内蒙古(对口招生)机电类 《机械基础》项目四任务二 45分钟专题训练卷
2026-10-12
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内容正文:
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》
项目四:连接
任务二:键的应用
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. 关于普通平键的应用特点,下列说法正确的是( )
A. 依靠侧面传递扭矩,对中性良好,装拆方便
B. 能实现轴上零件的轴向定位
C. 一般多用于轻载
D. 以上均正确
2. 键的长度主要是根据___来选择( )
A. 传递扭矩的大小
B. 传递功率的大小
C. 轮毂的宽度
D. 轴的直径
3. 根据以下不同的键槽画法,下列说法中错误的是( )
A. 图(a)为半圆键,在连接长度相等的条件下,键连接中承受载荷能力最低
B. 图(b)为C型平键,不适合于轴的中段使用
C. 图(c)为A型平键,在键槽中不会发生轴向移动,应用最广泛
D. 图(d)为A型平键,轴的应力集中较小,应用最广泛
4. 下列关于导向平键连接与滑键连接的说法中,不正确的是( )
A. 两者均为松键连接
B. 工作面均为两侧面
C. 轴上零件均周向固定
D. 键随着轴上零件做轴向移动
5. 在普通平键的三种类型中,______平键在键槽内不会发生轴向移动,所以应用最广。( )
A. A型
B. B型
C. C型
D. 以上均错误
6. 导向平键的连接形式属于( )
A. 正常连接
B. 松连接
C. 紧密连接
D. 以上均正确
7. 图所示为轴的端部键槽,应采用______进行加工( )
A. 用宽刃创刀制削
B. 用三面刃圆盘铣刀铣削
C. 用键槽端铣刀铣削
D. 用插刀插削
8. 滑移齿轮和轴的周向连接可采用( )
A. 半圆键连接
B. 楔键连接
C. 导向平键连接
D. 普通平键连接
9. 平键的截面尺寸b×h的确定方法是( )
A. 只按轴的直径,由标准中选定
B. 按传动转矩计算而定
C. 按轴的直径选定后,再经校核确定
D. 任意定
10. 紧键联接和松键联接的主要区别在于:前者安装后,键的顶面与键槽底面间存在有( )
A. 压紧力
B. 轴向力
C. 摩擦力
D. 周向力
11. 普通平键连接不满足强度条件时,可采用双键,其合理的布置应使它们沿圆周相隔( )
A.
B.
C.
D.
12. 普通平键的截面尺寸选择依据是( )
A. 轴的长度
B. 轮毂的长度
C. 轴的直径
D. 键的长度
13. 普通平键是标准件,其剖面尺寸一般根据______按标准选取的( )
A. 传递转矩大小
B. 轴的直径
C. 轮毂长度
D. 轴的材料
14. 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
15. 用于轴毂联接并传递不大的转矩时,宜选用( )
A. 楔键
B. 半圆键
C. 导向平键
D. 普通平键
16. A型普通平键的公称长度为L,宽度为b时,其有效长度为 ( )
A. L-2b
B. L-b
C. L
D. L-b/2
17. 如图所示,下列说法错误的是( )
A. 该轴按照轴线形状不同分,为直轴;按承受载荷的不同分,为转轴
B. 图中齿轮的轴向固定方式为轴环和套筒,周向固定方式为平键连接
C. 轴端挡圈是轴上零件的轴向固定方式,定位可靠,能够承受较大的轴向力,应用广泛
D. 图中标⑤的轴段为轴头,是轴上与轴承配合的部分
18. 根据______的不同,平键可分为A型、B型、C型三种。 ( )
A. 截面形状
B. 尺寸大小
C. 端部形状
D. 材料不同
19. 花键联接与平键联接相比较,______的观点是错误的。( )
A. 承载能力较大
B. 对中性、导向性均较好
C. 对轴的削弱比较严重
D. 可采用磨削加工提高联接质量
20. 某键的标记为“键GB/T 1096-2003C10×8×80”,则该键的长度为( )
A. 76
B. 72
C. 80
D. 8
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 键连接主要用于轴和轴上零件的______并传递扭矩。
22. 平键连接中,______键用于端铣刀加工的键槽,______键用于盘铣刀加工的键槽。
23. 设计键联接时,通常先根据键槽的加工方法选择键的类型,再根据轴径及轮毂长度确定键的尺寸。
24. 键连接中,用于轴端与轮毂连接的常用键型是______。
25. 图所示为键连接,图a为______,其工作面是______,生产中应用最广的是______型,端部应力较大的是______型,B型键的轴上键槽用______铣出;图b为______连接类型为______;图c为______其工作面是______。
26. 键连接主要用于实现轴与轴上零件之间的______固定,并传递______。
27. 普通平键的工作面是______面,楔键的工作面是______面。
28. 普通平键用于静联接,其失效形式是______,而滑键及导向平键为动联接,其失效形式是______。
29. 由于平键联接的对中性______和装拆______ 。它适用于______、高______和变载有______的传动场合。
30. 单圆头平键b×h×L=16 mm×10 mm×90 mm的标记为______,键长为______。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 楔键因具有斜度所以能传递双向轴向力。( )
32. 普通平键的A型和B型在轴上的安装位置没有区别。( )
33. 普通平键的两侧面为工作面,对中性要求较高。( )
34. 普通平键的长度L可自由选择。( )
35. 该轴两端使用键连接进行轴向定位,用于传递转矩。 ( )
36. A型键的工作长度与键长相等。( )
37. 平键的工作面是上下表面。( )
38. 普通平键联接对中性良好,装卸方便,适用于低速、高精度和承受变载或冲击载荷的场合。( )
39. 普通平键的定心精度高于花键的定心精度。( )
40. 选择普通平键横截面尺寸的依据是轴的直径。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述键连接的功用和类型。各种类型的特性分别是什么?
42. 简述楔键联接的特点和适用场合。
43. 在什么情况下会选择使用楔键连接?
44. 平键连接的类型有哪些?各自特点是什么?
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某带式输送机的减速器输出轴采用普通平键连接齿轮轮毂。输出功率为 ,转速为 。轴径为 ,初选平键尺寸为 ,键的总长度为 。键为两端圆头结构,有效工作长度取 。材料许用剪切应力为 ,许用挤压应力为 。平键通过键的侧面传递转矩,键顶面与轮毂键槽底面留有间隙。(1)计算该键所传递的转矩,并分别计算初选平键的剪切应力和挤压应力。(2)根据计算结果,判断初选平键是否满足强度要求,并说明平键连接中主要的工作面。(3)若初选平键不满足挤压强度要求,按标准长度系列选用下一合适长度的平键,并说明改进后的键长及其有效工作长度;重新计算改进后平键的剪切应力和挤压应力。
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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》
项目四:连接
任务二:键的应用
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. 关于普通平键的应用特点,下列说法正确的是( )
A. 依靠侧面传递扭矩,对中性良好,装拆方便
B. 能实现轴上零件的轴向定位
C. 一般多用于轻载
D. 以上均正确
【答案】A
【解析】普通平键通过侧面与键槽配合传递扭矩,对中性好,装拆简单,但不能实现轴向定位,可用于各种载荷情况,所以A正确,B、C、D错误。
2. 键的长度主要是根据___来选择( )
A. 传递扭矩的大小
B. 传递功率的大小
C. 轮毂的宽度
D. 轴的直径
【答案】C
【解析】键的长度主要根据轮毂宽度选择,同时应略短于轮毂宽度,以保证装配和工作要求。因此选C。
3. 根据以下不同的键槽画法,下列说法中错误的是( )
A. 图(a)为半圆键,在连接长度相等的条件下,键连接中承受载荷能力最低
B. 图(b)为C型平键,不适合于轴的中段使用
C. 图(c)为A型平键,在键槽中不会发生轴向移动,应用最广泛
D. 图(d)为A型平键,轴的应力集中较小,应用最广泛
【答案】D
4. 下列关于导向平键连接与滑键连接的说法中,不正确的是( )
A. 两者均为松键连接
B. 工作面均为两侧面
C. 轴上零件均周向固定
D. 键随着轴上零件做轴向移动
【答案】D
【解析】导向平键固定在轴上,轮毂可沿键作轴向移动;滑键固定在轮毂上,随轮毂沿轴向移动。两者均为松键连接,工作面均为两侧面,轴上零件均实现周向固定。因此D项说法不正确。
5. 在普通平键的三种类型中,______平键在键槽内不会发生轴向移动,所以应用最广。( )
A. A型
B. B型
C. C型
D. 以上均错误
【答案】A
【解析】A型普通平键两端为圆头,键槽可用盘铣刀加工,键装入后不会发生轴向移动,应用最广。因此选A。
6. 导向平键的连接形式属于( )
A. 正常连接
B. 松连接
C. 紧密连接
D. 以上均正确
【答案】B
【解析】导向平键用于轴上零件需沿轴向移动的场合,属于松连接,其与键槽配合较松,保证零件能灵活移动,所以选B。
7. 图所示为轴的端部键槽,应采用______进行加工( )
A. 用宽刃创刀制削
B. 用三面刃圆盘铣刀铣削
C. 用键槽端铣刀铣削
D. 用插刀插削
【答案】C
8. 滑移齿轮和轴的周向连接可采用( )
A. 半圆键连接
B. 楔键连接
C. 导向平键连接
D. 普通平键连接
【答案】C
【解析】导向平键常用于轴上零件移动量不大的场合,如机床变速箱中的滑移齿轮。
9. 平键的截面尺寸b×h的确定方法是( )
A. 只按轴的直径,由标准中选定
B. 按传动转矩计算而定
C. 按轴的直径选定后,再经校核确定
D. 任意定
【答案】C
【解析】平键截面尺寸根据轴的直径在标准中选定,然后再校核其强度是否满足传递转矩要求。
10. 紧键联接和松键联接的主要区别在于:前者安装后,键的顶面与键槽底面间存在有( )
A. 压紧力
B. 轴向力
C. 摩擦力
D. 周向力
【答案】A
11. 普通平键连接不满足强度条件时,可采用双键,其合理的布置应使它们沿圆周相隔( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】普通平键连接不满足强度条件时,可采用双键间隔布置两个键,考虑载荷分布的不均匀性,双键连接按1.5个键进行强度校核。
12. 普通平键的截面尺寸选择依据是( )
A. 轴的长度
B. 轮毂的长度
C. 轴的直径
D. 键的长度
【答案】C
【解析】普通平键是根据轴的直径选择键宽和键高,并已标准化,查表可得。键长按轮毂的长度而定。
13. 普通平键是标准件,其剖面尺寸一般根据______按标准选取的( )
A. 传递转矩大小
B. 轴的直径
C. 轮毂长度
D. 轴的材料
【答案】B
【解析】普通平键是标准件,其剖面尺寸一般根据轴的直径按标准选取的
14. 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】A
15. 用于轴毂联接并传递不大的转矩时,宜选用( )
A. 楔键
B. 半圆键
C. 导向平键
D. 普通平键
【答案】D
【解析】普通平键用于轴毂联接并传递不大的转矩。
16. A型普通平键的公称长度为L,宽度为b时,其有效长度为 ( )
A. L-2b
B. L-b
C. L
D. L-b/2
【答案】B
【解析】A型普通平键两端为圆头,有效工作长度应扣除一个键宽,即有效长度为L-b。因此选B。
17. 如图所示,下列说法错误的是( )
A. 该轴按照轴线形状不同分,为直轴;按承受载荷的不同分,为转轴
B. 图中齿轮的轴向固定方式为轴环和套筒,周向固定方式为平键连接
C. 轴端挡圈是轴上零件的轴向固定方式,定位可靠,能够承受较大的轴向力,应用广泛
D. 图中标⑤的轴段为轴头,是轴上与轴承配合的部分
【答案】D
18. 根据______的不同,平键可分为A型、B型、C型三种。 ( )
A. 截面形状
B. 尺寸大小
C. 端部形状
D. 材料不同
【答案】C
【解析】A型、B型、C型普通平键的区别主要在于端部形状不同,因此应选C。
19. 花键联接与平键联接相比较,______的观点是错误的。( )
A. 承载能力较大
B. 对中性、导向性均较好
C. 对轴的削弱比较严重
D. 可采用磨削加工提高联接质量
【答案】C
【解析】花键齿数较多,承载能力较大,对中性和导向性较好,还可采用磨削加工提高联接质量。与平键相比,花键对轴的削弱较小,因此C项说法错误。
20. 某键的标记为“键GB/T 1096-2003C10×8×80”,则该键的长度为( )
A. 76
B. 72
C. 80
D. 8
【答案】C
【解析】键的标记“键GB/T 1096-2003C10×8×80”中,最后的数值80表示键的长度。因此选C。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 键连接主要用于轴和轴上零件的______并传递扭矩。
【答案】周向固定
【解析】键连接用于轴与轮毂的周向固定,并传递扭矩。
22. 平键连接中,______键用于端铣刀加工的键槽,______键用于盘铣刀加工的键槽。
【答案】① A型 ② B型
【解析】A型键槽用端铣刀加工,B型键槽用盘铣刀加工。
23. 设计键联接时,通常先根据键槽的加工方法选择键的类型,再根据轴径及轮毂长度确定键的尺寸。
【答案】① 键槽的加工方法 ② 轴径及轮毂长度
【解析】键的类型主要根据键槽的结构和加工方法选择,例如A型键槽通常用端铣刀加工,B型键槽通常用盘铣刀加工。选定键型后,根据轴径从标准中确定键的截面尺寸b和h,再根据轮毂长度确定键长L。因此两空分别为“键槽的加工方法”和“轴径及轮毂长度”。
24. 键连接中,用于轴端与轮毂连接的常用键型是______。
【答案】半圆键
【解析】半圆键能在轴端键槽内摆动,适用于轴端与轮毂的连接。
25. 图所示为键连接,图a为______,其工作面是______,生产中应用最广的是______型,端部应力较大的是______型,B型键的轴上键槽用______铣出;图b为______连接类型为______;图c为______其工作面是______。
【答案】① 普通型平键 ② 两侧面 ③ A型 ④ A型 ⑤ 盘铣刀 ⑥ 盘铣刀 ⑦ 松连接 ⑧ 半圆键 ⑨ 侧面
26. 键连接主要用于实现轴与轴上零件之间的______固定,并传递______。
【答案】① 周向 ② 转矩
【解析】键连接的主要作用是实现轴与轴上零件的周向固定,并传递转矩。
27. 普通平键的工作面是______面,楔键的工作面是______面。
【答案】① 侧面 ② 上、下两面
【解析】普通平键依靠两侧面传递转矩,楔键依靠上下表面楔紧产生摩擦力来传递转矩。
28. 普通平键用于静联接,其失效形式是______,而滑键及导向平键为动联接,其失效形式是______。
【答案】① 挤压 ② 磨损
【解析】普通平键为静联接,主要发生挤压失效;滑键和导向平键为动联接,主要发生磨损失效。
29. 由于平键联接的对中性______和装拆______ 。它适用于______、高______和变载有______的传动场合。
【答案】① 良好 ② 方便 ③ 低速 ④ 精度 ⑤ 冲击
【解析】平键联接对中性良好、装拆方便,适用于低速、高精度和变载有冲击的传动场合。
30. 单圆头平键b×h×L=16 mm×10 mm×90 mm的标记为______,键长为______。
【答案】① GB/T 1096键 C16×10×90 ② 90 mm
【解析】单圆头平键为C型键,标记中的C16×10×90表示宽度16mm、高度10mm、长度90mm,因此键长为90mm。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 楔键因具有斜度所以能传递双向轴向力。( )
【答案】错误
【解析】楔键具有斜度,依靠楔紧作用传递扭矩和单向轴向力,不能可靠地传递双向轴向力。因此题干说法错误。
32. 普通平键的A型和B型在轴上的安装位置没有区别。( )
【答案】错误
【解析】A型平键两端为圆头,通常用于轴的中部,键槽用立铣刀加工;B型平键两端为方头,常用于轴端,键槽用盘铣刀加工。因此,A型和B型在轴上的安装位置存在区别,题干说法错误。
33. 普通平键的两侧面为工作面,对中性要求较高。( )
【答案】正确
【解析】普通平键靠两侧面紧密配合传递运动,对中性好能保证轴与轮毂同心转动,确保机械传动精度。
34. 普通平键的长度L可自由选择。( )
【答案】错误
【解析】普通平键的长度应根据轮毂宽度和标准系列选择,不能任意自由确定。因此题干说法错误。
35. 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
36. A型键的工作长度与键长相等。( )
【答案】错误
【解析】A型键两端为圆头,其有效工作长度为L-b,工作长度不等于键长L。因此题干说法错误。
37. 平键的工作面是上下表面。( )
【答案】错误
【解析】平键工作面是两侧面,靠侧面挤压传递扭矩。
38. 普通平键联接对中性良好,装卸方便,适用于低速、高精度和承受变载或冲击载荷的场合。( )
【答案】错误
【解析】普通平键适用于高速、高精度或变载、冲击的场合,应用最广。
39. 普通平键的定心精度高于花键的定心精度。( )
【答案】错误
【解析】花键通过多个齿进行定心,定心精度通常高于普通平键。因此普通平键的定心精度高于花键的说法错误。
40. 选择普通平键横截面尺寸的依据是轴的直径。( )
【答案】正确
【解析】选择普通平键横截面尺寸的依据是轴的直径。平键是一种常用的固定连接零件,通过将固定在轴上的键与轴槽、轮毂槽等零件联接,实现滑动件与轴之间的联接。轴的直径会影响横截面的尺寸,以保证适当的强度和刚度。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述键连接的功用和类型。各种类型的特性分别是什么?
【答案】键连接的功用是轴和轴上零件间的周向固定并传递转矩,有时可作导向零件。键连接的类型有 (1)松键连接:平键(普通平键、导向平键)、半圆键、花键连接; (2)紧键连接:楔键连接等。各类键特点如下:①普通平键靠侧面传递转矩,对中良好,结构简单,装拆方便。②导向平键靠侧面工作,对中性好,结构简单,轴上零件可沿轴向移动。③半圆键靠侧面传递转矩,键在轴槽中能摆动,装配方便,但键槽较深,对轴的削弱较大。④花键连接依靠键齿的侧面来传递转矩,因键齿较多,故能传递较大的载荷;其对中性和导向性好;键槽较浅,对轴的削弱较小,但加工复杂、成本较高。⑤楔键连接的上、下两面是工作面,键的上表面和毂槽的底面各有1:100的斜度,装配时需打入,靠锲紧作用传递转矩。
【解析】键连接主要用于实现轴与轴上零件之间的周向固定并传递转矩,有时还可使轴上零件沿轴向移动。按工作原理和结构可分为松键连接和紧键连接。松键连接包括普通平键、导向平键、半圆键和花键等,键的工作面主要是侧面;紧键连接主要包括楔键连接,依靠楔紧作用传递转矩。普通平键结构简单、装拆方便、对中性较好,适用于轴与轮毂的固定连接;导向平键靠侧面传递转矩,轴上零件可沿键作轴向移动;半圆键装配方便、能自动适应键槽,但键槽较深,对轴的削弱较大;花键齿数多,承载能力大,对中性和导向性好,键槽较浅、对轴的削弱较小,但加工复杂、成本较高;楔键的上、下表面为工作面,具有1:100的斜度,装配时打入键槽,依靠楔紧作用传递转矩,但对中性较差。
42. 简述楔键联接的特点和适用场合。
【答案】楔键联接的特点是:键的上下表面是工作面,键的上表面和轮毂键槽底面均有 1:100 的斜度。装配后,键楔紧在轴与轮毂之间,工作时靠摩擦力传递转矩,并能承受单方向的轴向力。 楔键联接适用于对中要求不高、承受载荷较大、转速较低的场合,例如在农业机械、矿山机械等设备中常有应用。
43. 在什么情况下会选择使用楔键连接?
【答案】楔键连接适用于传递较大转矩且对零件的定心精度要求不高的场合,尤其是在有冲击、振动或变载的工况下。
【解析】楔键的上、下表面具有1:100的斜度,装配时通过打入键槽使键、轴和轮毂产生楔紧作用,从而传递转矩。由于楔紧作用会使轴与轮毂产生一定的偏心和倾斜,楔键连接的定心精度较低,因此适用于对定心精度要求不高、但需要传递较大转矩的场合。在有冲击、振动或变载的工况下,楔紧作用有助于防止键松动,也可选用楔键连接。
44. 平键连接的类型有哪些?各自特点是什么?
【答案】- 普通平键:按端部形状分为A型(圆头)、B型(方头)、C型(单圆头),用于轴与零件的固定连接,不能轴向滑动。 - 导向平键:较长,用螺钉固定在轴上,轴上零件可沿键轴向滑动,适用于滑动距离不大的场合,如变速箱中的滑移齿轮。 - 滑键:固定在轴上零件的轮毂中,随零件一起沿轴上的键槽滑动,适用于滑动距离较大的场合,如车床光杠与溜板箱的连接。
【解析】平键连接按轴上零件能否沿轴向移动,主要分为普通平键、导向平键和滑键。普通平键的工作面为键的两侧面,A型为圆头、B型为方头、C型为单圆头,主要用于轴与轮毂的周向固定,零件不能沿轴向移动。导向平键用螺钉固定在轴上,轴上零件可沿键作轴向移动,适用于滑动距离不大的场合。滑键固定在轴上零件的轮毂中,随轮毂一起沿轴上的键槽滑动,适用于滑动距离较大的场合。三者结构简单、制造成本较低,均依靠键的侧面传递转矩。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某带式输送机的减速器输出轴采用普通平键连接齿轮轮毂。输出功率为 ,转速为 。轴径为 ,初选平键尺寸为 ,键的总长度为 。键为两端圆头结构,有效工作长度取 。材料许用剪切应力为 ,许用挤压应力为 。平键通过键的侧面传递转矩,键顶面与轮毂键槽底面留有间隙。(1)计算该键所传递的转矩,并分别计算初选平键的剪切应力和挤压应力。(2)根据计算结果,判断初选平键是否满足强度要求,并说明平键连接中主要的工作面。(3)若初选平键不满足挤压强度要求,按标准长度系列选用下一合适长度的平键,并说明改进后的键长及其有效工作长度;重新计算改进后平键的剪切应力和挤压应力。
【答案】(1)有效工作长度为。传递转矩为
。剪切应力为
。挤压应力为。(2)初选平键的剪切应力小于许用剪切应力,但挤压应力大于许用挤压应力,故初选平键不满足强度要求。主要工作面是键的两侧面,键的顶面通常不承担传递转矩的作用。(3)所需有效工作长度为
。按标准长度系列选用总长度 的平键,有效工作长度为。改进后剪切应力为;挤压应力为。
【解析】有效长度l=50-12=38 mm,转矩T=9550×22/720=291.81 N·m。初选键τ=2T/(dbl)=32.00 MPa<[τ];p=4T/(dhl)=95.99 MPa>[p],挤压不满足。主要工作面为键两侧面。所需l≥45.60 mm,选标准长度L=63 mm,l=51 mm,改进后τ=23.84 MPa、p=71.52 MPa,均满足要求。
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