第41练 轴的结构（二） 江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第41练，内容为：轴上零件周向固定、轴系轴向固定及结构工艺性。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第41练 轴的结构（二） 一、单项选择题 1. 在轴和轴上零件的连接中，利用键和键槽传递转矩的是（ ） A. 螺纹连接 B. 销连接 C. 联轴器连接 D. 键连接 【答案】D 【解析】在轴和轴上零件的连接中，利用键和键槽传递转矩的是键连接 2. 对于如图（缺图）所示的减速器，下列表述中正确的是（ ） A. 将低速轴的结构设计成阶梯形的主要目的是便于加工 B. 低速轴上的齿轮靠键连接实现周向固定并传递转矩 C. 轴承内圈与轴采用过盈配合连接，一般用锤子和铜棒沿轴承内圈四周将轴承敲出 D. 低速轴上的齿轮和轴承用套筒实现轴向定位，适宜在高速下工作 【答案】B 3. 不能实现周向固定的是（ ） A. 轴套 B. 楔键连接 C. 销连接 D. 紧定螺钉连接 【答案】A 【解析】轴套主要用于支承、定位或保护轴，不能实现零件与轴之间的周向固定；楔键连接、销连接和紧定螺钉连接均能实现周向固定，故选A。 4. 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。 二、多项选择题 5. 在轴的固定方式中，定位可靠、可承受较大的轴向力的固定方式有（ ） A. 弹性挡圈 B. 键连接 C. 轴肩、轴环 D. 圆螺母 【答案】CD 【解析】弹性挡圈承受轴向力的能力较小，不能承受较大的轴向力；键连接主要用于轴上零件的周向固定，不能作为承受较大轴向力的主要固定方式。轴肩、轴环和圆螺母定位可靠，能够承受较大的轴向力，故选C、D。 6. 以下轴上零件的固定方法中，能同时起到轴向和周向固定的有（ ） A. 花键 B. 销钉连接 C. 圆螺母 D. 过盈配合 【答案】BD 【解析】销钉连接和过盈配合既能限制轴上零件的轴向移动，又能限制其周向转动，可同时实现轴向和周向固定；花键主要用于周向固定，圆螺母主要用于轴向固定，故选B、D。 7. 轴上零件的固定方式包括（ ） A. 轴肩、轴环 B. 圆螺母 C. 圆锥面 D. 滑动轴承 【答案】ABC 【解析】轴肩和轴环、圆螺母、圆锥面均可用于轴上零件的固定；滑动轴承属于支承零件，不属于轴上零件的固定方式，故选A、B、C。 三、判断题 8. 当轴上零件需要频繁拆装且承受的轴向力较小时，采用弹性挡圈进行轴向固定较为合适。（ ） 【答案】正确 【解析】弹性挡圈安装和拆卸方便，适用于轴向载荷较小、需要便于维修的场合；承受较大轴向力时，通常应采用轴肩、轴环或圆螺母等定位结构。 9. 轴上的多个键槽应布置成相互位置为 。（ ） 【答案】错误 【解析】轴上的多个键槽应布置在同一母线上。 四、综合应用题 10. 某减速器输出轴采用平键传递转矩。轴上齿轮安装处轴径为50 mm，传递转矩为480 N·m，选用普通平键，键宽b为16 mm，键高h为10 mm。键材料的许用剪切应力[τ]为60 MPa，许用挤压应力[p]为120 MPa。齿轮位于轴肩与隔套之间，轴端采用圆螺母轴向压紧；设计图中轴肩根部未设置退刀槽，键槽一直加工至轴肩处。回答下列问题：（1）分别按剪切强度和挤压强度计算平键所需的最小工作长度，并确定应取的最小键长。（2）判断齿轮采用平键周向固定、轴肩与隔套配合圆螺母轴向固定的方案是否合理，并说明齿轮轴向力的传递路径。（3）指出该轴结构工艺性方面存在的两处问题，并提出相应的改进措施。 【答案】（1）转矩T=480 N·m=480000 N·mm。按剪切强度计算，平键所需最小工作长度为lτ=2T/[d b[τ]]=2×480000÷（50×16×60）=20 mm。按挤压强度计算，平键所需最小工作长度为lp=4T/[d h[p]]=4×480000÷（50×10×120）=32 mm。因此，平键所需最小工作长度为32 mm。实际键长应根据键端形式确定：若采用圆头普通平键，工作长度l=L-b，故实际键长的最小值为Lmin=32+16=48 mm，应按标准规格选取不小于48 mm的键长；若采用方头键且工作长度等于实际键长，则实际键长不小于32 mm。由于题目未明确键端形式及标准键长系列，不能唯一确定具体标准键长。（2）该方案基本合理。平键用于限制齿轮与轴之间的相对转动，实现周向固定；轴肩、隔套和圆螺母用于限制齿轮的轴向移动，实现轴向固定。齿轮轴向力的传递方向取决于轴向力方向：齿轮受到的轴向力先经齿轮端面传给轴肩或隔套，再经轴、轴承内圈、轴承滚动体和轴承外圈传至箱体；反向受力时，力经圆螺母、隔套或轴肩传至轴，再经轴承传至箱体。（3）问题一：轴肩根部未设置退刀槽，车削加工时可能产生刀具干涉，且轴肩根部容易产生较大的应力集中。改进措施：设置适当的退刀槽，并按强度要求设计过渡圆角。问题二：键槽一直加工至轴肩处，不利于刀具进退和键槽加工。改进措施：在键槽末端设置工艺退刀空间，或采用与加工方法相适应的键槽结构。 【解析】（1）T=480000N·mm。剪切：lτ=2T/(db[τ])=20mm；挤压：lp=4T/(dh[p])=32mm，取工作长度32mm。圆头键L≥32+16=48mm，方头键L≥32mm，按标准选取。（2）方案基本合理：平键传递转矩并周向定位，轴肩、隔套及圆螺母轴向定位。轴向力经齿轮端面、轴肩或隔套传至轴，再经轴承传至箱体，反向时经圆螺母等传递。（3）轴肩根部应设退刀槽和过渡圆角；键槽末端应设退刀空间或采用适宜的键槽结构。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第41练，内容为：轴上零件周向固定、轴系轴向固定及结构工艺性。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第41练 轴的结构（二） 一、单项选择题 1. 在轴和轴上零件的连接中，利用键和键槽传递转矩的是（ ） A. 螺纹连接 B. 销连接 C. 联轴器连接 D. 键连接 2. 对于如图（缺图）所示的减速器，下列表述中正确的是（ ） A. 将低速轴的结构设计成阶梯形的主要目的是便于加工 B. 低速轴上的齿轮靠键连接实现周向固定并传递转矩 C. 轴承内圈与轴采用过盈配合连接，一般用锤子和铜棒沿轴承内圈四周将轴承敲出 D. 低速轴上的齿轮和轴承用套筒实现轴向定位，适宜在高速下工作 3. 不能实现周向固定的是（ ） A. 轴套 B. 楔键连接 C. 销连接 D. 紧定螺钉连接 4. 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 二、多项选择题 5. 在轴的固定方式中，定位可靠、可承受较大的轴向力的固定方式有（ ） A. 弹性挡圈 B. 键连接 C. 轴肩、轴环 D. 圆螺母 6. 以下轴上零件的固定方法中，能同时起到轴向和周向固定的有（ ） A. 花键 B. 销钉连接 C. 圆螺母 D. 过盈配合 7. 轴上零件的固定方式包括（ ） A. 轴肩、轴环 B. 圆螺母 C. 圆锥面 D. 滑动轴承 三、判断题 8. 当轴上零件需要频繁拆装且承受的轴向力较小时，采用弹性挡圈进行轴向固定较为合适。（ ） 9. 轴上的多个键槽应布置成相互位置为 。（ ） 四、综合应用题 10. 某减速器输出轴采用平键传递转矩。轴上齿轮安装处轴径为50 mm，传递转矩为480 N·m，选用普通平键，键宽b为16 mm，键高h为10 mm。键材料的许用剪切应力[τ]为60 MPa，许用挤压应力[p]为120 MPa。齿轮位于轴肩与隔套之间，轴端采用圆螺母轴向压紧；设计图中轴肩根部未设置退刀槽，键槽一直加工至轴肩处。回答下列问题：（1）分别按剪切强度和挤压强度计算平键所需的最小工作长度，并确定应取的最小键长。（2）判断齿轮采用平键周向固定、轴肩与隔套配合圆螺母轴向固定的方案是否合理，并说明齿轮轴向力的传递路径。（3）指出该轴结构工艺性方面存在的两处问题，并提出相应的改进措施。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $