内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》项目七任务二 45分钟专题训练卷

内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《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）装备制造类 《机械基础》 项目七：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. 柴油机的曲轴可以用______制造。（ ） A. HT300 B. KTH350-10 C. KTZ650-02 D. QT800-2 2. 尺寸较大的轴及重要的轴，应采用（ ） A. 铸造件 B. 锻制毛坯 C. 轧制圆钢 D. 焊接件 3. 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 4. 普通机械中制造一般传动轴，最常用的材料是（ ） A. 低碳钢 B. 中碳钢 C. 高碳钢 D. 灰铸铁 5. 轴用材料按含碳量分类时，45钢属于（ ） A. 低碳钢 B. 中碳钢 C. 高碳钢 D. 合金工具钢 6. 某轴需要进行调质处理，以获得较好的强度和韧性，优先选用的材料是（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质中碳结构钢 C. 灰铸铁材料 D. 低碳渗碳钢材 7. 下图为某单级圆柱齿轮减速器的输出轴，零部件1、2、3、4、5的名称应分别为（ ） A. 1轴承；2齿轮；3套筒；4端盖；5轴端挡圈 B. 1齿轮；2蜗轮；3轴肩；4端盖；5轴端挡圈 C. 1轴承；2蜗轮；3套筒；4轴环；5轴端挡圈 D. 1轴承；2齿轮；3套筒；4端盖；5轴环 8. 在轴的载荷较大、尺寸受到限制且需要较高强度时，宜选用（ ） A. 普通碳素钢 B. 优质合金钢 C. 灰铸铁材料 D. 普通黄铜材料 9. 选择轴的材料时，通常首先需要综合考虑轴的（ ） A. 载荷大小和工作条件 B. 外观颜色和表面光泽 C. 加工地点和生产班次 D. 零件质量和包装形式 10. 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 11. 要求轴颈表面具有较高硬度和耐磨性，而心部保持较好韧性时，宜选用（ ） A. 低碳渗碳钢 B. 高碳工具钢 C. 普通灰铸铁 D. 纯铝及其合金 12. 轴颈承受较大交变载荷时，选用合金钢的主要原因是其具有较好的（ ） A. 强度和淬透性 B. 导电性和磁性 C. 铸造性和流动性 D. 装饰性和耐候性 13. 在潮湿并具有腐蚀性介质的环境中工作的轴，优先考虑选用（ ） A. 耐候结构钢 B. 不锈钢材料 C. 普通灰铸铁 D. 一般碳素钢 14. 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 15. 制造承受较大冲击载荷的轴时，材料应重点具有较好的（ ） A. 硬度和脆性 B. 强度和韧性 C. 导热性和导电性 D. 流动性和收缩性 16. 轴的材料采用45钢并进行调质处理，主要目的是改善轴的（ ） A. 强度和韧性 B. 导电性和磁性 C. 熔点和流动性 D. 颜色和表面光泽 17. 轴上零件周向固定的目的是（ ） A. 防止零件轴向移动 B. 防止零件转动 C. 保证零件定位 D. 便于安装拆卸 18. 普通机械中承受中等载荷、工作条件一般的轴，通常优先选用哪种材料（ ） A. Q235碳素结构钢 B. 45优质碳素结构钢 C. HT200灰铸铁 D. 硬质合金材料 19. 高速、重载且承受较大冲击的轴，较适宜选用哪类材料制造（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质碳素结构钢 C. 合金结构钢 D. 灰铸铁材料 20. 轴的材料选择中，最主要的依据是轴所承受的（ ） A. 载荷性质和大小 B. 零件颜色和外观 C. 装配位置和方向 D. 加工设备和场地 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 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。 22. 机械中一般轴和齿轮轴常采用______制造，常用牌号为45钢。 23. 对于承受较大载荷、冲击或需要较高淬透性的轴，通常选用______制造。 24. 轴的材料应具有足够的强度和______，以承受运转中的冲击载荷。 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. 轴颈表面需要较高耐磨性时，常通过表面淬火或______处理提高其表面性能。 27. 选择轴的材料时，除考虑载荷和工作速度外，还应考虑材料的______性能和热处理性能。 28. 轴通常采用钢材制造，这是因为钢具有较好的强度、韧性和______性能。 29. 轴的材料中，优质碳素结构钢适用于一般工作条件的轴，合金结构钢适用于______较为苛刻的轴。 30. 轴的常用材料主要有______、______和______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 轴的材料选择只需要考虑强度，不需要考虑成本。（ ） 32. 不同材料的轴具有相同的强度和刚度。（ ） 33. 45钢具有较好的综合力学性能和切削加工性能，常用于制造一般用途的轴。（ ） 34. 只要轴承受较大的载荷，就必须选用合金钢制造，不能选用经过热处理的碳素钢。（ ） 35. 下列两种结构都属于工艺结构，与零件功能无关（ ） 36. 轴的材料强度越高，轴在任何工况下的疲劳寿命就一定越长。（ ） 37. 45钢轴进行调质处理后，可获得较好的强度和韧性配合。（ ） 38. 20CrMnTi适合制造需要表面硬、心部韧的齿轮轴。（ ） 39. 不锈钢具有良好的耐腐蚀性，因此所有在潮湿环境中工作的轴都应选用不锈钢。（ ） 40. 选择轴的材料时，只需根据轴传递的转矩确定材料强度，不必考虑工作温度和腐蚀介质。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 轴是日常生活中不可或缺的机械零件，其受力必须合理，请你运用所学知识分析轴常选用哪些材料制造? 42. 如图所示，从轴的结构方面分析，①、②、③所指轴的结构名称是什么?齿轮与轴之间要能保证周向固定并传递转矩，应该采用哪一种连接方式？ 43. 某减速器输出轴承受较大的交变弯矩和转矩，轴颈还要求具有较高的耐磨性。选择该轴的材料时，主要应考虑哪些因素？ 44. 比较碳素钢和合金钢作为轴的材料时，应从性能、加工性和适用场合等方面说明两者的主要区别。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某减速机输出轴采用直径30 mm的实心圆轴，电动机传递功率为7.5 kW，轴的转速为750 r/min。现有45钢正火材料和40Cr调质材料可供选择，暂不考虑弯矩影响。两种材料的许用切应力分别为35 MPa和60 MPa；考虑键槽引起的应力集中，材料许用切应力按原数值的0.8倍使用。请完成下列任务： （1）计算轴传递的转矩，并计算直径30 mm轴段的名义切应力，结果保留一位小数。 （2）分别计算考虑键槽影响后两种材料的有效许用切应力，判断该轴段采用哪种材料能够满足扭转强度要求。 （3）说明选择该轴材料时还应综合考虑的两个主要性能要求，并说明40Cr轴通常采用调质处理的原因。 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 $ 内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《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）装备制造类 《机械基础》 项目七：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. 柴油机的曲轴可以用______制造。（ ） A. HT300 B. KTH350-10 C. KTZ650-02 D. QT800-2 【答案】D 【解析】球墨铸铁兼有铸铁和钢的优点，因而得到广泛应用。它可以用来代替非合金钢、合金钢、可锻铸铁等材料制造受力复杂，强度、硬度、韧性和耐磨性要求较高的零件，如柴油机曲轴、减速器齿轮及轧钢机轧辊等。 2. 尺寸较大的轴及重要的轴，应采用（ ） A. 铸造件 B. 锻制毛坯 C. 轧制圆钢 D. 焊接件 【答案】B 【解析】尺寸较大的轴及重要的轴，应采用锻制毛坯。 锻制毛坯通过锻造工艺制造，能够获得更均匀的晶粒结构和更好的机械性能，特别是对于承受较大载荷和重要用途的轴，锻造能够提供更高的强度和韧性。此外，锻造还可以根据需要制造出不同形状和尺寸的轴，满足特定设计要求。 3. 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 4. 普通机械中制造一般传动轴，最常用的材料是（ ） A. 低碳钢 B. 中碳钢 C. 高碳钢 D. 灰铸铁 【答案】B 【解析】普通传动轴通常采用中碳钢，其中45钢具有较好的强度、塑性和韧性，能满足一般工作要求。低碳钢强度偏低，高碳钢韧性较差，灰铸铁不适于承受较大弯曲和冲击。 5. 轴用材料按含碳量分类时，45钢属于（ ） A. 低碳钢 B. 中碳钢 C. 高碳钢 D. 合金工具钢 【答案】B 【解析】45钢的平均含碳量约为百分之零点四五，属于中碳钢。中碳钢具有较好的综合力学性能，常用于制造轴、齿轮和连杆等零件。 6. 某轴需要进行调质处理，以获得较好的强度和韧性，优先选用的材料是（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质中碳结构钢 C. 灰铸铁材料 D. 低碳渗碳钢材 【答案】B 【解析】调质处理通常用于优质中碳结构钢，使轴获得较高的强度、韧性和疲劳强度。灰铸铁韧性较差，低碳钢一般不作为调质轴的首选材料。 7. 下图为某单级圆柱齿轮减速器的输出轴，零部件1、2、3、4、5的名称应分别为（ ） A. 1轴承；2齿轮；3套筒；4端盖；5轴端挡圈 B. 1齿轮；2蜗轮；3轴肩；4端盖；5轴端挡圈 C. 1轴承；2蜗轮；3套筒；4轴环；5轴端挡圈 D. 1轴承；2齿轮；3套筒；4端盖；5轴环 【答案】A 8. 在轴的载荷较大、尺寸受到限制且需要较高强度时，宜选用（ ） A. 普通碳素钢 B. 优质合金钢 C. 灰铸铁材料 D. 普通黄铜材料 【答案】B 【解析】优质合金钢经适当热处理后具有较高的强度和综合力学性能，适用于载荷较大且要求减小轴径的场合。普通碳素钢的强度提升有限，灰铸铁和黄铜不适合作为此类承载轴的主要材料。 9. 选择轴的材料时，通常首先需要综合考虑轴的（ ） A. 载荷大小和工作条件 B. 外观颜色和表面光泽 C. 加工地点和生产班次 D. 零件质量和包装形式 【答案】A 【解析】轴的材料选择主要取决于载荷、转速、冲击情况、工作温度、耐磨性要求和热处理条件等工作因素。外观、生产班次和包装形式不是确定轴材料的主要依据。 10. 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。 11. 要求轴颈表面具有较高硬度和耐磨性，而心部保持较好韧性时，宜选用（ ） A. 低碳渗碳钢 B. 高碳工具钢 C. 普通灰铸铁 D. 纯铝及其合金 【答案】A 【解析】低碳渗碳钢经渗碳淬火后，表面具有较高硬度和耐磨性，心部仍具有较好的韧性，适合制造有耐磨要求的轴颈。高碳工具钢整体较脆，灰铸铁和铝合金难以满足该综合性能要求。 12. 轴颈承受较大交变载荷时，选用合金钢的主要原因是其具有较好的（ ） A. 强度和淬透性 B. 导电性和磁性 C. 铸造性和流动性 D. 装饰性和耐候性 【答案】A 【解析】合金钢具有较高的强度和淬透性，经热处理后能改善轴的综合力学性能，有利于承受交变载荷。导电性、铸造流动性和装饰性不是选择承载轴材料的主要依据。 13. 在潮湿并具有腐蚀性介质的环境中工作的轴，优先考虑选用（ ） A. 耐候结构钢 B. 不锈钢材料 C. 普通灰铸铁 D. 一般碳素钢 【答案】B 【解析】不锈钢具有较好的耐腐蚀性能，适合在潮湿或有腐蚀性介质的环境中工作。耐候结构钢的耐蚀性有一定提高，但在特定腐蚀环境下通常不如不锈钢适用。 14. 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 15. 制造承受较大冲击载荷的轴时，材料应重点具有较好的（ ） A. 硬度和脆性 B. 强度和韧性 C. 导热性和导电性 D. 流动性和收缩性 【答案】B 【解析】承受冲击载荷的轴需要较高的强度以抵抗破坏，同时需要较好的韧性以吸收冲击能量并避免脆断。硬度过高而韧性不足，反而可能降低轴的抗冲击能力。 16. 轴的材料采用45钢并进行调质处理，主要目的是改善轴的（ ） A. 强度和韧性 B. 导电性和磁性 C. 熔点和流动性 D. 颜色和表面光泽 【答案】A 【解析】45钢调质处理可使材料获得较好的强度、韧性和综合力学性能，从而提高轴的承载能力和抗疲劳能力。该处理的主要作用不是改变材料的导电性、熔点或外观。 17. 轴上零件周向固定的目的是（ ） A. 防止零件轴向移动 B. 防止零件转动 C. 保证零件定位 D. 便于安装拆卸 【答案】B 【解析】周向固定用于传递扭矩，防止零件相对于轴转动；轴向固定防止轴向移动。 18. 普通机械中承受中等载荷、工作条件一般的轴，通常优先选用哪种材料（ ） A. Q235碳素结构钢 B. 45优质碳素结构钢 C. HT200灰铸铁 D. 硬质合金材料 【答案】B 【解析】普通轴通常采用45优质碳素结构钢制造，其强度、塑性和韧性较好，且便于进行热处理。Q235强度和耐磨性相对较低，灰铸铁脆性较大，硬质合金主要用于刀具等耐磨零件。 19. 高速、重载且承受较大冲击的轴，较适宜选用哪类材料制造（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质碳素结构钢 C. 合金结构钢 D. 灰铸铁材料 【答案】C 【解析】高速、重载并承受冲击的轴对强度、韧性和淬透性要求较高，通常选用合金结构钢。普通碳素结构钢和一般优质碳素结构钢的综合性能难以满足较苛刻工况，灰铸铁的韧性较差。 20. 轴的材料选择中，最主要的依据是轴所承受的（ ） A. 载荷性质和大小 B. 零件颜色和外观 C. 装配位置和方向 D. 加工设备和场地 【答案】A 【解析】轴的材料首先应根据载荷性质、载荷大小和工作条件确定，以保证轴具有足够的强度和韧性。零件外观、装配方向和加工场地不是选择轴材料的主要依据。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 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】轴在工作中通常承受转矩、弯矩及交变载荷，因此材料应具有足够的强度，以防止发生断裂或过大的塑性变形；对应力集中不应过于敏感，即应力集中敏感性要低，以提高轴的疲劳强度。此外，轴还应具有足够的刚度、良好的耐磨性和耐腐蚀性，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。 22. 机械中一般轴和齿轮轴常采用______制造，常用牌号为45钢。 【答案】优质碳素结构钢 【解析】优质碳素结构钢具有较好的综合力学性能，45钢强度、塑性和韧性较为适中，因此广泛用于制造一般轴和齿轮轴。 23. 对于承受较大载荷、冲击或需要较高淬透性的轴，通常选用______制造。 【答案】合金结构钢 【解析】合金结构钢通过加入适量合金元素，可提高材料的强度、韧性和淬透性，适用于承受较大载荷、冲击或截面较大的轴。 24. 轴的材料应具有足够的强度和______，以承受运转中的冲击载荷。 【答案】韧性 【解析】轴在工作中可能承受交变载荷和冲击载荷，除需要足够的强度外，还应具有良好的韧性，以减小脆断风险。 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. 轴颈表面需要较高耐磨性时，常通过表面淬火或______处理提高其表面性能。 【答案】渗碳 【解析】渗碳可使轴颈表层获得较高的含碳量，随后经淬火可形成高硬度耐磨层，同时保持心部较好的韧性，适用于对耐磨性要求较高的轴颈。 27. 选择轴的材料时，除考虑载荷和工作速度外，还应考虑材料的______性能和热处理性能。 【答案】工艺 【解析】轴的材料不仅要满足使用中的强度、韧性和耐磨性要求，还应具有良好的工艺性能，并能通过适当热处理获得所需的综合力学性能。 28. 轴通常采用钢材制造，这是因为钢具有较好的强度、韧性和______性能。 【答案】热处理 【解析】钢材具有良好的综合力学性能和热处理性能，可通过调质、淬火或表面强化等方法改善轴的强度、硬度和耐磨性，因此轴通常采用钢材制造。 29. 轴的材料中，优质碳素结构钢适用于一般工作条件的轴，合金结构钢适用于______较为苛刻的轴。 【答案】工作条件 【解析】优质碳素结构钢能够满足一般轴的使用要求，合金结构钢则具有更高的强度、韧性和淬透性，适用于重载、高速或冲击等工作条件较为苛刻的轴。 30. 轴的常用材料主要有______、______和______。 【答案】碳素钢；合金钢；球墨铸铁 【解析】轴的材料应根据受力大小、工作条件和制造要求选择，常用材料包括碳素钢、合金钢，某些受力较小或结构特殊的轴也可采用球墨铸铁。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 轴的材料选择只需要考虑强度，不需要考虑成本。（ ） 【答案】错误 【解析】材料选择需平衡强度和成本，如一般轴用45钢（成本低），而非一味用合金钢。 32. 不同材料的轴具有相同的强度和刚度。（ ） 【答案】错误 【解析】轴的材料选择会直接影响轴的强度和刚度，不同材料的轴具有不同的性能表现。 33. 45钢具有较好的综合力学性能和切削加工性能，常用于制造一般用途的轴。（ ） 【答案】正确 【解析】45钢属于优质中碳钢，经过适当热处理后具有较好的强度、塑性和韧性，且加工性能较好，因此广泛用于制造一般用途的轴。 34. 只要轴承受较大的载荷，就必须选用合金钢制造，不能选用经过热处理的碳素钢。（ ） 【答案】错误 【解析】轴的材料不能仅依据载荷大小确定，还要考虑冲击、转速、尺寸、热处理和经济性等因素。受较大载荷的轴在满足性能要求时，也可以选用经过适当热处理的碳素钢。 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. 轴的材料强度越高，轴在任何工况下的疲劳寿命就一定越长。（ ） 【答案】错误 【解析】材料强度提高通常有利于提高轴的承载能力，但疲劳寿命还受应力集中、表面质量、热处理状态和工作载荷等因素影响，不能作绝对判断。 37. 45钢轴进行调质处理后，可获得较好的强度和韧性配合。（ ） 【答案】正确 【解析】调质处理由淬火和高温回火组成，能使45钢获得较高的强度、一定的硬度以及良好的韧性，适合承受交变载荷的轴使用。 38. 20CrMnTi适合制造需要表面硬、心部韧的齿轮轴。（ ） 【答案】正确 【解析】20CrMnTi属于低碳合金渗碳钢，渗碳淬火后表面具有较高硬度和耐磨性，心部仍保持较好的韧性，适用于制造承受冲击和磨损的齿轮轴。 39. 不锈钢具有良好的耐腐蚀性，因此所有在潮湿环境中工作的轴都应选用不锈钢。（ ） 【答案】错误 【解析】不锈钢具有较好的耐腐蚀性，但轴的材料还必须满足强度、疲劳性能、耐磨性、加工性和成本要求。潮湿环境中的轴不一定都需要采用不锈钢。 40. 选择轴的材料时，只需根据轴传递的转矩确定材料强度，不必考虑工作温度和腐蚀介质。（ ） 【答案】错误 【解析】轴的材料选择应综合考虑载荷、转速、冲击、工作温度、腐蚀介质、热处理工艺和经济性等因素。仅依据转矩确定材料，可能导致轴的耐热性或耐腐蚀性不能满足要求。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 轴是日常生活中不可或缺的机械零件，其受力必须合理，请你运用所学知识分析轴常选用哪些材料制造? 【答案】轴的主要材料是中碳钢和合金钢，其次还有高强度铸铁和球墨铸铁。 【解析】轴通常采用中碳钢和合金钢制造。中碳钢具有较好的强度、韧性、塑性和加工性能，价格适中，常用于制造一般用途的轴，如45钢轴。对于承受较大载荷、冲击载荷或要求较高疲劳强度、耐磨性的轴，可选用合金钢，以获得更好的综合机械性能。对于形状复杂、尺寸较大、转速较低且载荷不太大的轴，可采用高强度铸铁或球墨铸铁制造，以利用其铸造性能好、减振性较好的特点。因此，轴的常用材料主要是中碳钢和合金钢，特定场合也可采用高强度铸铁和球墨铸铁。 42. 如图所示，从轴的结构方面分析，①、②、③所指轴的结构名称是什么?齿轮与轴之间要能保证周向固定并传递转矩，应该采用哪一种连接方式？ 【答案】①、②、③分别为轴身、轴颈、轴头；普通平键连接。 【解析】轴颈、轴头、轴身的定义： 1、轴颈是轴上用来安装轴承的地方。指轴上同一直径的一段轴或直径不等但形成的外圆表面是均匀连续的圆柱面，外圆表面必须是均匀连续的，不能有轴肩或凹槽断开。 2、轴头指轴的两端，轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径，机器中作回转运动的零件就装在轴上。 3、轴身是联接轴头和轴颈的部分。 可知①、②、③分别为轴身、轴颈、轴头。 齿轮与轴之间要能保证周向固定并传递转矩，应该采用普通平键连接。 43. 某减速器输出轴承受较大的交变弯矩和转矩，轴颈还要求具有较高的耐磨性。选择该轴的材料时，主要应考虑哪些因素？ 【答案】（1）根据弯矩、转矩、冲击和交变载荷等受力情况，保证材料具有足够的强度、刚度和疲劳强度。（2）根据轴颈的相对运动和接触情况，考虑材料的硬度、耐磨性以及与配合零件的匹配性。（3）根据轴的尺寸、结构和制造工艺，考虑材料的淬透性、切削加工性及热处理性能。（4）结合工作温度、腐蚀介质、材料供应和制造成本，进行综合选择。 【解析】轴的材料选择不能只看静强度，还要同时满足交变载荷下的疲劳性能和轴颈的耐磨要求。对于减速器输出轴，还应结合热处理、加工条件、工作环境及经济性确定合适的材料。 44. 比较碳素钢和合金钢作为轴的材料时，应从性能、加工性和适用场合等方面说明两者的主要区别。 【答案】（1）碳素钢价格较低、切削加工性能较好，适用于受力不太复杂、尺寸较小或一般用途的轴。（2）合金钢具有较高的强度、淬透性和耐热性，适用于承受较大载荷、冲击载荷或高速运转的轴。（3）合金钢材料成本和加工要求通常较高，常需配合调质、渗碳或表面淬火等热处理使用。（4）在满足使用性能的前提下，应优先选用经济性较好的碳素钢，不能盲目采用合金钢。 【解析】碳素钢和合金钢都可用于制造轴，但两者在强度、淬透性、加工性和成本方面存在差异。材料选择应以满足工作性能为前提，并综合比较制造工艺和经济性。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某减速机输出轴采用直径30 mm的实心圆轴，电动机传递功率为7.5 kW，轴的转速为750 r/min。现有45钢正火材料和40Cr调质材料可供选择，暂不考虑弯矩影响。两种材料的许用切应力分别为35 MPa和60 MPa；考虑键槽引起的应力集中，材料许用切应力按原数值的0.8倍使用。请完成下列任务： （1）计算轴传递的转矩，并计算直径30 mm轴段的名义切应力，结果保留一位小数。 （2）分别计算考虑键槽影响后两种材料的有效许用切应力，判断该轴段采用哪种材料能够满足扭转强度要求。 （3）说明选择该轴材料时还应综合考虑的两个主要性能要求，并说明40Cr轴通常采用调质处理的原因。 【答案】（1）轴传递的转矩为95.5 N·m，即95500 N·mm；直径30 mm轴段的名义切应力为18.0 MPa。 （2）45钢的有效许用切应力为28.0 MPa，40Cr的有效许用切应力为48.0 MPa。由于轴段名义切应力18.0 MPa小于两种材料的有效许用切应力，因此两种材料均能满足给定扭转强度要求；若综合考虑较大冲击载荷和较高可靠性，应优先选择40Cr调质材料。 （3）还应考虑材料的抗弯强度、韧性、耐磨性、热处理性能和加工性能等，至少答出其中两项。40Cr调质处理能够获得较高的强度和韧性，改善轴在交变载荷及冲击载荷作用下的综合承载能力。 【解析】（1）；。（2）45钢、40Cr的有效许用切应力分别为28.0 MPa、48.0 MPa，均大于18.0 MPa，均满足要求；冲击较大或可靠性要求较高时选40Cr。（3）还应考虑抗弯强度、韧性、耐磨性、热处理性能和加工性能等。40Cr调质可兼顾强度和韧性，提高抗冲击及抗交变载荷能力。 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 $