山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目九任务六 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目九：连接 任务六：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20小题，每题2分，共40分） 1. 花键连接的主要缺点是（ ） A. 应力集中 B. 成本高 C. 对中性差 D. 对轴的强度影响大 2. 与平键连接相比，采用矩形齿花键配合传递转矩的主要特点是（ ） A. 承载时仅由单个键齿传递载荷 B. 承载时由多个齿面共同传递载荷 C. 承载时依靠端面摩擦传递载荷 D. 承载时依靠锥面挤压传递载荷 3. 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 4. 在花键连接中，定心方式为齿侧定心的是（ ） A. 矩形花键 B. 渐开线花键 C. 三角形花键 D. 梯形花键 5. 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 6. 花键的齿廓为渐开线时，其特点不包括（ ） A. 承载能力强 B. 加工精度要求高 C. 对中性差 D. 常用于高精度传动 7. 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 8. 花键的键齿分布要求（ ） A. 间隔角度为 B. 间隔角度为 C. 任意角度 D. 均匀分布 9. 机械制图中，花键轴外花键的齿顶圆通常采用哪种线型表示？（ ） A. 用粗实线表示可见轮廓 B. 用细实线表示尺寸界线 C. 用细点画线表示轴线 D. 用虚线表示不可见轮廓 10. 花键连接的优点不包括（ ） A. 轴的强度削弱小 B. 承载能力强 C. 加工工艺简单 D. 对中性好 11. 下列关于三角形齿花键的说法中，正确的是（ ） A. 外齿形为三角形，齿形角为 B. 外齿形为渐开线，齿形角为 C. 内齿形为渐开线，齿形角为 D. 外齿形为渐开线，齿形角为 12. 传递载荷大，定心精度要求较高的场合使用（ ） A. 普通平键联接 B. 半圆键联接 C. 花键联接 D. 半圆键 13. ______花键形状简单、加工方便，应用较广泛。（ ） A. 矩形齿 B. 渐开线 C. 三角形 D. 圆形 14. 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 15. 键连接与花键连接的主要区别在于什么（ ） A. 键连接适用于高速转动部件，花键连接适用于低速转动部件。 B. 键连接是一种静止连接，花键连接是一种动态连接。 C. 键连接可以拆卸，花键连接是永久连接。 D. 键连接使用键来传递扭矩，花键连接使用花键来传递扭矩。 16. 当传递较大的转矩时，要选用______进行轴上零件的周向定位。（ ） A. 花键 B. 销 C. 过盈配合 D. 平键 17. 下列键连接中，对中性最好的是（ ）。 A. 平键 B. 半圆键 C. 楔键 D. 花键 18. 花键联接主要用于哪些场合（ ） 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 19. 某变速机构需要使齿轮毂能沿轴向移动，同时始终保持与轴同步转动，宜采用的连接方式是（ ） A. 采用普通平键固定齿轮毂 B. 采用半圆键固定齿轮毂 C. 采用花键副配合齿轮毂 D. 采用圆柱销定位齿轮毂 20. 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 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述花键的类型，花键联接的优缺点。 22. 花键连接的特点？ 23. 为什么花键连接的强度比普通平键连接高？ 24. 花键连接与平键联接相比有哪些优缺点？ 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某减速器输出轴采用矩形花键连接，花键大径为36 mm，小径为30 mm，齿数为6，有效工作长度为40 mm。已知承载不均匀系数为0.75，许用工作面压力为18 MPa。取平均直径为大径与小径的平均值。（1）计算花键单侧齿面的有效承压面积。（2）计算该花键连接按许用压力计算可传递的最大转矩。（3）若实际传递转矩为150 N·m，判断该花键连接是否满足强度要求。 26. 某机床主轴采用渐开线花键连接，模数为2 mm，齿数为20，有效齿高为2 mm，有效工作长度为35 mm。已知承载不均匀系数为0.70，许用工作面压力为22 MPa。取分度圆直径作为受力直径。（1）计算该渐开线花键的分度圆直径和有效承压面积。（2）计算该花键连接可传递的最大转矩。（3）若设计要求传递500 N·m转矩，计算有效工作长度至少应增加到多少毫米，并说明采用渐开线花键的主要特点。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某自动化输送设备的减速器输出轴需要通过花键与链轮毂连接。电动机功率为 7.5 kW，转速为 1500 r/min，减速器传动比为 3，忽略传动损失。花键平均直径取 60 mm，共有 12 个齿，假设各齿均匀承受圆周力。（1）计算减速器输出轴传递的转矩、花键齿承受的总圆周力及每个齿平均承受的圆周力。（2）该连接应优先选用渐开线花键还是矩形花键？说明理由。（3）为保证链轮能够在花键轴上平稳轴向移动，安装和维护时应采取哪些措施？ 28.（5分）某数控机床进给机构的传动轴需通过花键连接传递转矩。已知该内外花键的有效受力齿数为 8，单个齿允许承受的圆周力为 950 N，花键平均受力半径为 24 mm。维修技师拟选用渐开线花键连接。（1）计算该花键连接允许传递的最大转矩。（2）判断选用渐开线花键是否适合该传动轴的连接要求，并说明理由。（3）若该连接需经常拆装且要求制造方便、成本较低，可选用哪类花键连接？说明其特点。 29.（10分）某普通车床进给箱的滑移齿轮需通过花键套装在传动轴上。传动轴传递功率为 2.2 kW，转速为 600 r/min，花键平均直径为 30 mm，齿数为 10，假设载荷均匀分配。（1）计算传动轴传递的转矩、花键齿承受的总圆周力及每个齿平均承受的圆周力。（2）结合该进给箱转速较低、需经常调整且制造成本受限的条件，选择合适的花键类型并说明理由。（3）与平键连接相比，花键连接在该部位应用时具有哪些主要特点？ 30.（10分）某包装机械的调节手轮通过花键与一根小直径调节轴连接。该轴传递功率为 0.75 kW，转速为 1000 r/min，花键平均直径为 12 mm，齿数为 6，假设各齿均匀受力。（1）计算调节轴传递的转矩、花键齿承受的总圆周力及每个齿平均承受的圆周力。（2）该调节轴直径较小、传递载荷较轻，应选择三角形花键还是渐开线花键？说明理由。（3）若将该花键连接改用于高转矩主传动轴，可能出现什么问题？应如何改进？ 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 $ 山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目九：连接 任务六：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20小题，每题2分，共40分） 1. 花键连接的主要缺点是（ ） A. 应力集中 B. 成本高 C. 对中性差 D. 对轴的强度影响大 【答案】B 【解析】花键连接能够传递较大扭矩，且定心性和导向性较好，对轴的强度削弱较小；其主要缺点是结构和加工较复杂，制造成本较高，故选B。 2. 与平键连接相比，采用矩形齿花键配合传递转矩的主要特点是（ ） A. 承载时仅由单个键齿传递载荷 B. 承载时由多个齿面共同传递载荷 C. 承载时依靠端面摩擦传递载荷 D. 承载时依靠锥面挤压传递载荷 【答案】B 【解析】矩形齿花键由轴和毂孔上的多个齿面共同传递转矩，受力较均匀，承载能力通常高于单键连接。端面摩擦和锥面挤压不是该连接传递转矩的主要方式。 3. 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。 4. 在花键连接中，定心方式为齿侧定心的是（ ） A. 矩形花键 B. 渐开线花键 C. 三角形花键 D. 梯形花键 【答案】B 【解析】渐开线花键通常采用齿侧定心。齿侧定心能够保证花键轴与轮毂的同轴度，并使各齿侧受力较均匀。矩形花键可根据使用要求采用小径定心、大径定心或齿侧定心，故选B。 5. 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。 6. 花键的齿廓为渐开线时，其特点不包括（ ） A. 承载能力强 B. 加工精度要求高 C. 对中性差 D. 常用于高精度传动 【答案】C 【解析】渐开线花键承载强、加工精度高、对中性好，常用于高精度传动，C选项错误。 7. 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。 8. 花键的键齿分布要求（ ） A. 间隔角度为 B. 间隔角度为 C. 任意角度 D. 均匀分布 【答案】D 【解析】花键键齿需均匀分布在轴或轮毂的圆周上，以保证传递转矩均匀、平稳，提高承载能力和对中性，其他角度分布会影响其性能，所以选D。 9. 机械制图中，花键轴外花键的齿顶圆通常采用哪种线型表示？（ ） A. 用粗实线表示可见轮廓 B. 用细实线表示尺寸界线 C. 用细点画线表示轴线 D. 用虚线表示不可见轮廓 【答案】A 【解析】花键轴外花键的齿顶圆属于可见轮廓时，应按机械制图规定用粗实线绘制。细实线、细点画线和虚线分别用于尺寸界线、轴线和不可见轮廓。 10. 花键连接的优点不包括（ ） A. 轴的强度削弱小 B. 承载能力强 C. 加工工艺简单 D. 对中性好 【答案】C 【解析】花键连接虽性能优良，但加工需专用设备，工艺复杂，成本高，这是其明显缺点，而轴强度削弱小、承载能力强、对中性好是其优势。 11. 下列关于三角形齿花键的说法中，正确的是（ ） A. 外齿形为三角形，齿形角为 B. 外齿形为渐开线，齿形角为 C. 内齿形为渐开线，齿形角为 D. 外齿形为渐开线，齿形角为 【答案】A 【解析】三角形齿花键的外齿齿形为三角形，齿形角通常为。其齿数较多，适用于薄壁零件和小直径轴的连接，故选A。 12. 传递载荷大，定心精度要求较高的场合使用（ ） A. 普通平键联接 B. 半圆键联接 C. 花键联接 D. 半圆键 【答案】C 【解析】花键连接由多个齿共同传递转矩，接触面积较大，承载能力强；同时具有较好的定心性和导向性，适用于传递载荷大、定心精度要求较高的场合，故选C。 13. ______花键形状简单、加工方便，应用较广泛。（ ） A. 矩形齿 B. 渐开线 C. 三角形 D. 圆形 【答案】A 【解析】矩形齿花键的齿形简单，加工和检验方便，应用较广泛，故选A。 14. 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 15. 键连接与花键连接的主要区别在于什么（ ） A. 键连接适用于高速转动部件，花键连接适用于低速转动部件。 B. 键连接是一种静止连接，花键连接是一种动态连接。 C. 键连接可以拆卸，花键连接是永久连接。 D. 键连接使用键来传递扭矩，花键连接使用花键来传递扭矩。 【答案】D 【解析】键连接是在轴与轮毂之间设置独立的键，通过键传递转矩并防止轴与轮毂发生相对转动；花键连接是在轴和轮毂上加工出相互啮合的多个花键齿，通过花键齿传递转矩。因此，两者的主要区别在于所采用的连接结构不同，故选D。 16. 当传递较大的转矩时，要选用______进行轴上零件的周向定位。（ ） A. 花键 B. 销 C. 过盈配合 D. 平键 【答案】A 【解析】花键连接由多个花键齿同时传递转矩，受力面积大、承载能力强，适用于传递较大转矩时轴上零件的周向定位。平键和销的承载能力相对较低；过盈配合主要依靠配合面摩擦传递转矩。故选A。 17. 下列键连接中，对中性最好的是（ ）。 A. 平键 B. 半圆键 C. 楔键 D. 花键 【答案】D 【解析】花键连接具有多个齿同时参与工作，能保证轴与轮毂较好的同轴度，定心性优于平键、半圆键和楔键连接，故选D。 18. 花键联接主要用于哪些场合（ ） 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】花键联接由轴上的外花键和轮毂孔内的内花键相互啮合而成，多个齿同时参与工作，承载能力强，且轴与轮毂的同轴度和导向性较好。因此，花键联接主要用于定心精度要求高、载荷较大的场合，故选A。 19. 某变速机构需要使齿轮毂能沿轴向移动，同时始终保持与轴同步转动，宜采用的连接方式是（ ） A. 采用普通平键固定齿轮毂 B. 采用半圆键固定齿轮毂 C. 采用花键副配合齿轮毂 D. 采用圆柱销定位齿轮毂 【答案】C 【解析】花键副能够在传递转矩的同时允许轮毂沿轴向滑动，适用于滑移齿轮等机构。普通平键、半圆键和圆柱销连接通常不用于实现频繁轴向移动。 20. 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】花键连接由多个齿共同承载，承载能力强，能够传递较大功率，且定心精度较高，故优先选用花键连接，选B。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述花键的类型，花键联接的优缺点。 【答案】（1）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。 （2）缺点：花键需专用设备加工、制造成本高。 （3）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。 【解析】（1）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。 （2）缺点：花键需专用设备加工、制造成本高。 （3）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。 22. 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】花键连接的多个键齿同时参与工作，工作齿面总面积较大，因此单位面积受压较小、承载能力较强。花键齿沿圆周均匀分布，轴与轮毂的对中性较好；需要轴向移动时，花键还能起导向作用。由于键齿槽较浅，对轴截面的削弱较小，应力集中也较小。其缺点是加工精度要求较高，通常需要专用设备加工，适用于大批量生产，而单件、小批量生产的成本较高。 23. 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】普通平键通常主要依靠一个键的两个工作侧面传递转矩，而花键连接由多个键齿的工作侧面同时传递载荷，参与承载的总工作面积较大，载荷分布更均匀，因此承载能力更高。同时，花键齿槽一般较浅，对轴截面的削弱较小、应力集中较小，所以花键连接的强度通常高于普通平键连接。 24. 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。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某减速器输出轴采用矩形花键连接，花键大径为36 mm，小径为30 mm，齿数为6，有效工作长度为40 mm。已知承载不均匀系数为0.75，许用工作面压力为18 MPa。取平均直径为大径与小径的平均值。（1）计算花键单侧齿面的有效承压面积。（2）计算该花键连接按许用压力计算可传递的最大转矩。（3）若实际传递转矩为150 N·m，判断该花键连接是否满足强度要求。 【答案】（1）齿高 mm。有效承压面积 mm2。（2）平均半径 mm。圆周力 N。最大转矩 N·mm N·m。（3）实际转矩150 N·m小于最大许用转矩160.38 N·m，满足强度要求。 【解析】齿高h=(36-30)/2=3 mm，单侧有效承压面积A=0.75×6×3×40=540 mm2。r=(36+30)/4=16.5 mm，T=pAr=18×540×16.5=160.38 N·m。150 N·m小于许用值，满足强度要求。 26. 某机床主轴采用渐开线花键连接，模数为2 mm，齿数为20，有效齿高为2 mm，有效工作长度为35 mm。已知承载不均匀系数为0.70，许用工作面压力为22 MPa。取分度圆直径作为受力直径。（1）计算该渐开线花键的分度圆直径和有效承压面积。（2）计算该花键连接可传递的最大转矩。（3）若设计要求传递500 N·m转矩，计算有效工作长度至少应增加到多少毫米，并说明采用渐开线花键的主要特点。 【答案】（1）分度圆直径 mm。有效承压面积 mm2。（2）分度圆半径 mm。圆周力 N。最大转矩 N·mm N·m。（3）所需有效长度 mm。有效工作长度至少应为41 mm。渐开线花键具有定心性好、承载能力较强、制造和检验较方便的特点。 【解析】分度圆直径d=mz=40 mm，A=0.70×20×2×35=980 mm2，T=pAr=22×980×20=431.20 N·m。传递500 N·m时，L=500000/(22×0.70×20×2×20)=40.58 mm，至少取41 mm。渐开线花键定心好、承载强，制造检验方便。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某自动化输送设备的减速器输出轴需要通过花键与链轮毂连接。电动机功率为 7.5 kW，转速为 1500 r/min，减速器传动比为 3，忽略传动损失。花键平均直径取 60 mm，共有 12 个齿，假设各齿均匀承受圆周力。（1）计算减速器输出轴传递的转矩、花键齿承受的总圆周力及每个齿平均承受的圆周力。（2）该连接应优先选用渐开线花键还是矩形花键？说明理由。（3）为保证链轮能够在花键轴上平稳轴向移动，安装和维护时应采取哪些措施？ 【答案】（1）电动机转矩为 T1=9550P/n=9550×7.5/1500=47.75 N·m。忽略传动损失时，减速器输出转矩为 T2=iT1=3×47.75=143.25 N·m。花键齿承受的总圆周力为 Ft=2T2/dm=2×143.25/0.06=4775 N。每个齿平均承受的圆周力为 F1=Ft/z=4775/12=397.92 N。 （2）应优先选用渐开线花键。渐开线花键齿侧定心精度较高，承载能力较强，适合传递较大转矩并需要轴向滑动的连接。 （3）花键齿面应保持清洁并涂覆规定润滑脂；装配时应检查齿侧配合及轴向滑动情况；发现齿面磨损、毛刺或卡滞时，应及时修整或更换。 【解析】T1=9550P/n=47.75 N·m，输出转矩T2=3T1=143.25 N·m。Ft=2T2/dm=4775 N，单齿力F1=Ft/12=397.92 N。宜用渐开线花键，定心和承载性能较好。齿面应清洁润滑，检查配合与轴向滑动，及时处理磨损、毛刺和卡滞。 28.（5分）某数控机床进给机构的传动轴需通过花键连接传递转矩。已知该内外花键的有效受力齿数为 8，单个齿允许承受的圆周力为 950 N，花键平均受力半径为 24 mm。维修技师拟选用渐开线花键连接。（1）计算该花键连接允许传递的最大转矩。（2）判断选用渐开线花键是否适合该传动轴的连接要求，并说明理由。（3）若该连接需经常拆装且要求制造方便、成本较低，可选用哪类花键连接？说明其特点。 【答案】（1）花键传递的总圆周力为：。花键允许传递的最大转矩为：。即：。（2）适合。渐开线花键齿侧为渐开线，具有自动定心性能较好、承载能力较高、制造精度较易保证等特点，适用于需传递较大转矩的传动轴连接。（3）可选用矩形花键连接。矩形花键齿形简单，制造和检验较方便，成本较低；但其定心精度和承载能力通常低于渐开线花键。 【解析】总圆周力F=8×950=7600 N，最大转矩T=Fr=7600×24=182400 N·mm=182.4 N·m。渐开线花键定心性能和承载能力较高，适合较大转矩传动轴。经常拆装且要求成本低时可用矩形花键，其齿形简单、制造检验方便，但定心和承载能力较低。 29.（10分）某普通车床进给箱的滑移齿轮需通过花键套装在传动轴上。传动轴传递功率为 2.2 kW，转速为 600 r/min，花键平均直径为 30 mm，齿数为 10，假设载荷均匀分配。（1）计算传动轴传递的转矩、花键齿承受的总圆周力及每个齿平均承受的圆周力。（2）结合该进给箱转速较低、需经常调整且制造成本受限的条件，选择合适的花键类型并说明理由。（3）与平键连接相比，花键连接在该部位应用时具有哪些主要特点？ 【答案】（1）传动轴转矩为 。花键齿总圆周力为 。每个齿平均承受的圆周力为 。（2）宜选用矩形花键。矩形花键结构较简单，加工方便、成本较低，能够满足低速进给箱滑移齿轮的传力和导向要求。（3）花键连接由多个齿共同传递转矩，承载能力较高；轴与毂的同轴度和导向性较好；可实现毂在轴上的轴向滑动，但加工精度和制造成本通常高于平键连接。 【解析】T=9550×2.2/600=35.02 N·m，Ft=2T/d=2×35.02/0.03=2334.67 N，单齿力F1=2334.67/10=233.47 N。低速、常调整且成本受限时宜用矩形花键。花键多齿分担载荷、导向和同轴度较好，可轴向滑动，但制造成本通常高于平键。 30.（10分）某包装机械的调节手轮通过花键与一根小直径调节轴连接。该轴传递功率为 0.75 kW，转速为 1000 r/min，花键平均直径为 12 mm，齿数为 6，假设各齿均匀受力。（1）计算调节轴传递的转矩、花键齿承受的总圆周力及每个齿平均承受的圆周力。（2）该调节轴直径较小、传递载荷较轻，应选择三角形花键还是渐开线花键？说明理由。（3）若将该花键连接改用于高转矩主传动轴，可能出现什么问题？应如何改进？ 【答案】（1）调节轴转矩为 。花键齿总圆周力为 。每个齿平均承受的圆周力为 。（2）宜选用三角形花键。三角形花键适用于小直径轴、薄壁零件和传递较小转矩的连接，能够满足该调节机构的使用要求。（3）用于高转矩主传动轴时，三角形花键齿面易因载荷过大而磨损或挤压损坏。应改用齿侧定心的渐开线花键，并适当增大花键直径、齿数或有效啮合长度。 【解析】T=9550×0.75/1000=7.16 N·m，Ft=2T/d=2×7.16/0.012=1193.33 N，单齿力F1=1193.33/6=198.89 N。小直径、轻载调节轴宜用三角形花键。若用于高转矩轴，齿面易磨损或挤压失效，应改用渐开线花键并增大直径、齿数或啮合长度。 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 $