四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》项目八任务四 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》 项目八：连接 任务四：花键连接 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. 轴上零件周向固定时，若需要传递较大转矩且对中性要求较高，应优先选择（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 销钉连接 D. 紧定螺钉 2. 最常用的花键连接是（ ） A. 矩形齿花键 B. 渐开线齿花键 C. 三角形齿花键 D. 以上均正确 3. 花键连接适用于______场合（ ） A. 载荷小、定心要求低 B. 载荷大、定心要求高 C. 仅用于高速轴 D. 对中性要求一般 4. 某传动机构中，齿轮需沿轴向滑动以实现换挡，同时应可靠传递转矩。该齿轮与轴之间宜采用（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 圆柱销连接 D. 过盈配合连接 5. 观察图中花键结构，花键连接相比普通平键连接，显著优势是（ ） A. 对轴的强度削弱大 B. 传递扭矩小 C. 定心精度高、承载能力强 D. 制造工艺简单 6. 键连接中，哪种键的定心性能最好？（ ） A. 平键 B. 楔键 C. 切向键 D. 花键 7. 矩形花键的定心方式通常是（ ） A. 大径定心 B. 小径定心 C. 键侧定心 D. 齿形定心 8. 在传递较大转矩的场合，常采用花键连接，主要因为其（ ） A. 结构简单 B. 成本低 C. 承载能力强，对中性好 D. 安装方便 9. 下列键联接中，承载能力最高的是（ ） A. 花键联接 B. 平键联接 C. 半圆键联接 D. 楔键联接 10. 花键连接与平键连接相比，优点是（ ） A. 结构简单 B. 成本低 C. 承载能力强 D. 装拆方便 11. 下列有关轴及轴上零件的表述，错误的是（ ） A. 图（a）所示自行车，中轴为转轴，前轴和后轴均为心轴 B. 图（b）为花键连接，对中性、导向性好，但制造困难，常与过盈配合联合使用，以承受大的交变载荷和冲击载荷 C. 图（c）中“1”处设有倒角，可便于导向及避免擦伤零件配合表面 D. 图（c）中“2”处尺寸要小于齿轮轮毂上配合尺寸及轴肩高度，可避免装配时和齿轮轮毂发生干涉以及轴向定位可靠 12. 在载荷大，定心精度要求高的场合，宜选用（ ） A. 平键联接 B. 半圆键联接 C. 销联接 D. 花键联接 13. 与平键连接相比，花键连接在承受载荷方面的突出特点是（ ） A. 制造简单 B. 装拆方便 C. 承载能力高 D. 成本低廉 14. 下列键连接中，定心好、导向性能好的是 （ ） A. 平键 B. 半圆键 C. 楔键 D. 花键 15. 若要求传递功率大，定心精度高，优先选用下列哪种连接（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 楔键连接 D. 切向键连接 16. 花键联接主要用于场合（ ） A. 定心精度要求高和载荷较大 B. 定心精度要求一般，载荷较大 C. 定心精度要求低和载荷较小 D. 定心精度要求低和载荷较大 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 花键的加工需要专用设备，成本较高。（ ） 18. 花键连接的键齿数越多，承载能力越强。（ ） 19. 花键连接的成本比平键连接高是因为其加工工艺复杂。（ ） 20. 花键连接的定心方式有大径定心、小径定心和齿侧定心。（ ） 21. 三角形齿花键连接是指内、外花键均为直线齿形的花键轴与花键轮毂之间的一种连接方式。（ ） 22. 花键连接用于定心精度要求较高和载荷较大的场合，或者是轮毂经常作轴向滑移的场合。（ ） 23. 花键连接是由带多个纵向凸齿的轴和带有相应齿槽的轮毂孔组成的（ ） 24. 载重汽车后轮与传动轴常采用的键连接类型是花键。（ ） 25. 花键连接较平键连接的承载能力高，故应用最广。（ ） 26. 键连接主要通过花键来防止轴和轮毂的相对转动。（ ） 27. 花键连接既可以轴向固定，也可以周向固定（ ） 28. 花键加工难度大，承载能力强，对中性要求高。（ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 说明花键连接的优缺点。 30. 简述花键的类型，花键联接的优缺点。 31. 花键连接的特点？ 32. 为什么花键连接的强度比普通平键连接高？ 33. 花键连接与平键联接相比有哪些优缺点？ 四、综合应用题（本大题共3小题，共18分） 34.（4分）某数控机床主轴箱的输出轴需要通过花键与齿轮毂连接，传递转矩为480 N·m，花键平均作用直径为60 mm，共有24个齿。设计时按75%的齿同时承载计算，且单齿许用圆周力为1000 N。（1）计算花键传递的圆周力及单齿实际承受的圆周力。（2）判断该花键的承载能力是否满足要求。（3）为保证较高承载能力和定心精度，应选用哪种花键连接，并说明理由。 35.（4分）一台自动换刀装置的滑移齿轮需沿传动轴轴向移动，同时传递120 N·m转矩。该传动轴采用16齿花键，平均作用直径为40 mm，按50%的齿同时承载计算，单齿许用圆周力为850 N。（1）计算有效承载齿数、花键圆周力及单齿实际圆周力。（2）判断该花键在传递额定转矩时是否满足强度要求。（3）若该装置要求齿轮能平稳轴向滑动并保持较好的同轴度，应采用何种花键及何种定心方式。 36.（10分）某轻型自动化设备的薄壁调节套需与控制轴连接，传递转矩为36 N·m。控制轴花键平均作用直径为24 mm，共12个齿，按50%的齿同时承载计算，单齿许用圆周力为600 N。该调节套壁厚较小，工作时载荷平稳。（1）计算花键传递的圆周力、有效承载齿数及单齿实际圆周力。（2）判断该花键是否满足强度要求。（3）结合薄壁、轻载和需进行微量调节的工况，说明宜选用的花键类型及使用注意事项。 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 $ 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》 项目八：连接 任务四：花键连接 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. 轴上零件周向固定时，若需要传递较大转矩且对中性要求较高，应优先选择（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 销钉连接 D. 紧定螺钉 【答案】B 【解析】花键连接接触面积大、承载能力强、对中性和导向性好，能满足传递较大转矩和高对中性要求，平键在对中性要求上稍逊一筹，销钉和紧定螺钉承载能力有限。 2. 最常用的花键连接是（ ） A. 矩形齿花键 B. 渐开线齿花键 C. 三角形齿花键 D. 以上均正确 【答案】A 【解析】矩形齿花键制造工艺相对简单，定心精度高，承载能力强，在机械领域应用最为普遍；渐开线齿花键虽也有应用但相对较少；三角形齿花键应用场景更窄，所以答案是A。 3. 花键连接适用于______场合（ ） A. 载荷小、定心要求低 B. 载荷大、定心要求高 C. 仅用于高速轴 D. 对中性要求一般 【答案】B 【解析】花键连接接触面积大、承载能力强、对中性和导向性好，所以适用于载荷较大、定心要求高的静、动连接，在对精度和承载要求高的场合优势明显。 4. 某传动机构中，齿轮需沿轴向滑动以实现换挡，同时应可靠传递转矩。该齿轮与轴之间宜采用（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 圆柱销连接 D. 过盈配合连接 【答案】B 【解析】花键连接由多个键齿共同传递转矩，且具有良好的导向性能，适用于轮毂沿轴向滑动的场合。 5. 观察图中花键结构，花键连接相比普通平键连接，显著优势是（ ） A. 对轴的强度削弱大 B. 传递扭矩小 C. 定心精度高、承载能力强 D. 制造工艺简单 【答案】C 【解析】花键多齿参与工作，定心精度高，能传递大扭矩；但齿槽浅，对轴削弱小，但制造工艺较复杂。 6. 键连接中，哪种键的定心性能最好？（ ） A. 平键 B. 楔键 C. 切向键 D. 花键 【答案】D 【解析】花键连接由多个齿均匀分布在轴和毂孔周向上，可采用小径、大径或齿侧定心，能较好地保证轴与毂的同轴度，因此定心性能最好。平键、楔键和切向键主要依靠键与键槽配合传递转矩，定心性能相对较差，所以选D。 7. 矩形花键的定心方式通常是（ ） A. 大径定心 B. 小径定心 C. 键侧定心 D. 齿形定心 【答案】B 【解析】矩形花键通常采用小径定心，以保证内、外花键的同轴度和配合精度。 8. 在传递较大转矩的场合，常采用花键连接，主要因为其（ ） A. 结构简单 B. 成本低 C. 承载能力强，对中性好 D. 安装方便 【答案】C 【解析】花键连接有多个齿同时参与工作，受力较均匀，承载能力强，且定心性能较好。 9. 下列键联接中，承载能力最高的是（ ） A. 花键联接 B. 平键联接 C. 半圆键联接 D. 楔键联接 【答案】A 【解析】花键联接由于多齿承载，所以承载能力高。 10. 花键连接与平键连接相比，优点是（ ） A. 结构简单 B. 成本低 C. 承载能力强 D. 装拆方便 【答案】C 【解析】花键齿多且分布均匀，能传递更大扭矩，承载能力强，其他是平键的优点。 11. 下列有关轴及轴上零件的表述，错误的是（ ） A. 图（a）所示自行车，中轴为转轴，前轴和后轴均为心轴 B. 图（b）为花键连接，对中性、导向性好，但制造困难，常与过盈配合联合使用，以承受大的交变载荷和冲击载荷 C. 图（c）中“1”处设有倒角，可便于导向及避免擦伤零件配合表面 D. 图（c）中“2”处尺寸要小于齿轮轮毂上配合尺寸及轴肩高度，可避免装配时和齿轮轮毂发生干涉以及轴向定位可靠 【答案】B 12. 在载荷大，定心精度要求高的场合，宜选用（ ） A. 平键联接 B. 半圆键联接 C. 销联接 D. 花键联接 【答案】D 【解析】在载荷大，定心精度要求高的场合，宜选用花键联接。 花键联接具有定心精度高、导向性好、承载能力强、能传递较大的转矩及联接可靠等优点. 13. 与平键连接相比，花键连接在承受载荷方面的突出特点是（ ） A. 制造简单 B. 装拆方便 C. 承载能力高 D. 成本低廉 【答案】C 【解析】花键连接有多个齿同时承受载荷，受力较均匀，因此其承载能力通常高于平键连接。 14. 下列键连接中，定心好、导向性能好的是 （ ） A. 平键 B. 半圆键 C. 楔键 D. 花键 【答案】D 【解析】花键连接具有较好的定心性能和导向性能，适用于需要轴向移动或较高定心精度的连接。 15. 若要求传递功率大，定心精度高，优先选用下列哪种连接（ ） A. 平键连接 B. 花键连接 C. 楔键连接 D. 切向键连接 【答案】B 【解析】花键连接可由多个齿共同传递转矩，承载能力大，且定心精度较高，适合传递大功率。 16. 花键联接主要用于场合（ ） A. 定心精度要求高和载荷较大 B. 定心精度要求一般，载荷较大 C. 定心精度要求低和载荷较小 D. 定心精度要求低和载荷较大 【答案】A 【解析】花键连接由外花键轴上的多个纵向齿和轮毂孔内相应的齿槽构成，多个齿同时承受载荷，承载能力较大；同时可采用大径、小径或齿侧定心，定心精度较高。因此，花键连接主要用于定心精度要求高且载荷较大的场合，故选A。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 花键的加工需要专用设备，成本较高。（ ） 【答案】正确 【解析】花键的多齿结构和高精度要求决定其加工难度大，需要专用机床和刀具等设备，导致加工成本相对较高。 18. 花键连接的键齿数越多，承载能力越强。（ ） 【答案】错误 【解析】花键连接的承载能力取决于有效齿数、齿侧接触面积、齿宽、齿长、材料、热处理和载荷分布等多项因素。键齿数增加通常有利于分担载荷，但在尺寸一定时可能导致单齿变薄，不能据此断定键齿数越多承载能力越强。因此题干说法错误。 19. 花键连接的成本比平键连接高是因为其加工工艺复杂。（ ） 【答案】正确 【解析】花键连接需要专用设备进行加工，工艺复杂，导致其成本较高，而平键连接结构简单、制造容易，成本相对较低，这是两者在经济成本方面的重要区别。 20. 花键连接的定心方式有大径定心、小径定心和齿侧定心。（ ） 【答案】正确 【解析】这三种是花键常见定心方式，根据使用需求选择。 21. 三角形齿花键连接是指内、外花键均为直线齿形的花键轴与花键轮毂之间的一种连接方式。（ ） 【答案】错误 【解析】三角形齿花键的齿形为三角形，不是直线齿形；直线齿形是矩形花键的特征，因此题干说法错误。 22. 花键连接用于定心精度要求较高和载荷较大的场合，或者是轮毂经常作轴向滑移的场合。（ ） 【答案】正确 23. 花键连接是由带多个纵向凸齿的轴和带有相应齿槽的轮毂孔组成的（ ） 【答案】正确 【解析】花键连接由轴上的多个纵向凸齿和轮毂孔内相应的齿槽组成，能够传递转矩，题干说法正确。 24. 载重汽车后轮与传动轴常采用的键连接类型是花键。（ ） 【答案】正确 【解析】花键是一种常用的动力传递连接，具有较高的传动能力。适用于较大载荷和冲击负载的场合。 25. 花键连接较平键连接的承载能力高，故应用最广。（ ） 【答案】错误 【解析】花键连接较平键连接的承载能力高，但并非应用最广。 平键连接的对中性好、结构简单、装拆方便，应用最广。 26. 键连接主要通过花键来防止轴和轮毂的相对转动。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。键连接通过键与轴、轮毂之间的配合传递转矩，并防止轴和轮毂发生相对转动。花键连接只是键连接的一种形式，不能概括为所有键连接主要通过花键实现周向固定。 27. 花键连接既可以轴向固定，也可以周向固定（ ） 【答案】错误 【解析】错误。花键齿的主要作用是传递转矩并实现轴与轮毂的周向固定，同时可为轮毂沿轴向移动提供导向。花键连接本身通常不承担轴向固定功能；需要轴向固定时，应另设轴肩、挡圈、螺母等轴向定位结构。 28. 花键加工难度大，承载能力强，对中性要求高。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。花键连接具有多齿同时承载的特点，因此承载能力强；其齿槽分布均匀，轴与轮毂的对中性和轴向导向性较好。花键加工通常需要专用设备，加工难度和制造成本较高。题干中的“对中性要求高”应为“对中性好”。 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 说明花键连接的优缺点。 【答案】优点：花键连接由多个键齿同时传递载荷，承载能力强；轴与轮毂的对中性好，轴向移动时导向性好；键齿槽较浅，应力集中较小，对轴的强度削弱较小，适用于重载和需较高定心精度的传动。缺点：花键的结构和加工较复杂，通常需要专用设备，制造成本较高，单件和小批量生产不经济。 【解析】花键连接的优点来源于多齿同时工作：多个键齿共同承受挤压载荷，工作面积较大，因此承载能力较高；齿槽沿圆周均匀分布，使轴与轮毂的对中性、轴向导向性较好。与普通平键槽相比，花键齿槽较浅，对轴的削弱较小。其不足是齿形和精度要求较高，加工常需专用设备，制造成本较高，尤其不适合单件和小批量生产。 30. 简述花键的类型，花键联接的优缺点。 【答案】（1）种类：花键连接按齿形可分为矩形花键连接和渐开线花键连接。（2）优点：花键连接为多齿工作，定心精度高、导向性好、承载能力强，能传递较大的转矩，连接可靠；键齿槽较浅，应力集中较小，对轴的强度削弱较小。（3）缺点：花键加工通常需要专用设备，制造成本较高，单件和小批量生产不经济。 【解析】花键连接通常按齿形分为矩形花键和渐开线花键。多个键齿同时参与工作，能够共同传递载荷，因此承载能力强、连接可靠；齿形沿圆周均匀分布，使定心和轴向导向性能较好；齿槽较浅，对轴的削弱较小。其主要缺点是加工精度要求较高，通常需专用设备，制造成本较高。 31. 花键连接的特点？ 【答案】①由于多个键齿同时参加工作，受挤压的面积大，所以承载能力强；②轴上零件与轴的对中性好，沿轴向移动时导向性好；③键齿槽浅，应力集中小，对轴的强度削弱较小；④花键加工复杂，需专用设备，故适用于大批量生产，但单件、小批量生产的成本较高。 【解析】花键连接具有以下特点：①多个键齿同时参与传力，承受挤压的总工作面积较大，因此承载能力强；②键齿沿圆周均匀分布，轴上零件与轴的对中性好，作轴向移动时导向性好；③键齿槽较浅，应力集中较小，对轴的强度削弱较小；④花键齿形加工和精度要求较高，通常需要专用设备，适用于大批量生产，单件和小批量生产的制造成本较高。 32. 为什么花键连接的强度比普通平键连接高？ 【答案】花键连接由多个键齿传递载荷，因此承载能力更高。此外，花键的齿浅，对轴的强度削弱较小，且键齿分布均匀，受力更均匀。 【解析】普通平键通常依靠单个键的侧面传递转矩，而花键由多个键齿同时传递载荷，参与受力的侧面积更大，载荷分配更均匀，所以其抗挤压承载能力较高。此外，花键齿槽较浅，应力集中较小，对轴截面的削弱较小，也有利于提高连接及轴的承载能力。 33. 花键连接与平键联接相比有哪些优缺点？ 【答案】花键连接键齿较多，能传递较大的载荷，对中性和导向性好，键槽较浅，对轴的强度削弱较小，但加工复杂、成本较高。 【解析】花键连接键齿较多，能传递较大的载荷，对中性和导向性好，键槽较浅，对轴的强度削弱较小，但加工复杂、成本较高。 四、综合应用题（本大题共3小题，共18分） 34.（4分）某数控机床主轴箱的输出轴需要通过花键与齿轮毂连接，传递转矩为480 N·m，花键平均作用直径为60 mm，共有24个齿。设计时按75%的齿同时承载计算，且单齿许用圆周力为1000 N。（1）计算花键传递的圆周力及单齿实际承受的圆周力。（2）判断该花键的承载能力是否满足要求。（3）为保证较高承载能力和定心精度，应选用哪种花键连接，并说明理由。 【答案】（1）有效承载齿数为 。圆周力为 。单齿实际圆周力为 。（2）单齿实际圆周力小于许用圆周力1000 N，承载能力满足要求。（3）应选用渐开线花键连接。渐开线花键齿根强度较高，齿侧定心性能较好，适用于承受较大载荷的主轴传动连接。 【解析】有效承载齿数为24×75%=18。圆周力Ft=2T/d=2×480/0.060=16000 N，单齿力F1=16000/18≈888.89 N，小于1000 N，满足要求。宜用渐开线花键，其齿根强度和齿侧定心性能较好。 35.（4分）一台自动换刀装置的滑移齿轮需沿传动轴轴向移动，同时传递120 N·m转矩。该传动轴采用16齿花键，平均作用直径为40 mm，按50%的齿同时承载计算，单齿许用圆周力为850 N。（1）计算有效承载齿数、花键圆周力及单齿实际圆周力。（2）判断该花键在传递额定转矩时是否满足强度要求。（3）若该装置要求齿轮能平稳轴向滑动并保持较好的同轴度，应采用何种花键及何种定心方式。 【答案】（1）有效承载齿数为 。圆周力为 。单齿实际圆周力为 。（2）单齿实际圆周力为750 N，小于单齿许用圆周力850 N，因此该花键在传递额定转矩时满足强度要求。（3）应采用渐开线花键，并采用齿侧定心。渐开线花键的齿侧具有较好的定心和导向性能，适合需要平稳轴向滑动且要求保持较好同轴度的滑移连接。 【解析】（1）转矩 ，平均作用直径 。按50%的齿同时承载，有效承载齿数为 。花键传递的圆周力为 。单齿实际圆周力为 。（2），故单齿载荷未超过许用圆周力，花键满足额定转矩下的强度要求。（3）该连接既需传递转矩，又需使齿轮沿轴向平稳滑动并保持较好同轴度，宜采用渐开线花键和齿侧定心。渐开线花键齿侧定心性、导向性较好，适用于此类滑移连接。 36.（10分）某轻型自动化设备的薄壁调节套需与控制轴连接，传递转矩为36 N·m。控制轴花键平均作用直径为24 mm，共12个齿，按50%的齿同时承载计算，单齿许用圆周力为600 N。该调节套壁厚较小，工作时载荷平稳。（1）计算花键传递的圆周力、有效承载齿数及单齿实际圆周力。（2）判断该花键是否满足强度要求。（3）结合薄壁、轻载和需进行微量调节的工况，说明宜选用的花键类型及使用注意事项。 【答案】（1）圆周力为 。有效承载齿数为 。单齿实际圆周力为 。（2）单齿实际圆周力500 N小于许用圆周力600 N，满足强度要求。（3）宜选用三角形花键。三角形花键适用于小直径、薄壁和轻载连接，能实现较细的调节；使用时应避免承受较大的冲击载荷。 【解析】（1）转矩 ，平均作用直径 。花键传递的圆周力为 。按50%的齿同时承载，有效承载齿数为 。单齿实际圆周力为 。（2），单齿实际圆周力小于许用圆周力，因此该花键满足额定转矩下的强度要求。（3）调节套壁厚较小、载荷平稳且需进行微量调节，宜选用三角形花键。三角形花键齿数较多、齿距较小，适用于小直径、薄壁和轻载连接；使用中应避免较大转矩、冲击载荷及明显偏载，以防齿面损坏或薄壁调节套变形。 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 $