第9练 键连接（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9练，内容为：平键、半圆键、楔键等连接的特点、应用和失效分析。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第9练 键连接（二） 一、单项选择题 1. 阶梯轴的中部需装配齿轮，应选择的键联接形式为（ ） A. 普通平键 B. 半圆键 C. 导向平键 D. 矩形花键 【答案】A 【解析】阶梯轴的中部装配齿轮时，通常采用普通平键连接。普通平键结构简单、装拆方便，适用于轴与轮毂之间传递转矩，故选A。 2. 下列哪种连接属于不可拆连接（ ） A. 螺纹连接 B. 键连接 C. 焊接 D. 销连接 【答案】C 【解析】螺纹连接、键连接和销连接均可拆卸，焊接连接通过焊缝将零件永久连接，拆卸时通常会破坏连接处，因此属于不可拆连接，故选C。 3. 用于轴的端部的平键是（ ） A. 双圆头普通平键 B. 平头普通平键 C. 半圆键 D. 单圆头普通平键 【答案】D 【解析】单圆头普通平键的一端为圆头、另一端为平头，适用于轴的端部；双圆头普通平键和平头普通平键通常用于轴的中部，半圆键不属于普通平键。因此应选D。 4. 对轴和轮毂的强度削弱较小的平键连接是（ ） A. 平键连接 B. 半圆键连接 C. 楔键连接 D. 薄型平键连接 【答案】D 【解析】薄型平键的高度较小，所需键槽较浅，因此对轴和轮毂的强度削弱较小，适用于轴径较小或对轴强度削弱要求较高的场合。半圆键键槽较深，通常会削弱轴的强度，故选D。 二、多项选择题 5. 下列属于可拆卸连接的有（ ） A. 铆接 B. 焊接 C. 键连接 D. 螺栓连接 【答案】CD 【解析】可拆卸连接是指不损坏零件就能分离的连接。键连接可通过拆卸轴或轮毂分离，螺栓连接可通过拆卸螺栓分离，因此C、D正确；铆接和焊接拆卸时通常会损坏零件，属于不可拆卸连接，因此A、B错误。故选C、D。 6. 下列哪两种连接方式具有结构简单、装拆方便的特点（ ） A. 螺纹连接 B. 焊接连接 C. 胶接 D. 键连接 【答案】AD 【解析】螺纹连接利用螺纹实现连接，具有结构简单、装拆方便的特点；键连接用于轴与轮毂之间的连接，同样具有结构简单、装拆方便的特点。焊接连接和胶接通常不便于拆卸，故选A、D。 7. 某轴的直径为50 mm，传递转矩为1.2 kN·m，采用普通平键连接，键的尺寸为14 mm×9 mm×70 mm。若许用剪切应力为60 MPa，许用挤压应力为120 MPa，下列说法正确的是（ ） A. 平键靠侧面传递转矩 B. 剪切约49 MPa，挤压约152 MPa C. 半圆键靠楔紧传递转矩 D. 楔键高速旋转且不偏心 【答案】AB 【解析】平键靠侧面传递转矩。F=2T/d=48000 N，τ≈49 MPa，σ≈152 MPa，故A、B正确。 三、判断题 8. 同一轴上键槽应布置在轴的同一母线上（ ） 【答案】正确 【解析】同一轴上各键槽布置在同一母线上，可使轮毂上的键槽相互对齐，便于安装，并有利于保持轴的受力平衡，因此说法正确。 9. 楔键连接在键连接中是连接精度较低的连接。（ ） 【答案】正确 【解析】楔键连接靠摩擦力传递转矩，安装时易破坏轴与轮毂的对中性，连接精度较低。 四、综合应用题 10. 某机械传动装置采用普通平键连接，轴的直径为40 mm，传递转矩为600 N·m。所用平键的宽度为12 mm，高度为8 mm，长度为50 mm。已知平键受剪面积按宽度与长度的乘积计算，挤压接触高度按键高的一半计算；该连接的许用剪切应力为60 MPa，许用挤压应力为120 MPa。设备工作时需要频繁正、反转，且轮毂安装在圆柱轴上，不承受轴向载荷。（1）计算键所受的圆周力、剪切应力和挤压应力，并判断该平键连接是否满足强度要求。（2）在平键、半圆键和楔键中，判断该设备最适合采用哪一种键连接，并说明理由。（3）针对计算结果，提出两项改进措施，并说明楔键不宜作为本设备优先替代方案的主要原因。 【答案】（1）转矩换算为600 N·m等于600000 N·mm。键所受圆周力为F等于2T/d，代入得F等于2×600000÷40等于30000 N。剪切应力为τ等于F/(bl)，代入得τ等于30000÷(12×50)等于50 MPa。挤压应力为σ等于F/[(h/2)l]，代入得σ等于30000÷[(8÷2)×50]等于150 MPa。剪切应力小于许用值，但挤压应力大于许用值，连接不满足强度要求。（2）应选用平键。平键适用于圆柱轴与轮毂的连接，具有对中性较好、装拆方便的特点，能够适应频繁正反转；半圆键键槽较深，会削弱轴的强度，通常适合较小载荷或锥形轴连接；楔键会产生楔紧作用，容易造成轮毂偏心，不利于频繁换向和精确传动。（3）可适当增加键的有效长度，或按标准选用较大截面的平键；也可在轴和轮毂强度允许时改用花键连接。楔键依靠楔紧传递转矩，装配后容易使轮毂产生偏心，影响传动精度和运转平稳性。 【解析】T=600000 N·mm，F=2T/d=30000 N；τ=50 MPa<60 MPa，σ=150 MPa>120 MPa，故连接不满足强度要求。频繁换向的圆柱轴应选平键；半圆键削弱轴，楔键易使轮毂偏心。可增大键长或截面，必要时改用花键。 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9练，内容为：平键、半圆键、楔键等连接的特点、应用和失效分析。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第9练 键连接（二） 一、单项选择题 1. 阶梯轴的中部需装配齿轮，应选择的键联接形式为（ ） A. 普通平键 B. 半圆键 C. 导向平键 D. 矩形花键 2. 下列哪种连接属于不可拆连接（ ） A. 螺纹连接 B. 键连接 C. 焊接 D. 销连接 3. 用于轴的端部的平键是（ ） A. 双圆头普通平键 B. 平头普通平键 C. 半圆键 D. 单圆头普通平键 4. 对轴和轮毂的强度削弱较小的平键连接是（ ） A. 平键连接 B. 半圆键连接 C. 楔键连接 D. 薄型平键连接 二、多项选择题 5. 下列属于可拆卸连接的有（ ） A. 铆接 B. 焊接 C. 键连接 D. 螺栓连接 6. 下列哪两种连接方式具有结构简单、装拆方便的特点（ ） A. 螺纹连接 B. 焊接连接 C. 胶接 D. 键连接 7. 某轴的直径为50 mm，传递转矩为1.2 kN·m，采用普通平键连接，键的尺寸为14 mm×9 mm×70 mm。若许用剪切应力为60 MPa，许用挤压应力为120 MPa，下列说法正确的是（ ） A. 平键靠侧面传递转矩 B. 剪切约49 MPa，挤压约152 MPa C. 半圆键靠楔紧传递转矩 D. 楔键高速旋转且不偏心 三、判断题 8. 同一轴上键槽应布置在轴的同一母线上（ ） 9. 楔键连接在键连接中是连接精度较低的连接。（ ） 四、综合应用题 10. 某机械传动装置采用普通平键连接，轴的直径为40 mm，传递转矩为600 N·m。所用平键的宽度为12 mm，高度为8 mm，长度为50 mm。已知平键受剪面积按宽度与长度的乘积计算，挤压接触高度按键高的一半计算；该连接的许用剪切应力为60 MPa，许用挤压应力为120 MPa。设备工作时需要频繁正、反转，且轮毂安装在圆柱轴上，不承受轴向载荷。（1）计算键所受的圆周力、剪切应力和挤压应力，并判断该平键连接是否满足强度要求。（2）在平键、半圆键和楔键中，判断该设备最适合采用哪一种键连接，并说明理由。（3）针对计算结果，提出两项改进措施，并说明楔键不宜作为本设备优先替代方案的主要原因。 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 $