四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》项目七任务六 45分钟专题训练卷

四川省（对口招生）智能制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共158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智能制造类理论知识，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智能制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《机械制图》《金属加工与实训》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》 项目七：直杆的基本变形 任务六：圆轴扭转 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16小题，每题3分，共48分） 1. 直杆在受到外力作用时，若其横截面绕轴线发生相对转动，这种变形称为（ ） A. 拉伸变形 B. 压缩变形 C. 弯曲变形 D. 扭转变形 【答案】D 【解析】直杆横截面绕轴线发生相对转动，轴线间的夹角发生变化，这种变形称为扭转变形，因此选D。 2. 圆轴扭转时，横截面上切应力的大小（ ） A. 与点到圆心的距离成正比 B. 与点到圆心的距离成反比 C. 处处相等 D. 与点到圆心的距离平方成正比 【答案】A 【解析】圆轴扭转时，横截面上任一点的切应力与该点到圆心的距离成正比，圆心处为零，外缘处最大，因此选A。 3. 当圆轴两端受到一对等值、反向且作用面垂直于圆轴轴线的力偶作用时，圆轴将发生（ ） A. 剪切变形 B. 弯曲变形 C. 拉压变形 D. 扭转变形 【答案】D 【解析】圆轴两端受到等值、反向且作用面垂直于轴线的力偶作用时，圆轴横截面绕轴线发生相对转动，产生扭转变形，因此选D。 4. 杆件上的各个横截面都绕其轴线发生相对转动，这种变形称为（ ） A. 拉伸 B. 压缩 C. 剪切 D. 扭转 【答案】D 【解析】杆件各横截面绕自身轴线发生相对转动，属于扭转变形，因此选D。 5. 圆轴扭转时，横截面上切应力的分布规律是（ ） A. 均匀分布 B. 线性分布 C. 抛物线分布 D. 随机分布 【答案】B 【解析】圆轴扭转时，横截面上切应力随到圆心距离的增大而线性增大，中心处为零，外缘处最大，因此呈线性分布，选B。 6. 圆轴扭转时，横截面上切应力的方向（ ） A. 与半径垂直 B. 与半径平行 C. 沿轴线方向 D. 任意方向 【答案】A 【解析】圆轴扭转时，横截面上各点的切应力沿该点所在圆周的切线方向，因此与半径垂直，选A。 7. 下列的结论中，正确的是（ ） A. 圆轴扭转时，横截面上有正应力，其大小与截面直径无关 B. 圆轴扭转时，横截面上有正应力也有切应力，它们的大小均与截面直径无关 C. 圆轴扭转时，横截面上只有切应力，其大小与到圆心的距离成正比 D. 圆轴扭转时，横截面上没有切应力，只有正应力，其大小与半径成正比 【答案】C 【解析】圆轴扭转时，横截面上主要产生切应力，不产生正应力；切应力与该点到圆心的距离成正比，因此选C。 8. 在下图中，仅发生扭转变形的轴是（ ） A. a B. b C. c D. d 【答案】A 9. 直杆在发生扭转变形时，哪个截面上的切应力最大？（ ） A. 杆件的中部截面 B. 杆件的固定端截面 C. 杆件表面的任意一点 D. 杆件内部的任意一点 【答案】C 【解析】圆轴扭转时，横截面上的切应力随到圆心距离的增大而增大，杆件表面各点到圆心的距离最大，因此杆件表面的任意一点处切应力最大，选C。 10. 圆轴扭转时，同一圆周上各点的切应力大小（ ） A. 完全相同 B. 完全不同 C. 部分相同 D. 都不对 【答案】A 【解析】同一圆周上各点到圆心的距离相等，圆轴扭转时切应力大小与到圆心距离成正比，因此同一圆周上各点的切应力大小完全相同，选A。 11. 实心圆轴扭转时,横截面上同一圆周上各点的切应力大小应是（ ） A. 全不同 B. 全相同 C. 部分相同 D. 无法比较 【答案】B 【解析】圆轴横截面上任一点的切应力与该横截面上的扭矩MT成正比,与该点所在圆周的半径成正比,所以横截面上同一圆周上各点的切应力大小应是全相同。 12. 下列说法正确的是（ ） A. 圆轴扭转时，横截面上的切应力从轴心到轴边缘越来越大。 B. 圆轴扭转时,横截面上的最大切应力发生在圆心处。 C. 梁弯曲变形时,横截面上的最大正应力发生在中性轴上。 D. 梁弯曲变形时,横截面上的最大切应力发生在离中性轴最远点。 【答案】A 【解析】圆轴横截面上任一点的切应力与该点所在圆周的半径成正比,最大切应力在外边缘处(半径最大处)。梁弯曲变形时，离中性轴最远的点正应力最大，正应力与该点到中性轴的距离成正比，而非切应力。 13. 空心圆轴扭转的危险截面上______存在切应力为零的点（ ） A. A：一定 B. B：不一定 C. C：一定不 D. D：均不正确 【答案】C 【解析】空心圆轴扭转时，切应力满足τ=Tr/J。由于空心圆轴的材料区域为内圆周至外圆周之间，材料点到圆心的距离均不为零，因此材料区域内不存在切应力为零的点。切应力为零的圆心位于无材料的空腔内，不属于横截面的材料区域。因此，危险截面上一定不存在切应力为零的材料点，选C。 14. 圆轴扭转时，应力分布规律表明，最大应力发生在？（ ） A. 轴心处 B. 最外层表面 C. 截面中心 D. 断面处 【答案】B 【解析】圆轴扭转时，切应力随到圆心距离的增大而增大，最外层表面到轴心的距离最大，因此最大应力发生在最外层表面，选B。 15. 圆轴扭转时的强度条件是指需要具备足够的什么强度？（ ） A. 拉伸强度 B. 压缩强度 C. 剪切强度 D. 弯曲强度 【答案】C 【解析】圆轴扭转时，材料需要具备足够的剪切强度来抵抗扭转引起的剪切应力。 16. 圆轴扭转变形时，合理安排轴的受力情况的目的是（ ） A. 提高抗扭截面系数 B. 降低抗扭截面系数 C. 提高最大扭矩 D. 降低最大扭矩 【答案】D 【解析】合理安排轴的受力情况，可以使轴上各截面的内力扭矩尽量减小，从而降低最大扭矩，减小轴的扭转变形和应力，因此选D。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 实心圆轴扭转时，横截面上圆周上的切应力最大，中心处切应力为零。（ ） 【答案】正确 【解析】实心圆轴扭转时，切应力与到圆心的距离成正比。圆周上各点到圆心的距离最大，切应力最大；中心处距离为零，切应力为零。因此该说法正确。 18. 圆轴扭转时横截面上既有正应力，又有切应力。（ ） 【答案】错误 【解析】圆轴扭转时横截面上只有切应力，没有正应力。 19. 扭转变形时的内力是轴力。（ ） 【答案】错误 【解析】扭转变形时，杆件横截面上产生的内力偶矩称为扭矩，而不是轴力。因此该说法错误。 20. 当传递功率不变时，降低轴的转速可使轴实际承受扭矩的值增大。（ ） 【答案】正确 【解析】传递功率不变时，功率等于扭矩与角速度的乘积。转速降低，角速度减小，为保持功率不变，轴所承受的扭矩必须增大。因此该说法正确。 21. 扭转变形时内力是扭矩。（ ） 【答案】正确 【解析】扭转变形时，杆件横截面上产生的内力偶矩称为扭矩，因此该说法正确。 22. 圆轴扭转时，横截面上各点的切应力大小都相等。（ ） 【答案】错误 【解析】圆轴扭转时，切应力与该点到圆心的距离成正比（τ = T×ρ/Ip），圆心处切应力为零，边缘处最大，并非各点相等。 23. 圆轴扭转时，截面上既有正应力，又有切应力。（ ） 【答案】错误 【解析】圆轴扭转时，横截面上主要产生切应力，不产生正应力，因此该说法错误。 24. 横截面积相同的空心轴与实心轴相比，空心圆轴的抗扭截面模量值较大。（ ） 【答案】正确 【解析】在横截面面积相同的情况下，空心圆的外径增大，材料集中在空心圆的圆环内，相当于把材料进行了外移，在一个恒定的扭力的作用下，圆轴外层材料受到的扭矩大，对抗扭的作用大，中心的材料扭矩小，对抗扭作用小，将中心材料外移，提高了材料的抗扭作用，自然在横截面面积相同的情况下，空心轴，比实心轴的抗扭模量大。 25. 圆轴扭转时，横截面保持平面（ ） 【答案】正确 【解析】圆轴扭转时，横截面在变形后仍保持平面，只是绕轴线发生相对转动，因此该说法正确。 26. 扭转变形时横截面上的切应力一定垂直于该点所在的半径。（ ） 【答案】正确 【解析】圆轴扭转时，横截面上各点的切应力沿该点所在圆周的切线方向，而圆周切线垂直于该点所在的半径，因此该说法正确。 27. 横截面积相同的空心轴与实心轴相比，若承受相同的载荷，空心圆轴的最大切应力的数值较大。（ ） 【答案】错误 【解析】横截面积相同的空心轴与实心轴相比，空心轴的抗扭截面模量大，，承受相同的载荷，最大切应力小。 28. 圆轴扭转时，扭转的剪切应力是均匀分布的（ ） 【答案】错误 【解析】圆轴扭转时，切应力随到圆心距离的增大而增大，中心处为零，外缘处最大，因此切应力不是均匀分布的。该说法错误。 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 某机械传动轴两端受到等值、反向且作用面垂直于轴线的力偶作用。检修时发现轴表面的纵向直线变成螺旋线，而各横截面的形状基本保持不变。说明该轴发生的变形类型，并简述圆轴扭转时的主要变形特征。 【答案】（1）该轴发生了扭转变形。（2）圆轴扭转时，各横截面绕轴线发生相对转动，横截面仍保持为平面。（3）轴表面的纵向直线因相邻横截面发生相对转动而变为螺旋线，圆轴的横截面形状和大小基本保持不变。 【解析】圆轴两端受到等值、反向且作用面垂直于轴线的力偶时，外力对轴线产生扭矩，使各横截面绕轴线相对转动，这种变形称为扭转。由于横截面在扭转过程中基本保持平面和圆形，轴表面的纵向直线会随截面转动形成螺旋线。 30. 简述圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律。 【答案】在横截面上没有正应力，只有垂直于半径的切应力。横截面上任一点的切应力与该横截面上的扭矩成正比，与该点所在圆周的半径成正比，方向与过该点的半径垂直，最大切应力在外边缘处(半径最大)。 【解析】在横截面上没有正应力，只有垂直于半径的切应力。横截面上任一点的切应力与该横截面上的扭矩成正比，与该点所在圆周的半径成正比，方向与过该点的半径垂直，最大切应力在外边缘处(半径最大)。 31. 阅读材料，回答问题。 传动轴如图所示。已知Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。 试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d。 【答案】①以整个系统为为研究对象，建立平衡方程 解得： ②求支座约束力，作内力图 由题可得： ， ③由内力图可判断危险截面在C处 32. 试问圆轴扭转时横截面上切应力的分布规律 【答案】圆轴扭转横截面上任一点的切应力与该点到圆心的距离成正比，在圆心处为零。最大切应力发生在截面外周边各点处。 33. 写出圆轴扭转变形时切应力分布规律 【答案】圆轴扭转时横截面上任意点的切应力与改点所在圆周半径成正比，方向与过改点的半径垂直，切应力最大处发生在半径最大处。 四、作图题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 34. 画出下图所示物体的受力图。 五、综合应用题（本大题共2小题，共14分） 35.（10分）轴上有三个齿轮，传递的转矩分别为M、3M 、2M，画出图示两轴的扭矩图，并分别指出最大扭矩是多少。 （1） （2） 【答案】（1）①如图（1）所示，在左边两个齿轮之间任意取一个截面叫1-1截面。 取1-1截面左段轴为研究对象，画出主动转矩和截面上的扭矩，如图（2）所示。 列平衡方程如下： ②如图（1）所示，在右边两个齿轮之间任意取一个截面叫2-2截面。 取2-2截面右段杆为研究对象，画出主动转矩和截面上的扭矩，如图（3）所示。 列平衡方程如下： ③画出扭矩图，此时，这个轴上的最大扭矩是2M。 （2）①如图（1）所示，在左边两个齿轮之间任意取一个截面叫1-1截面。 取1-1截面左段轴为研究对象，画出主动转矩和截面上的扭矩，如图（2）所示。 列平衡方程如下： ②如图（1）所示，在右边两个齿轮之间任意取一个截面叫2-2截面。 取2-2截面右段杆为研究对象，画出主动转矩和截面上的扭矩，如图（3）所示。 列平衡方程如下： ③画出扭矩图，此时，这个轴上的最大扭矩是3M。 36.（4分）某智能制造生产线的夹紧机构由一根圆轴传递扭矩。检修时发现，操作手柄上形成两个同向外力偶：第一外力偶的力偶臂为 250 mm，两平行反向力的大小均为 600 N；第二外力偶的力偶臂为 180 mm，两平行反向力的大小均为 350 N。该圆轴允许承受的最大外力偶矩为 200 N·m。（1）分别计算两个外力偶矩，并求圆轴承受的合外力偶矩。（2）判断该圆轴是否超过允许承载能力，并计算超过的数值。（3）若保持第一外力偶不变，为使合外力偶矩不超过 200 N·m，求第二外力偶中每个平行力的最大值。 【答案】（1）第一外力偶矩为 ；第二外力偶矩为 。合外力偶矩为 。（2）圆轴超过允许承载能力，超过值为 。（3）第二外力偶矩的允许值为 ，故第二外力偶中每个平行力的最大值为 。 【解析】（1）外力偶矩等于力的大小与力偶臂的乘积，同向外力偶矩相加。（2）合外力偶矩为 213 N·m，大于允许值 200 N·m，因此超载 13 N·m。（3）先由允许合力矩减去第一外力偶矩，再除以第二外力偶臂，得到允许力值。 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 $ 四川省（对口招生）智能制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共158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智能制造类理论知识，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智能制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《机械制图》《金属加工与实训》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》 项目七：直杆的基本变形 任务六：圆轴扭转 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16小题，每题3分，共48分） 1. 直杆在受到外力作用时，若其横截面绕轴线发生相对转动，这种变形称为（ ） A. 拉伸变形 B. 压缩变形 C. 弯曲变形 D. 扭转变形 2. 圆轴扭转时，横截面上切应力的大小（ ） A. 与点到圆心的距离成正比 B. 与点到圆心的距离成反比 C. 处处相等 D. 与点到圆心的距离平方成正比 3. 当圆轴两端受到一对等值、反向且作用面垂直于圆轴轴线的力偶作用时，圆轴将发生（ ） A. 剪切变形 B. 弯曲变形 C. 拉压变形 D. 扭转变形 4. 杆件上的各个横截面都绕其轴线发生相对转动，这种变形称为（ ） A. 拉伸 B. 压缩 C. 剪切 D. 扭转 5. 圆轴扭转时，横截面上切应力的分布规律是（ ） A. 均匀分布 B. 线性分布 C. 抛物线分布 D. 随机分布 6. 圆轴扭转时，横截面上切应力的方向（ ） A. 与半径垂直 B. 与半径平行 C. 沿轴线方向 D. 任意方向 7. 下列的结论中，正确的是（ ） A. 圆轴扭转时，横截面上有正应力，其大小与截面直径无关 B. 圆轴扭转时，横截面上有正应力也有切应力，它们的大小均与截面直径无关 C. 圆轴扭转时，横截面上只有切应力，其大小与到圆心的距离成正比 D. 圆轴扭转时，横截面上没有切应力，只有正应力，其大小与半径成正比 8. 在下图中，仅发生扭转变形的轴是（ ） A. a B. b C. c D. d 9. 直杆在发生扭转变形时，哪个截面上的切应力最大？（ ） A. 杆件的中部截面 B. 杆件的固定端截面 C. 杆件表面的任意一点 D. 杆件内部的任意一点 10. 圆轴扭转时，同一圆周上各点的切应力大小（ ） A. 完全相同 B. 完全不同 C. 部分相同 D. 都不对 11. 实心圆轴扭转时,横截面上同一圆周上各点的切应力大小应是（ ） A. 全不同 B. 全相同 C. 部分相同 D. 无法比较 12. 下列说法正确的是（ ） A. 圆轴扭转时，横截面上的切应力从轴心到轴边缘越来越大。 B. 圆轴扭转时,横截面上的最大切应力发生在圆心处。 C. 梁弯曲变形时,横截面上的最大正应力发生在中性轴上。 D. 梁弯曲变形时,横截面上的最大切应力发生在离中性轴最远点。 13. 空心圆轴扭转的危险截面上______存在切应力为零的点（ ） A. A：一定 B. B：不一定 C. C：一定不 D. D：均不正确 14. 圆轴扭转时，应力分布规律表明，最大应力发生在？（ ） A. 轴心处 B. 最外层表面 C. 截面中心 D. 断面处 15. 圆轴扭转时的强度条件是指需要具备足够的什么强度？（ ） A. 拉伸强度 B. 压缩强度 C. 剪切强度 D. 弯曲强度 16. 圆轴扭转变形时，合理安排轴的受力情况的目的是（ ） A. 提高抗扭截面系数 B. 降低抗扭截面系数 C. 提高最大扭矩 D. 降低最大扭矩 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 实心圆轴扭转时，横截面上圆周上的切应力最大，中心处切应力为零。（ ） 18. 圆轴扭转时横截面上既有正应力，又有切应力。（ ） 19. 扭转变形时的内力是轴力。（ ） 20. 当传递功率不变时，降低轴的转速可使轴实际承受扭矩的值增大。（ ） 21. 扭转变形时内力是扭矩。（ ） 22. 圆轴扭转时，横截面上各点的切应力大小都相等。（ ） 23. 圆轴扭转时，截面上既有正应力，又有切应力。（ ） 24. 横截面积相同的空心轴与实心轴相比，空心圆轴的抗扭截面模量值较大。（ ） 25. 圆轴扭转时，横截面保持平面（ ） 26. 扭转变形时横截面上的切应力一定垂直于该点所在的半径。（ ） 27. 横截面积相同的空心轴与实心轴相比，若承受相同的载荷，空心圆轴的最大切应力的数值较大。（ ） 28. 圆轴扭转时，扭转的剪切应力是均匀分布的（ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 某机械传动轴两端受到等值、反向且作用面垂直于轴线的力偶作用。检修时发现轴表面的纵向直线变成螺旋线，而各横截面的形状基本保持不变。说明该轴发生的变形类型，并简述圆轴扭转时的主要变形特征。 30. 简述圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律。 31. 阅读材料，回答问题。 传动轴如图所示。已知Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。 试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d。 32. 试问圆轴扭转时横截面上切应力的分布规律 33. 写出圆轴扭转变形时切应力分布规律 四、作图题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 34. 画出下图所示物体的受力图。 五、综合应用题（本大题共2小题，共14分） 35.（10分）轴上有三个齿轮，传递的转矩分别为M、3M 、2M，画出图示两轴的扭矩图，并分别指出最大扭矩是多少。 （1） （2） 36.（4分）某智能制造生产线的夹紧机构由一根圆轴传递扭矩。检修时发现，操作手柄上形成两个同向外力偶：第一外力偶的力偶臂为 250 mm，两平行反向力的大小均为 600 N；第二外力偶的力偶臂为 180 mm，两平行反向力的大小均为 350 N。该圆轴允许承受的最大外力偶矩为 200 N·m。（1）分别计算两个外力偶矩，并求圆轴承受的合外力偶矩。（2）判断该圆轴是否超过允许承载能力，并计算超过的数值。（3）若保持第一外力偶不变，为使合外力偶矩不超过 200 N·m，求第二外力偶中每个平行力的最大值。 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 $