键习题

第七章 键、花键和销联接

一、选择题

7－1 普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间____________。

（1）沿轴向固定并传递轴向力 （2）沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 （3）沿周向固定并传递力矩 （4）安装与拆卸方便

7－2 设计键联接的几项主要内容是：

a）按轮毂长度选择键的长度 b）按使用要求选择键的主要类型 c）按轴的直径选择键的剖面尺寸 d）对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是___________。 （1）b→a→c→d （2）b→c→a→d （3）a→c→b→d （4）c→d→b→a 7－3 键的剖面尺寸通常是根据__________按标准选择。

（1）传递转矩的大小 （2）传递功率的大小（3）轮毂的长度（4）轴的直径 7－4 键的长度主要是根据__________来选择。

（1）传递转矩的大小 （2）轮毂的长度 （3）轴的直径 7－5 常用来制造键的材料是__________。

（1）低碳钢 （2）中碳钢 （3）高碳钢 （4）合金钢 7－6 轴的键槽通常是由__________加工而得到的。 （1）插削 （2）拉削 （3）钻及铰 （4）铣削

7－7 紧键联接和松键联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有__________。 （1）压紧力 （2）轴向力 （3）摩擦力 7－8 能够构成紧键联接的两种键是__________。

（1）楔键和半圆键 （2）平键和切向键 （3）半圆键和切向键 （4）楔键和切向键 7－9 楔键和_________，两者的接触面都具有1：100的斜度。 （1）轴上键槽的底面 （2）轮毂上键槽的底面 （3）键槽的侧面 7－10 楔键联接的主要缺点是_________。

（1）键的斜面加工困难 （2）键安装时易损坏 （3）键装入键槽后，在轮毂中产生初应力 （4）轴和轴上的零件对中性差

7－11 切相键联接的斜度是做在_________。

（1）轮毂键槽的底面 （2）轴的键槽底面 （3）一对键的接触面 （4）键的侧面

7－12 平键联接如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔_________。 （1）90o （2）120o （3）135o （4）180o

7－13 平键联接与楔键联接相对比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，这是因为_________。 （1）楔键端部具有钩头 （2）平键摩擦力小于楔键的摩擦力 （3）楔键的工作表面有斜度而键槽没有 （4）在安装时，楔键可沿轴向楔紧

7－14 标准平键联接的承载能力，通常是取决于_________。

（1）轮毂的挤压强度 （2）键的剪切强度 （3）键的弯曲强度 （4）键工作表面的挤压强度 7－15 平键联接能传递的最大转矩为T，现要传递的转矩为1.5T，则应_________。 （1）把键长L增大到1.5倍 （2）把键宽b增到1.5倍 （3）把键高增大到1.5倍 （4）安装一对平键

7－16 在载荷性质相同时，导向平键的挤压应力应取得比普通平键小，这是为了_________。 （1）减轻磨损 （2）减轻轮毂滑移时的阻力 （3）补偿键磨损后工作表面的减小 （4）增加导向的精确度

7－17 半圆键联接的主要优点是_________。

（1）对轴的强度削弱较轻 （2）键槽的应力集中较小 （3）工艺性好，安装方便 7－18 半圆键和切向键的应用场合是_________。

（1）前者多用来传递较大转矩，后者多用来传递较小转矩 （2）前者多用来传递较小转矩，后者多用来传递较大转矩 （3）两者都用来传递较小转矩 （4）两者都用来传递较大转矩 7－19 花键联接与平键联接（采用多键时）相比较，_________的观点是错误的。

（1）承载能力比较大 （2）旋转零件在轴上有良好的对中性和沿轴移动的导向性 （3）对轴的削弱比较严重 （4）可采用研磨加工来提高联接质量和加工精度 7－20 花键联接的强度，主要取决于_________强度。

（1）齿根弯曲 （2）齿根剪力 （3）齿侧挤压 （4）齿侧接触 7－21 应用较广的花键齿形是_________。

（1）矩形与三角形 （2）渐开线与三角形 （3）矩形与渐开线 （4）矩形、渐开线与三角形 7－22 薄壁套筒与花键轴相联接，宜采用_________。

（1）矩形齿 （2）渐开线齿 （3）三角形齿 （4）矩形齿与渐开线齿

7－23 滑动齿轮与轴采用矩形花键联接，轴的材料为45钢，调制处理，齿轮材料为40Cr经高频淬火硬度为50～55HRC，这时宜采用_________定心。 （1）外径 （2）内径 （3）侧面

7－24 有一矩形花键联接，因需在载荷作用下频繁移动，故花键轴与轮毂孔工作表面均经热处理打到硬度50HRC，这时宜采用_________定心。 （1）外径 （2）内径 （3）侧面

7－25 某起重设备中用矩形花键联接，轴的转速不高，但要传递很大的转矩，这时宜采用_________定心。 （1）外径 （2）内径 （3）侧面 二、分析与思考题

7－26 键联接有哪些主要类型？各有何主要特点？

7－27 平键联接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平键的剖面尺寸b×h和键的长度L是如何确定的？

7－28 圆头（A型）、平头（B型）及单圆头（C型）普通平键各有何优缺点？它们分别用在什么场合？轴上的键槽是如何加工出来的？

7－29 导向平键联接和滑键联接有什么不同，各适用于何种场合？

题7－32图

7－30 普通平键的强度条件怎样（用公式表示）？如何在进行普通平键联接强度计算时，强度条件不能满足，可采用哪些措施？

7－31 平键和楔键在结构和使用性能上有何区别？为什么平键应用较广？

7－32 当使用单键联接不能满足联接的强度要求时，可采用双键联接。试说明为什么使用两个平键联接时，一般设置在同一轴段上相隔180o布置；采用两个楔键联接时，相隔120o左右；采用两个半圆键联接时则常设置在轴的同一母线上？（见题7－32图）

7－33 半圆键与普通平键联接相比，有什么优缺点？它适用在什么场合？ 7－34 普通平键和半圆键是如何进行标注的？

7－35 花键联接和平键联接相比有哪些优缺点？为什么矩形花键和渐开线型花键应用较广？三角形花键多用在什么场合？

7－36 矩形花键联接有哪几种定心方式？为什么多采用按外径D定心？按内径d定心常用于何种场合？按齿侧定心有何利弊？

7－37 花键的主要尺寸参数有哪些？这些参数如何选择确定？ 7－38 标准矩形花键如何进行标注？

7－39 花键联接的主要失效形式是什么？如何进行其强度计算？

7－40 为什么在轴的零件图上，轴的键槽深度可以用t表示，也可以用（d－t）标注？而在轮毂的工作图上，键槽深度t1必须还成（d＋t1）来标注（d——轴的直径）？ 7－41 什么叫无键联接？它有何优缺点？

7－42 什么叫型面联接？它有何特点？用在什么场合下？ 7－43 销有哪几种？其结构特点是什么？各用在何种场合？

7－44 销有哪几种类型？其中哪些销已有国家标准？在一般情况下联接销、定位销及安全销在设计上有何不同？

三、设计计算题

7－45 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知：轴传递的转矩T＝1000N·m，齿轮材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT250，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核其联接强度。

7－46 图示为在直径d＝80mm的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L＝1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键联接的尺寸，并计算其能够传递的最大转矩。

题7－45图 题7－46图

7－47 图示为一刚性凸缘联轴器（YLD11联轴器55×84GB5843－86）公称转矩Tn＝1000N·m（设为静载荷），联轴器材料为HT250。试确定平键联接的尺寸，并校核其强度。若强度不足时应采取什么措施？

7－48 如图所示一齿轮减速器输出轴上的齿轮和轴采用平键联接。已知：轴径d＝60mm，齿轮分度圆直径d2=300mm，齿轮轮毂宽度B＝85mm，齿轮上的圆周力Ft＝3kN，轴和齿轮的材料均为45钢，载荷有轻微冲击。试选择键联接的尺寸，并列出键的标准代号；对键联接的强度进行验算。

题7－47图 题7－48图 题7－49图

7－49 如图所示，d＝80mm的轴端安装了一个材料为HT200的刚性凸缘联轴器，轮毂宽B＝1.5d，工作载荷有中等冲击，试确定平键联接的尺寸，并计算联接所能够传递的最大转矩。

题7－50图 题7－51图

7－50 图示为一圆锥式摩擦离合器，已知：传递功率P＝2.2kW，承受冲击载荷，转速n=300r/min，离合器材料为铸钢，轴径d＝50mm，右半离合器的毂长L＝70mm。试选择右半离合器的键联接的类型及尺寸，并作强度校核。

7－51 如图所示的标准平键联接，试确定所能够传递的最大转矩。已知轮和轮毂的材料均为45钢，正火处理，载荷有轻微冲击。如果改用尺寸小一档的两个平键，试确定其能够传递的最大转矩，并说明两个平键应该怎样放置。

7－52 一根直径d＝60mm的轴，与轮毂之间采用普通标准平键联接。已知轴的材料为45钢，其屈服点σs＝315MPa，设τs=0.5σs，许用安全系数[S]＝2。轮毂的材料为铸钢，轮毂的许用挤压应力[σ]p＝125MPa，载荷有轻微冲击。假设键的材料强度足够，试问：为了传递实心轴所能承受的转矩，需要多长的键？ 7－53 图示一牙嵌离合器在左右两半分别用键与轴Ⅰ、Ⅱ相联接，在空载下，通过操纵可使右半离合器沿导向键在轴Ⅱ上作轴向移动。该轴传递的转矩T＝2000N·m，轴径dⅠ=dⅡ=80mm，右半离合器的轮毂长L＝130mm，工作中有轻微冲击，离合器及轴均为钢制。试选择右半离合器的导向平键的尺寸，并校核该联接的强度。

题7－53图

7－54 图示转轴上直齿圆柱齿轮及直齿圆锥齿轮两处分别采用平键和半圆键联接。已知：传递功率P＝5.5kW，转速n＝200r/min，联接处轴和轮毂尺寸如图所示，工作时有轻微冲击，齿轮用锻钢制造并经过热处理，试分别确定两处键联接的尺寸，并校核其联接强度。

题7－54图

7－55 如图所示的铸铁普通V带轮安装在d=45mm的轴端，带轮传递的有效圆周力F＝2000N，带轮的基准直径dd＝250mm，轮毂长度L＝65mm，工作时有轻微冲击。试分别选择平键及楔键联接，并通过计算及分析说明采用哪一种键联接较为合理。

7－56 图示一铸铁带轮安装在轴上，选用切向键联接，轮毂处轴径d=120mm，轮毂长L=130mm。已知轴传递的转矩T＝1550N·m，轴可正反转，工作中有轻微冲击。试选择切向键的尺寸，校核其联接强度，并说明两对切向键的安装位置为什么要相隔120o。

题7－55图 题7－56图

7－57 图示变速箱中的双联滑移齿轮采用矩形花键联接。已知：传递转矩T＝140N·m，齿轮在空载下移动，工作情况良好，轴径D＝28mm，齿轮轮毂长L=40mm，轴及齿轮均采用钢制并经热处理，硬度值≤40HRC，试选择矩形花键尺寸及定心方式，校核联接强度，并在图上注明联接代号。

题7－57图 题7－58图

7－58 图示为一牙嵌式安全离合器，传递额定功率P＝4kW，转速n=250r/min，花键轴径d=40mm，内花键及外花键齿面热处理后的硬度为300～320HBS。左半离合器应在传递转矩超过额定值30％时分离，工作情况良好。试选择左半离合器花键联接的类型及尺寸，验算联接强度，并注明联接代号。

7－59 图示变速箱中的双联滑移齿轮采用矩形花键联接。已知：齿轮z1工作时传递转矩T1＝45N·m，齿轮z2工作时传递转矩T2＝20N·m；齿轮在空载下移动，工作情况良好。花键联接的尺寸代号

GB1144—87，，轴及齿轮的材料均为钢并经热处理，硬度值大于45HRC。

试说明花键代号的全部意义并校核联接的强度。

7－60 如图所示的套筒联轴器分别用楔键、半圆键、圆锥销与轴联接。已知；轴径d=38mm，联轴器材料为铸铁，承受静载荷，套筒直径D＝90mm，销的材料为35钢，许用剪应力[τ]＝80MPa。试分别计算三种联接允许传递的转矩，并比较其优缺点。

题7－59图 题7－60图

题7－61图 题7－62图

7－61 如图所示，钢制直齿圆柱齿轮用销钉固定在d＝30mm的轴端。轮毂外径D=50mm，轴传递转矩T＝70N·m，轴单向回转，载荷平稳。试选择销的类型和材料，并确定其尺寸。

7－62 如图所示的剪切销安全离合器，设主轴传递最大转矩Tmax＝580N·m，，销的直径d=6mm，材料为35钢，其抗拉强度极限σb＝520MPa，抗剪强度极限τb=0.6σb。销中心所在圆直径D=100mm，此圆上只布置一个剪切销。按过载30％检查保护作用，试问此销能否起到过载保护作用？ 四、结构设计题

7－63 如图所示，分别为平键联接、楔键联接和销联接。试指出这些结构中的错误，并分析错误原因，提出改正措施。

题7－63图

7－64 设计意图是采用圆头平键联接轴和轴上零件。试指出图中不正确的地方并说明原因并将正确的结构图画出来。

题7－65图

7－65 图示的轴上键槽的画法有何错误，为什么？ 7－66 指出图中平键联接的错误，并画出正确的结构。

7－67 图示为在凸轮上加工出来的键槽的两个方案，试问哪个好？为什么？ 7－68 如图所示的键槽，一个切到轴肩处另一个没有。问哪个好？为什么？

题7－67图 题7－68图

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