内蒙古（对口招生）机电类 《机械基础》项目八任务二 45分钟专题训练卷

内蒙古（对口招生）机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共205份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《电工技术基础与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）机电类 《机械基础》 项目八：支承零部件 任务二：轴的材料 时间：45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2分，共40分） 1. 下列材料中，不常用于制造轴的是（ ） A. 45钢 B. 40Cr C. HT200 D. 20CrMnTi 【答案】C 【解析】45钢、40Cr和20CrMnTi均为常用轴类材料。HT200为灰铸铁，脆性较大、抗冲击性能较差，不常用于制造轴，故选C。 2. 对于高负荷、重要的转轴，应选用的材料是（ ） A. Q235 B. 45碳钢 C. 20Cr D. 40Cr 【答案】D 【解析】Q235为普通碳素结构钢，通常用于受力较小或不太重要的轴。45钢具有较好的综合力学性能，常用于一般轴。20Cr属于低碳合金钢，主要通过渗碳等热处理获得表面高硬度，常用于齿轮等零件。40Cr属于中碳合金钢，经调质处理后具有较高的强度、韧性和疲劳强度，适用于高负荷、重要的转轴。因此应选D。 3. 针对下图描述正确的是（ ） A. 图中轴段3是轴颈，1是轴头，轴头与轴承配合，轴颈上加工键槽，应布置在同一母线上 B. 图中滚动轴承为球轴承，承载能力和耐冲击力强，摩擦小，高速运转性能好 C. 图中齿轮的轴向固定采用了轴环和轴套，其中轴套不宜高速；周向固定采用平键连接，该连接适用于较高速、较高精度及承受交变载荷、冲击载荷的场合 D. 图中左侧滚动轴承的外圈用轴承盖固定，内圈用轴肩进行周向固定 【答案】C 【解析】A项轴颈与轴承配合，B项承载能力和耐冲击力小，D项内圈用轴肩进行轴向固定。 4. 普通机械中制造一般传动轴，最常选用的材料是（ ） A. 铸铁材料 B. 碳素结构钢 C. 铝合金材料 D. 工程塑料材料 【答案】B 【解析】普通传动轴通常选用强度、塑性和加工性能较好的碳素结构钢，常用材料为优质碳素结构钢。铸铁、铝合金和工程塑料一般不作为普通传动轴的首选材料。 5. 以下材料属于轴的首选材料的是（ ） A. 45钢 B. 球墨铸铁 C. 灰铸铁 D. 铜、铝 【答案】A 【解析】45钢具有较好的综合力学性能、加工性能和经济性，是制造一般传动轴最常用的首选材料，故选A。 6. 对承受较大载荷且要求较高强度的传动轴，通常应选用（ ） A. 低碳钢材料 B. 中碳钢材料 C. 灰铸铁材料 D. 普通铝合金材料 【答案】B 【解析】中碳钢具有较好的综合力学性能，经调质处理后可获得较高的强度和韧性，适合制造承受较大载荷的传动轴。低碳钢强度偏低，灰铸铁脆性较大，普通铝合金的强度通常不足。 7. 下列关于如图所示的轴及轴上的键，叙述正确的是（ ） A. 两处平键所在的轴段称为轴颈，用于和轴上零件的轮毂配合，来支承转动零件及传递运动和动力 B. 轴上的两处平键均为A型普通平键，键的两个侧面为工作面，对中性好，装拆方便 C. 若该轴为齿轮减速器中的轴，同时承受转矩和弯矩的作用，则该轴属于传动轴 D. 按轴的结构来分，属于阶梯轴，便于轴上零件的装拆和定位 【答案】B 【解析】A项左端平键所在轴段位轴头 C项承受转矩和弯矩的作用承受转矩和弯矩的作用为转轴 D项按照形状分为阶梯轴、光轴、空心轴，按轴的结构来分直轴、曲轴、挠性轴 8. 轴是一种用于传递转矩并承受载荷的机械零件。以下哪种材料常用于制造轴（ ） A. 铝 B. 铜 C. 钢 D. 塑料 【答案】C 【解析】常用于制造轴的材料是钢，因为钢具有较高的强度和耐磨性。 9. 高速旋转并承受交变载荷的轴，为提高疲劳强度，宜选用（ ） A. 普通灰铸铁 B. 优质碳素钢 C. 低强度铝材 D. 一般工程塑料 【答案】B 【解析】高速旋转轴承受交变载荷时，要求材料具有较高的疲劳强度和综合力学性能，优质碳素钢能够满足这一要求。灰铸铁脆性较大，低强度铝材和一般工程塑料的承载及抗疲劳能力通常不足。 10. 下图所示为减速器，叙述正确的是（ ） A. 减速器中的输出轴按照承受载荷分属于传动轴，根据轴的结构，该直轴属于阶梯轴 B. 若选用代号为“6203”滚动轴承，则内径为17 mm C. 输出轴中左端滚动轴承利用轴肩做双向固定，可承受较大的轴向力 D. 输出轴上两处安装平键零件轴的部分均叫作轴颈 【答案】B 11. 制造要求耐磨且承受冲击载荷的轴，选材时应优先考虑材料的（ ） A. 硬度和韧性 B. 导热性和密度 C. 电阻率和磁性 D. 颜色和表面光泽 【答案】A 【解析】轴的工作表面需要较高硬度以减小磨损，同时承受冲击载荷时还需要良好韧性以防止脆断，因此应重点考虑硬度和韧性。其他选项中的性能不是该类轴选材的主要依据。 12. 在相同载荷和尺寸条件下，轴选用强度较高的合金钢，主要有利于（ ） A. 提高轴的承载能力 B. 降低轴的加工精度 C. 增大轴的摩擦损失 D. 取消轴的热处理工序 【答案】A 【解析】合金钢具有较高的强度和淬透性，在相同载荷和尺寸条件下能够提高轴的承载能力。材料强度提高并不意味着可以降低加工精度、增大摩擦损失或取消必要的热处理。 13. 轴颈表面需要较高耐磨性而轴心仍需保持良好韧性时，较适宜采用（ ） A. 整体淬硬处理 B. 表面强化处理 C. 整体退火处理 D. 铸造成形处理 【答案】B 【解析】表面强化处理可以使轴颈表层获得较高硬度和耐磨性，同时保持轴心良好的韧性，适合轴颈的性能要求。整体淬硬可能使轴心韧性下降，退火会降低硬度，铸造成形不是材料强化方法。 14. 为了便于加工，在车制螺纹的轴段上和需要磨削的轴段上应分别留出（ ） ①砂轮越程槽 ②键槽 ③螺纹退刀槽 ④中心孔 A. ①④ B. ①③ C. ③① D. ②④ 【答案】C 【解析】轴的结构工艺性要求：磨削轴径和定位轴肩时,应留有砂轮越程槽;轴上切制螺纹时,应留有退刀槽。 15. 某减速机输出轴长期承受较大转矩，轴颈还受到轴承反复摩擦。综合考虑强度、韧性和耐磨性，较合理的材料与工艺组合是（ ） A. 灰铸铁并进行整体退火 B. 中碳合金钢并进行调质及表面强化 C. 低碳钢并进行去应力退火 D. 铝合金并进行自然时效处理 【答案】B 【解析】输出轴承受较大转矩，需要较高强度和韧性，中碳合金钢经调质处理可获得良好的综合力学性能，再对轴颈进行表面强化可提高耐磨性。灰铸铁韧性不足，低碳钢强度偏低，铝合金方案难以同时满足高转矩和轴颈耐磨要求。 16. 轴在潮湿环境中工作且承受中等载荷时，选材时除强度外还应重点考虑（ ） A. 材料的耐腐蚀性 B. 材料的透明程度 C. 材料的导电颜色 D. 材料的熔化温度 【答案】A 【解析】潮湿环境容易引起轴表面腐蚀，腐蚀会削弱截面并降低疲劳强度，因此选材时应重点考虑耐腐蚀性。透明程度、导电颜色和熔化温度不是该工况下轴选材的主要依据。 17. 某输出轴如图所示，下列叙述错误的是（ ） A. 左侧轴承通过轴肩、轴承端盖实现轴向固定 B. 两个键槽的位置布局不合理，应设置在同一母线上 C. 右侧联轴器采用平键连接，实现与轴颈的轴向固定 D. 该轴的结构不合理，中间齿轮无法安装 【答案】C 【解析】右侧联轴器采用平键连接，实现与轴颈的周向固定，所以C错误 18. 低速、轻载且不承受冲击的固定轴，在满足强度要求的前提下可优先选用（ ） A. 普通碳素钢材料 B. 高合金工具钢 C. 高强度铸铁材料 D. 耐热镍基合金 【答案】A 【解析】低速轻载且无冲击的固定轴对材料性能要求相对较低，普通碳素钢具有成本适宜、工艺性良好的特点，满足强度要求即可采用。高合金工具钢和耐热镍基合金会造成材料性能与成本过剩，高强度铸铁仍存在脆性风险。 19. 轴的材料由普通碳素钢改为合金钢并经适当热处理，最直接的效果通常是（ ） A. 提高材料的综合力学性能 B. 降低材料的疲劳强度 C. 削弱轴的承载能力 D. 使轴完全不再磨损 【答案】A 【解析】合金钢经适当热处理后，通常能够提高轴的强度、韧性和疲劳性能，从而改善材料的综合力学性能。材料升级不能使轴完全不磨损，且不会降低其疲劳强度和承载能力。 20. 普通机械中制造一般轴类零件时，最常选用的材料是（ ） A. 45钢 B. Q235钢 C. 灰铸铁 D. 黄铜 【答案】A 【解析】45钢属于优质中碳结构钢，具有较好的强度、韧性和切削加工性能，经过适当热处理后能满足一般轴的工作要求。Q235钢强度和综合性能相对较低，灰铸铁脆性较大，黄铜通常不作为一般轴的主要材料。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 轴的常用材料有______和______。 【答案】① 碳素钢 ② 合金钢 【解析】轴常用材料主要为碳素钢和合金钢。碳素钢价格较低、加工性能较好；合金钢经热处理后可获得较高的强度和耐磨性。 22. 轴的材料要求有足够的______，对应力集中敏感性______；还要能满足______、______、______要求，并具有良好的______性能。 【答案】① 强度 ② 低 ③ 刚度 ④ 耐磨性 ⑤ 耐腐蚀性 ⑥ 加工 【解析】轴在工作时承受转矩、弯矩和交变载荷，因此材料应具有足够的强度；为减小应力集中引起的局部失效，材料对应力集中的敏感性应较低。此外，轴还应具有足够的刚度、耐磨性和耐腐蚀性，并具有良好的加工性能。因此各空依次为：强度、低、刚度、耐磨性、耐腐蚀性、加工。 23. 制造轴时常选用的金属材料类别包括______和______。 【答案】① 碳钢 ② 合金钢 【解析】碳钢具有良好的加工性能和经济性，是制造一般轴的常用材料；合金钢可用于要求较高强度、耐磨性或淬透性的轴。 24. 轴类零件常用的材料主要是______，对于高速、重载或性能要求较高的轴可选用______。 【答案】碳素钢；合金钢 【解析】碳素钢价格较低、工艺性能良好，能够满足许多一般轴的使用要求。高速、重载或承受较大冲击的轴，通常选用强度、韧性和淬透性较好的合金钢。 25. 如图所示的减速器，两嘴合齿轮的齿数分别为20和60，模数为4 mm，估算低速输出轴的轴径可在______范围内查表取标准直径；大齿轮轴向固定方式为______，周向固定方式为______，轴上安装大齿轮的部位称为______，安装滚动轴承的部位称为______。 【答案】① 48mm～64mm ② 轴环和轴套 ③ 普通平键 ④ 轴头 ⑤ 轴颈 26. 承受交变载荷的轴在选择材料时，应重点考虑材料的______，以降低疲劳断裂的风险。 【答案】疲劳强度 【解析】轴在交变载荷作用下容易产生疲劳破坏，因此材料必须具有足够的疲劳强度，才能承受长期反复变化的应力。 27. 承受冲击载荷的轴应选用韧性较好的材料，轴颈表面需要提高耐磨性时可采用______处理。 【答案】表面淬火 【解析】表面淬火能够提高轴颈表层的硬度和耐磨性，同时保留轴心部较好的韧性，适合用于轴颈等有耐磨要求的部位。 28. 高速、重载轴常选用合金钢，主要是因为合金钢具有较好的______和______。 【答案】淬透性；综合力学性能 【解析】合金元素能够改善钢的淬透性，使较大截面的轴获得较均匀的硬化层，同时还能提高材料的强度、韧性等综合力学性能。 29. 轴颈要求表面硬度高而心部保持较好韧性时，可选用______钢进行表面淬火。 【答案】中碳 【解析】中碳钢经表面淬火后，表层可获得较高硬度和耐磨性，心部仍能保持一定的强度和韧性，适合制造有耐磨要求的轴颈。 30. 选择轴的材料时，通常应综合考虑轴的______、______和______等性能要求。 【答案】强度；韧性；疲劳强度 【解析】轴既要有足够的强度以承受工作载荷，又要有良好的韧性以抵抗冲击，还应具有较高的疲劳强度以适应长期交变载荷作用。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 轴的材料通常选择铸钢。（ ） 【答案】错误 【解析】轴的材料通常需要具有较高的强度、刚度和耐磨性，因此中碳钢是常见的选择。铸钢一般不作为轴的通常选材，所以题干说法错误。 32. 对于普通低速、中载轴，通常可优先选用工艺性较好、价格适中的碳素钢。（ ） 【答案】正确 【解析】普通低速、中载轴的受力和工作条件相对一般，碳素钢具有较好的强度、塑性和切削加工性能，且成本较低，通常能够满足使用要求。 33. 合金钢的性能通常较好，因此所有轴都应优先选用合金钢制造。（ ） 【答案】错误 【解析】轴的材料应根据载荷、转速、工作环境、制造工艺和经济性等条件合理选择，并非所有轴都需要使用合金钢。对于一般工作条件下的轴，碳素钢通常即可满足要求。 34. 轴的材料选择只需满足静强度要求，不必考虑疲劳强度和冲击韧性。（ ） 【答案】错误 【解析】轴常承受交变载荷和冲击载荷，材料选择除满足静强度要求外，还应考虑疲劳强度和冲击韧性等性能，否则可能发生疲劳断裂或脆性破坏。 35. 下列两种结构都属于工艺结构，与零件功能无关（ ） 【答案】正确 【解析】两者是为满足加工工艺需求设置，不直接参与零件功能实现，属于工艺辅助结构。 36. 制造一般中小型传动轴时，优先选用普通碳素结构钢或优质碳素结构钢，只有在强度、韧性或耐磨性要求较高时才考虑合金钢。（ ） 【答案】正确 【解析】普通碳素钢和优质碳素钢具有较好的综合性能、加工性能和经济性，能够满足许多一般传动轴的使用要求。载荷较大、冲击明显或有特殊性能要求时，才需要选用合金钢。 37. 轴的工作载荷较大且受到冲击时，选用合金钢制造轴就可以完全代替结构设计和热处理对提高轴承载能力的作用。（ ） 【答案】错误 【解析】合金钢只能为轴提供较好的强度、韧性或淬透性，不能代替合理的结构设计和适当的热处理。轴的承载能力还与截面尺寸、应力集中、热处理状态及实际载荷等因素有关。 38. 轴颈表面需要较高的耐磨性时，可在选用合适轴材的基础上采用调质、表面淬火或渗碳等热处理方法。（ ） 【答案】正确 【解析】轴颈的耐磨性不仅取决于材料，还与热处理状态和表面硬度有关。调质可改善综合力学性能，表面淬火或渗碳可提高表层硬度和耐磨性。 39. 轴的材料强度越高，轴在任何工作条件下的疲劳寿命就越长，因此只需提高材料强度即可取消疲劳校核。（ ） 【答案】错误 【解析】材料强度提高有助于提高轴的承载能力，但疲劳寿命还受到应力集中、表面质量、载荷性质、热处理状态和尺寸等因素影响。轴在交变载荷下仍需进行疲劳强度校核。 40. 对承受冲击载荷的轴，材料除应具有足够的强度外，还应具有良好的韧性，以降低脆性断裂的风险。（ ） 【答案】正确 【解析】冲击载荷会使轴承受瞬时较大的应力，材料具有良好韧性时能够吸收更多冲击能量并延缓裂纹扩展。因此，冲击工况下不能只关注材料的静强度。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述选择轴用材料时应重点考虑的主要因素。 【答案】（1）应根据轴所承受的扭矩、弯矩、冲击和交变载荷，满足强度、刚度及疲劳性能要求。 （2）应根据轴颈、键槽等部位的工作特点，考虑耐磨性、表面硬度和热处理性能。 （3）应考虑材料的切削加工性、热处理工艺性、供应情况和制造成本。 （4）对高速旋转或重要传动轴，还应考虑材料的韧性、淬透性和质量稳定性。 【解析】选择轴材不能只比较材料强度，应结合载荷性质、工作表面要求、工艺条件和经济性综合确定。一般传动轴常用碳钢，载荷较大、冲击明显或性能要求较高时可选用合金钢。 42. 指出图中的结构错误，轴承采用脂润滑(有错处有编号，分析错误原因，说明改正措施，答对五个即可满分)。 【答案】1）应设密封圈并留间隙； 2）套筒高度不能高于轴承内圈高度； 3）轮毂应比轴段长1-2mm； 4）联轴器应用轴肩进行轴向定位； 5）联轴器应有键进行周向定位； 6）此处不必卡圈固定内圈； 7）轴承内圈装入应有台阶；（或轴精加工面太长，应分段） 8）联轴器应为通孔，且应有轴端档圈固定； 9）箱体端盖应有加工凸台并加调整垫片； 10）轴环高不能超过轴承内圈高度； 11）键太长，套筒不能起定位作用； 12）轴承盖凸缘内应切倒角槽；(或箱体端盖应有加工凸台并加调整垫片) 13）应加挡油环。（或轴环高不能超过轴承内圈高度） 43. 比较普通碳素钢和合金钢用于制造传动轴时的主要特点。 【答案】（1）普通碳素钢价格较低、加工性能较好、供应方便，适用于载荷和工作条件一般的传动轴。 （2）合金钢具有较高的强度、韧性、淬透性或耐磨性，适用于尺寸较大、载荷较重、冲击明显或可靠性要求较高的传动轴。 （3）合金钢通常材料成本和热处理要求较高，不能在没有性能需求时盲目代替普通碳素钢。 （4）两类材料都应根据具体工况选择合适的牌号、热处理状态和加工工艺。 【解析】比较轴用材料时，应从力学性能、工艺性能和经济性三个方面分析。合金钢性能潜力较大，但成本和工艺要求也较高，材料选择应与轴的实际工况相匹配。 44. 说明采用调质处理、表面淬火和渗碳处理改善轴用材料性能时，各自适用的主要目的。 【答案】（1）调质处理可使轴获得较好的强度、韧性和塑性配合，常用于整体承受弯曲和扭转载荷的轴。 （2）表面淬火可提高轴颈等工作表面的硬度和耐磨性，同时保留较好的心部韧性，适用于表面承受摩擦而心部承受冲击的轴。 （3）渗碳处理可使低碳钢或低碳合金钢获得高硬度耐磨表层和有韧性的心部，适用于表面磨损严重且承受冲击的轴类零件。 （4）热处理方法应结合材料牌号、零件尺寸、受力特点和变形要求确定，不能脱离工况单独选择。 【解析】调质主要改善轴的整体综合力学性能，表面淬火主要改善表层性能，渗碳则形成硬化表层和韧性心部。三种处理的适用目的不同，选择时必须同时考虑材料和工作条件。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某带式输送机的传动轴长期连续工作，电动机功率为15 kW，轴转速为960 r/min，考虑启动冲击和载荷波动，工作系数取1.3。轴的危险截面直径拟定为30 mm。现有两种材料方案：方案甲采用调质45钢，许用剪应力为40 MPa；方案乙采用调质40Cr，许用剪应力为55 MPa。 （1）计算轴传递的额定转矩和设计转矩，结果分别保留两位小数。 （2）按纯扭转强度计算两种材料在直径30 mm时所允许传递的最大转矩，并判断该轴采用两种方案时是否满足纯扭转强度要求。 （3）结合输送机连续运行、启动冲击和轴颈磨损等工况，选择较合理的材料方案，并说明相应的热处理和使用注意事项。 【答案】（1）额定转矩 TN 为 149.22 N·m，设计转矩 T 为 193.98 N·m。 计算过程：额定转矩按功率和转速计算，TN 约为 9550×15÷960，得149.22 N·m；设计转矩为工作系数与额定转矩的乘积，得1.3×149.22，约为193.98 N·m。 （2）纯扭转条件下，允许转矩按 约为 π[τ]÷16 计算。方案甲允许转矩约为212.06 N·m，大于设计转矩193.98 N·m，满足纯扭转强度要求；方案乙允许转矩约为291.58 N·m，也大于设计转矩，满足纯扭转强度要求。 （3）宜优先选用方案乙，即调质40Cr。该方案强度和韧性储备较大，更适合启动冲击和载荷波动较明显的连续工作轴；轴颈磨损较明显时，可对轴颈进行表面淬火，并应避免键槽、轴肩等处产生过大的应力集中，同时结合弯曲、疲劳和刚度要求进行进一步校核。 【解析】（1）先根据功率和转速求额定转矩，再乘以工作系数得到包含冲击和波动影响的设计转矩。 （2）将两种材料的许用剪应力分别代入圆轴纯扭转强度关系，所得允许转矩均高于设计转矩，因此两种方案均通过纯扭转强度初步校核。 （3）虽然45钢能够满足本工况的纯扭转要求，但40Cr的强度和韧性储备更大，配合调质处理及必要的表面强化，更适合冲击和连续运行条件。 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 $ 内蒙古（对口招生）机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共205份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《电工技术基础与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）机电类 《机械基础》 项目八：支承零部件 任务二：轴的材料 时间：45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2分，共40分） 1. 下列材料中，不常用于制造轴的是（ ） A. 45钢 B. 40Cr C. HT200 D. 20CrMnTi 2. 对于高负荷、重要的转轴，应选用的材料是（ ） A. Q235 B. 45碳钢 C. 20Cr D. 40Cr 3. 针对下图描述正确的是（ ） A. 图中轴段3是轴颈，1是轴头，轴头与轴承配合，轴颈上加工键槽，应布置在同一母线上 B. 图中滚动轴承为球轴承，承载能力和耐冲击力强，摩擦小，高速运转性能好 C. 图中齿轮的轴向固定采用了轴环和轴套，其中轴套不宜高速；周向固定采用平键连接，该连接适用于较高速、较高精度及承受交变载荷、冲击载荷的场合 D. 图中左侧滚动轴承的外圈用轴承盖固定，内圈用轴肩进行周向固定 4. 普通机械中制造一般传动轴，最常选用的材料是（ ） A. 铸铁材料 B. 碳素结构钢 C. 铝合金材料 D. 工程塑料材料 5. 以下材料属于轴的首选材料的是（ ） A. 45钢 B. 球墨铸铁 C. 灰铸铁 D. 铜、铝 6. 对承受较大载荷且要求较高强度的传动轴，通常应选用（ ） A. 低碳钢材料 B. 中碳钢材料 C. 灰铸铁材料 D. 普通铝合金材料 7. 下列关于如图所示的轴及轴上的键，叙述正确的是（ ） A. 两处平键所在的轴段称为轴颈，用于和轴上零件的轮毂配合，来支承转动零件及传递运动和动力 B. 轴上的两处平键均为A型普通平键，键的两个侧面为工作面，对中性好，装拆方便 C. 若该轴为齿轮减速器中的轴，同时承受转矩和弯矩的作用，则该轴属于传动轴 D. 按轴的结构来分，属于阶梯轴，便于轴上零件的装拆和定位 8. 轴是一种用于传递转矩并承受载荷的机械零件。以下哪种材料常用于制造轴（ ） A. 铝 B. 铜 C. 钢 D. 塑料 9. 高速旋转并承受交变载荷的轴，为提高疲劳强度，宜选用（ ） A. 普通灰铸铁 B. 优质碳素钢 C. 低强度铝材 D. 一般工程塑料 10. 下图所示为减速器，叙述正确的是（ ） A. 减速器中的输出轴按照承受载荷分属于传动轴，根据轴的结构，该直轴属于阶梯轴 B. 若选用代号为“6203”滚动轴承，则内径为17 mm C. 输出轴中左端滚动轴承利用轴肩做双向固定，可承受较大的轴向力 D. 输出轴上两处安装平键零件轴的部分均叫作轴颈 11. 制造要求耐磨且承受冲击载荷的轴，选材时应优先考虑材料的（ ） A. 硬度和韧性 B. 导热性和密度 C. 电阻率和磁性 D. 颜色和表面光泽 12. 在相同载荷和尺寸条件下，轴选用强度较高的合金钢，主要有利于（ ） A. 提高轴的承载能力 B. 降低轴的加工精度 C. 增大轴的摩擦损失 D. 取消轴的热处理工序 13. 轴颈表面需要较高耐磨性而轴心仍需保持良好韧性时，较适宜采用（ ） A. 整体淬硬处理 B. 表面强化处理 C. 整体退火处理 D. 铸造成形处理 14. 为了便于加工，在车制螺纹的轴段上和需要磨削的轴段上应分别留出（ ） ①砂轮越程槽 ②键槽 ③螺纹退刀槽 ④中心孔 A. ①④ B. ①③ C. ③① D. ②④ 15. 某减速机输出轴长期承受较大转矩，轴颈还受到轴承反复摩擦。综合考虑强度、韧性和耐磨性，较合理的材料与工艺组合是（ ） A. 灰铸铁并进行整体退火 B. 中碳合金钢并进行调质及表面强化 C. 低碳钢并进行去应力退火 D. 铝合金并进行自然时效处理 16. 轴在潮湿环境中工作且承受中等载荷时，选材时除强度外还应重点考虑（ ） A. 材料的耐腐蚀性 B. 材料的透明程度 C. 材料的导电颜色 D. 材料的熔化温度 17. 某输出轴如图所示，下列叙述错误的是（ ） A. 左侧轴承通过轴肩、轴承端盖实现轴向固定 B. 两个键槽的位置布局不合理，应设置在同一母线上 C. 右侧联轴器采用平键连接，实现与轴颈的轴向固定 D. 该轴的结构不合理，中间齿轮无法安装 18. 低速、轻载且不承受冲击的固定轴，在满足强度要求的前提下可优先选用（ ） A. 普通碳素钢材料 B. 高合金工具钢 C. 高强度铸铁材料 D. 耐热镍基合金 19. 轴的材料由普通碳素钢改为合金钢并经适当热处理，最直接的效果通常是（ ） A. 提高材料的综合力学性能 B. 降低材料的疲劳强度 C. 削弱轴的承载能力 D. 使轴完全不再磨损 20. 普通机械中制造一般轴类零件时，最常选用的材料是（ ） A. 45钢 B. Q235钢 C. 灰铸铁 D. 黄铜 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 轴的常用材料有______和______。 22. 轴的材料要求有足够的______，对应力集中敏感性______；还要能满足______、______、______要求，并具有良好的______性能。 23. 制造轴时常选用的金属材料类别包括______和______。 24. 轴类零件常用的材料主要是______，对于高速、重载或性能要求较高的轴可选用______。 25. 如图所示的减速器，两嘴合齿轮的齿数分别为20和60，模数为4 mm，估算低速输出轴的轴径可在______范围内查表取标准直径；大齿轮轴向固定方式为______，周向固定方式为______，轴上安装大齿轮的部位称为______，安装滚动轴承的部位称为______。 26. 承受交变载荷的轴在选择材料时，应重点考虑材料的______，以降低疲劳断裂的风险。 27. 承受冲击载荷的轴应选用韧性较好的材料，轴颈表面需要提高耐磨性时可采用______处理。 28. 高速、重载轴常选用合金钢，主要是因为合金钢具有较好的______和______。 29. 轴颈要求表面硬度高而心部保持较好韧性时，可选用______钢进行表面淬火。 30. 选择轴的材料时，通常应综合考虑轴的______、______和______等性能要求。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 轴的材料通常选择铸钢。（ ） 32. 对于普通低速、中载轴，通常可优先选用工艺性较好、价格适中的碳素钢。（ ） 33. 合金钢的性能通常较好，因此所有轴都应优先选用合金钢制造。（ ） 34. 轴的材料选择只需满足静强度要求，不必考虑疲劳强度和冲击韧性。（ ） 35. 下列两种结构都属于工艺结构，与零件功能无关（ ） 36. 制造一般中小型传动轴时，优先选用普通碳素结构钢或优质碳素结构钢，只有在强度、韧性或耐磨性要求较高时才考虑合金钢。（ ） 37. 轴的工作载荷较大且受到冲击时，选用合金钢制造轴就可以完全代替结构设计和热处理对提高轴承载能力的作用。（ ） 38. 轴颈表面需要较高的耐磨性时，可在选用合适轴材的基础上采用调质、表面淬火或渗碳等热处理方法。（ ） 39. 轴的材料强度越高，轴在任何工作条件下的疲劳寿命就越长，因此只需提高材料强度即可取消疲劳校核。（ ） 40. 对承受冲击载荷的轴，材料除应具有足够的强度外，还应具有良好的韧性，以降低脆性断裂的风险。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述选择轴用材料时应重点考虑的主要因素。 42. 指出图中的结构错误，轴承采用脂润滑(有错处有编号，分析错误原因，说明改正措施，答对五个即可满分)。 43. 比较普通碳素钢和合金钢用于制造传动轴时的主要特点。 44. 说明采用调质处理、表面淬火和渗碳处理改善轴用材料性能时，各自适用的主要目的。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某带式输送机的传动轴长期连续工作，电动机功率为15 kW，轴转速为960 r/min，考虑启动冲击和载荷波动，工作系数取1.3。轴的危险截面直径拟定为30 mm。现有两种材料方案：方案甲采用调质45钢，许用剪应力为40 MPa；方案乙采用调质40Cr，许用剪应力为55 MPa。 （1）计算轴传递的额定转矩和设计转矩，结果分别保留两位小数。 （2）按纯扭转强度计算两种材料在直径30 mm时所允许传递的最大转矩，并判断该轴采用两种方案时是否满足纯扭转强度要求。 （3）结合输送机连续运行、启动冲击和轴颈磨损等工况，选择较合理的材料方案，并说明相应的热处理和使用注意事项。 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 $