平键 B. 圆头普通平键 C. 单圆头普通平键 D. 半圆键 13. 普通平键根据______不同，可分为A型，B型和C型三种（ ） A. 尺寸大小 B. 端部形状 C. 截面形状 D. 链的长短 14. 平键标记：键 B16×10×70 GB 1096—2003，其中“16”和“70”分别表示（ ） A. 键宽和键长 B. 键高和键长 C. 键宽和轴径 D. 键槽宽和键长 15. 如图所示为减速箱示意图，下列表述正确的是（ ） A. 齿轮和滚动轴承用套筒实现轴向定位，由于套筒与轴之间存在间隙，故在轴高速运转情况下不宜使用 B. 图中齿轮轴，是在齿轮齿顶圆直径与轴径很接近时，常采用的一种圆柱齿轮结构 C. 图中齿轮靠普通平键实现周向固定，键的工作面为上下两面，对中性好，装拆方便，适用于高速、较高精度以及承受交变载荷、冲击载荷的场合 D. 图中轴承采用深沟球轴承，代号为6202，宽度系列代号为2，直径系列代号为0，内径为10 mm 16. 当键的截面尺寸和长度尺寸都一定时，挤压面积最大的是（ ） A. 圆头平键 B. 平头平键 C. 单圆头平键 D. 导向平键 17. 圆锥销的锥度是（ ） A. 1：100 B. 1：50 C. 1：16 D. 不确定 18. ______不是销的作用（ ） A. 定位作用 B. 连接作用 C. 安全作用 D. 支承作用 19. 销连接通常用于以下哪种情况（ ） A. 传递扭矩和防止轴相对转动 B. 临时固定两个部件 C. 提高连接的密封性 D. 实现永久固定 20. 对花键的描述错误的是（ ） A. 定心精度高 B. 导向性差 C. 承载能力强 D. 能传递较大的转矩 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 带斜度的键，其斜面就是工作面。（ ） 22. 半圆键属于紧键联接，常用于锥型轴的轴端。（ ） 23. 该轴两端使用键连接进行轴向定位，用于传递转矩。 （ ） 24. 导向平键的长度根据轴上零件滑动的距离确定。（ ） 25. 平键的工作面是上下两面。（ ） 26. 平键联接的工作表面为键的两个侧面和上下两个底面。（ ） 27. 圆柱销与销孔之间必须采用过盈配合。（ ） 28. 销有多种类型，基本类型为圆柱销和圆锥销两种（ ） 29. 圆锥销的锥度使其具有自锁性。（ ） 30. 销连接适合需要频繁拆卸和重新组装的场合。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 请说明半圆键在连接方面有哪些特点以及它相较于其他类型键（如普通平键）的优势所在。 32. 简述定位销的作用以及它在哪些常见场景中会被使用。 33. 简述花键的类型，花键联接的优缺点。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 图示为套筒联轴器连接的两轴，已知轴径 20 mm，安全销材料为 30 钢，抗剪强度极限 360 MPa，传动轴传递的转矩的最大值为120 N·m，为保证安全工作，试设计安全销的直径的范围。 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第8卷 连接（上）——键、销与花键连接 单元过关卷《机械基础》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 在需要经常拆卸且对轴与轮毂连接的对中性有一定要求的场合，以下哪种键连接方式更为合适（ ） A. 切向键连接 B. 钩头楔键连接 C. 普通平键连接 D. 花键连接 【答案】C 【解析】普通平键连接靠侧面传递转矩，装拆方便，对中性也能满足一般要求，常用于需经常拆卸的情况。切向键和钩头楔键对中性稍差，花键虽对中性好但拆卸相对复杂些，所以选C。 2. 键的选择应考虑轴和零件的什么因素( ) A. 直径 B. 材料 C. 长度 D. 所有选项都对 【答案】D 【解析】键的选择应考虑轴和零件的直径、材料和长度等因素。 3. 某键的标记为“键GB/T1096—2003 C10×8×80”，则该键的宽度为______mm（ ） A. 10 B. 72 C. 8 D. 80 【答案】A 【解析】键GB/T1096—2003 ——国标编号，名称“键” 。 C——一头方形，一头为半圆柱形的键。10×8×80——键宽×键高×键长故选A 4. 下列______属于松键联接（ ） A. 楔键联接和半圆键联接 B. 平键联接和半圆键联接 C. 半圆键联接和切向键联接 D. 楔键联接和切向键联接 【答案】B 【解析】楔键联接和切向键联接都是紧键联接。 5. 在减速箱装配图中，轴Ⅰ和齿轮中键的标记为“键12×30GB/T 1096”，关于该键连接说法正确的是 ( ) A. 根据键的连接类型，该键属于楔键连接 B. 该键连接采用的是A型平键，键高为12 mm，键长为30 mm C. 在轴上零件的固定方式上，该键连接属于轴向固定方式 D. 该键在选用过程中，最先考虑的因素是该轴段的直径，其次是轴段的长度 【答案】D 【解析】“键12×30GB/T 1096”表示普通平键的宽度为12 mm、长度为30 mm，通常根据轴径先确定键的截面尺寸，再根据轮毂长度和连接要求确定键长。因此，键的选用一般首先考虑轴段直径，其次考虑轴段长度，D项正确。普通平键属于平键连接，不是楔键连接；标记中的12不是键高；键连接主要用于传递转矩和周向固定，不能单独作为轴向固定方式。 6. 普通平键的工作面是（ ） A. 上表面 B. 下表面 C. 两侧面 D. 上、下两面 【答案】C 【解析】普通平键依靠键的两个侧面与轴槽、轮毂槽侧面接触来传递转矩，两个侧面为工作面。键的上表面与轮毂键槽底面通常留有间隙，下表面与轴槽底面也不作为主要传力面，因此选C。 7. 下列选项中，工作面为上、下表面的连接是（ ） A. 楔键连接和半圆键连接 B. 平键连接和半圆键连接 C. 半圆键连接和切向键连接 D. 楔键连接和切向键连接 【答案】D 【解析】楔键和切向键都是依靠键的上、下表面楔紧或压紧来传递转矩，工作面为上、下表面。平键和半圆键均主要依靠键的两个侧面传递转矩，因此D项正确。 8. 结构简单，承载不大，但要求同时对轴向与周向都固定的连接应为用（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 销连接 D. 轴肩 【答案】C 【解析】平键连接和花键连接只能周向固定，轴肩只能轴向固定。销连接可以同时对轴向与周向都固定，且结构简单，承载不大。选C 9. 楔键联结对轴上零件能做周向固定，且______。（ ） A. 不能承受轴向力 B. 能够承受双向轴向力 C. 能够承受单方向轴向力 D. 以上都不对 【答案】C 【解析】楔键联结对轴上零件能作周向固定，且能承受单方向轴向力。 10. 如图所示键联接是（ ） A. 楔键联接 B. 切向键联接 C. 平键联接 D. 半圆键联接 【答案】C 【解析】图中所示是典型的平键连接图 11. 导向平键的长度一般（ ） A. 与轮毂长度相等 B. 短于轮毂长度 C. 长于轮毂长度 D. 无要求 【答案】C 【解析】导向平键要保证在轮毂移动过程中始终有效连接，所以长度长于轮毂长度，A、B、D选项不符合要求。 12. GB/T1096 键B 中的键是指（ ） A. 平头普通平键 B. 圆头普通平键 C. 单圆头普通平键 D. 半圆键 【答案】A 【解析】B型平键也叫平头平键或方头平键。 13. 普通平键根据______不同，可分为A型，B型和C型三种（ ） A. 尺寸大小 B. 端部形状 C. 截面形状 D. 链的长短 【答案】B 【解析】普通平键根据端部形状的不同，可分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种。 14. 平键标记：键 B16×10×70 GB 1096—2003，其中“16”和“70”分别表示（ ） A. 键宽和键长 B. 键高和键长 C. 键宽和轴径 D. 键槽宽和键长 【答案】A 【解析】平键标记“键 B16×10×70 GB 1096—2003”中，B表示平键端部形式，16、10、70依次表示键宽、键高和键长。因此，“16”和“70”分别表示键宽和键长，选A。 15. 如图所示为减速箱示意图，下列表述正确的是（ ） A. 齿轮和滚动轴承用套筒实现轴向定位，由于套筒与轴之间存在间隙，故在轴高速运转情况下不宜使用 B. 图中齿轮轴，是在齿轮齿顶圆直径与轴径很接近时，常采用的一种圆柱齿轮结构 C. 图中齿轮靠普通平键实现周向固定，键的工作面为上下两面，对中性好，装拆方便，适用于高速、较高精度以及承受交变载荷、冲击载荷的场合 D. 图中轴承采用深沟球轴承，代号为6202，宽度系列代号为2，直径系列代号为0，内径为10 mm 【答案】B 【解析】齿轮轴是将齿轮与轴制成一体的结构，通常在齿轮齿顶圆直径与轴径接近、采用分体式齿轮不便或不经济时使用，因此B项正确。齿轮和滚动轴承可利用轴肩、套筒等实现轴向定位，套筒与轴之间的间隙并不必然导致其不能用于高速运转，A项说法错误。普通平键依靠两个侧面传递转矩，工作面不是上、下两面，C项错误。深沟球轴承6202中的“6”表示深沟球轴承，“2”表示直径系列，末两位“02”表示内径15 mm，因此D项错误。 16. 当键的截面尺寸和长度尺寸都一定时，挤压面积最大的是（ ） A. 圆头平键 B. 平头平键 C. 单圆头平键 D. 导向平键 【答案】B 【解析】在键的截面尺寸和长度均相同的条件下，平头平键两端均为平面，可充分利用键的全长形成挤压接触，挤压面积最大。圆头或单圆头平键的端部为圆弧，端部不能完全形成有效挤压接触；导向平键主要用于轴向移动，挤压面积并不因此最大。因此选B。 17. 圆锥销的锥度是（ ） A. 1：100 B. 1：50 C. 1：16 D. 不确定 【答案】B 【解析】标准圆锥销的锥度为1∶50，即销的直径每增加或减少50个单位长度，轴向尺寸相应变化1个单位长度，因此选B。 18. ______不是销的作用（ ） A. 定位作用 B. 连接作用 C. 安全作用 D. 支承作用 【答案】D 【解析】销主要用于定位、连接和安全保护。例如圆柱销、圆锥销可用于零件定位或连接，安全销可在过载时剪断以保护设备。支承作用通常由轴、轴承、支座等零件承担，不是销的主要作用，因此选D。 19. 销连接通常用于以下哪种情况（ ） A. 传递扭矩和防止轴相对转动 B. 临时固定两个部件 C. 提高连接的密封性 D. 实现永久固定 【答案】B 【解析】销连接通常用于临时固定两个部件，因为易于安装和拆卸。 20. 对花键的描述错误的是（ ） A. 定心精度高 B. 导向性差 C. 承载能力强 D. 能传递较大的转矩 【答案】B 【解析】花键的特点是定心精度高、承载能力强、能传递较大的转矩、导向性好。花键联接具有良好的导向性，这对于需要精确对中的动态联接至关重要。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 带斜度的键，其斜面就是工作面。（ ） 【答案】错误 【解析】带斜度的键属于楔键，斜面主要用于装入后产生楔紧作用，不是主要工作面。楔键通常依靠上、下表面的压紧和摩擦传递转矩，因此题干说法错误。 22. 半圆键属于紧键联接，常用于锥型轴的轴端。（ ） 【答案】错误 【解析】半圆键通常属于松键连接，主要依靠键的两个侧面传递转矩，常用于锥形轴端与轮毂的连接。其半圆形底部可使键在轴槽内转动或摆动，以适应锥形轴端键槽的倾斜变化，但这并不使其成为紧键。因此题干说法错误。 23. 该轴两端使用键连接进行轴向定位，用于传递转矩。 （ ） 【答案】错误 【解析】键连接的主要作用是实现轴与轮毂之间的周向固定并传递转矩，普通键连接通常不能承担轴向定位作用。轴向定位应依靠轴肩、套筒、挡圈、螺母等结构实现。因此题干将键连接说成用于轴向定位，表述错误。 24. 导向平键的长度根据轴上零件滑动的距离确定。（ ） 【答案】正确 【解析】导向平键要保证轴上零件能顺利滑动全程，其长度应大于零件滑动距离，否则零件滑动受限，无法实现导向功能，所以该题正确。 25. 平键的工作面是上下两面。（ ） 【答案】错误 【解析】普通平键的工作面是键的两个侧面，转矩通过侧面之间的挤压传递。键的上、下表面通常分别与轮毂槽底面和轴槽底面留有间隙或不作为主要工作面，因此题干说法错误。 26. 平键联接的工作表面为键的两个侧面和上下两个底面。（ ） 【答案】错误 【解析】平键连接中，键的两个侧面是传递转矩的工作面；键的上表面与轮毂键槽底面通常留有间隙，键的下表面与轴槽底面也不承担主要传力作用。因此工作面不是两个侧面和上下两个底面，题干说法错误。 27. 圆柱销与销孔之间必须采用过盈配合。（ ） 【答案】错误 【解析】圆柱销通常用于定位或连接。定位销常要求销与一个零件采用较紧的配合，而与另一个零件采用便于拆装的配合；具体可采用过盈配合、过渡配合或间隙配合，不能笼统规定销与销孔之间必须采用过盈配合。因此题干说法错误。 28. 销有多种类型，基本类型为圆柱销和圆锥销两种（ ） 【答案】错误 【解析】销有多种类型，基本类型为圆柱销和圆锥销、开口销三种 29. 圆锥销的锥度使其具有自锁性。（ ） 【答案】正确 【解析】圆锥销具有较小的标准锥度，通常为1∶50，锥度较小，装入后具有自锁性，能够可靠定位和连接，并可通过敲出方式拆卸。因此题干说法正确。 30. 销连接适合需要频繁拆卸和重新组装的场合。（ ） 【答案】正确 【解析】销连接可以灵活拆卸和重新组装，适合需要经常更换或调整的部件。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 请说明半圆键在连接方面有哪些特点以及它相较于其他类型键（如普通平键）的优势所在。 【答案】半圆键的底面为半圆柱面，顶部为平面，主要依靠两个侧面与轴槽、轮毂槽的侧面接触来传递转矩。由于半圆键可在轴上的半圆键槽内绕自身轴线转动或摆动，能够适应锥形轴端键槽的倾斜，安装和调整较方便，特别适用于锥形轴端与轮毂的连接。与普通平键相比，半圆键对轮毂键槽的安装适应性较好，定位和装配方便；但其轴槽较深，会削弱轴的强度，承载能力通常不如普通平键，因而不适用于传递很大转矩的连接。 【解析】半圆键又称楔形半圆键或伍德鲁夫键，其底部为半圆柱面而不是侧面为半圆形。工作时主要由键的两个侧面承受挤压并传递转矩。由于键可在轴的半圆键槽内摆动，能自动适应锥形轴端键槽的倾斜，因而安装方便，常用于锥形轴端与轮毂的连接。其缺点是轴槽较深，对轴的削弱较大，故承载能力和适用转矩通常低于普通平键。 32. 简述定位销的作用以及它在哪些常见场景中会被使用。 【答案】定位销的作用主要是固定零件之间的相对位置，确保各零件装配时处于准确的位置关系。常见场景如在机械加工中，用于定位夹具与机床工作台之间的相对位置，保证加工精度；在箱体类零件组装时，定位不同部件之间的准确位置，使得后续安装的其他零件能准确配合，像在发动机箱体组装过程中，定位缸体与缸盖等部件的相对位置等。 【解析】定位销用于确定和保持两个或多个零件之间的准确相对位置，防止装配后发生错位，并提高重复装配精度。常见应用包括箱体与箱盖的定位、夹具与机床工作台或夹具体的定位、模具上下模座的定位以及发动机缸体与缸盖等部件的装配定位。定位销主要承担定位作用，不应作为主要传递工作载荷的连接件。 33. 简述花键的类型，花键联接的优缺点。 【答案】（1）优点：花键连接为多齿工作，定心精度高、导向性好、承载能力强，能传递较大的转矩，连接可靠。（2）缺点：花键需专用设备加工、制造成本高。（3）种类：花键连接按齿形可分为矩形花键连接和渐开线花键连接。 【解析】（1）优点：花键连接为多齿工作，定心精度高、导向性好、承载能力强，能传递较大的转矩，连接可靠。 （2）缺点：花键需专用设备加工、制造成本高。 （3）种类：花键连接按齿形可分为矩形花键连接和渐开线花键连接。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 图示为套筒联轴器连接的两轴，已知轴径 20 mm，安全销材料为 30 钢，抗剪强度极限 360 MPa，传动轴传递的转矩的最大值为120 N·m，为保证安全工作，试设计安全销的直径的范围。 【答案】取安全销为单剪切，按题设力臂D计算：M=F D，因此F=M/D=120×103/20=6000 N。安全销剪切面积A=πd2/4，保证最大转矩下销的剪切应力不超过材料抗剪强度极限τb=360 MPa，有F/A≤τb，即6000/(πd2/4)≤360。解得d≥√(24000/(360π))≈4.61 mm。因此安全销直径应满足d≥4.61 mm；工程上可选用不小于4.61 mm的标准直径。 【解析】将转矩统一换算为N·mm：M=120 N·m=120000 N·mm。根据题设力臂D=20 mm，安全销所受剪力为F=M/D=120000/20=6000 N。单剪切时，销的剪切面积为A=πd2/4，剪切应力为τ=F/A=4F/(πd2)。为保证安全工作，应满足τ≤τb=360 MPa，因此4×6000/(πd2)≤360。由此得到d2≥24000/(360π)，即d≥4.61 mm。原答案中的“120/0”是将D=20 mm误写为0，且未完成不等式求解。 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 $