机械设计期末考试(3)

T??p?max?kld2000?7?78?80?1102000?2402.4N?m

【例题二】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。

[解题要点]

（1）根据轴径选择花键型号；

（2）根据花键连接强度条件公式对连接强度进行校核，然后判断是否满足强度。 [解题过程]

由手册查得中系列矩形花键的齿数为6，外径28mm，内径23mm，花键型号：6×23×28×6，采用小径定心。齿顶倒角C?0.3mm，r?0.2mm。

平均直径dD?dm?2?28?232?25.5mm 齿的接触高度h?D?d2?2C?28?232?2?0.3?1.9mm 取齿的接触线长度l?40mm

11 载荷不均匀系数??0.8

由轴和齿轮的材料及热处理方式，查表??p??120MPa 根据花键静连接强度条件公式：

2T?1032?140?103?p??zhld?0.8?6?1.9?40?25.5?30.1MPa<120MPa

m强度足够。

二．自测题

【一】填空与判断题

１．普通平键联接的工作面是间的（ ）；楔键联接的工作面是键的（ ）。

２．花键按其齿形不同，可分为（ ）花键和（ ）花键。 ３．键连接主要用于联接（ ）和（ ）用来确定转动零件的（ ）和（ ）。

4．导向平键连接的主要失效形式是 ，设计时通过限制 来进行耐磨性计算；半圆键的缺点是 ，所以主要适用于轴端。

5．键联接的主要形式有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。6．普通平键的端部形状可制成（ ）头、（ ）头和（ ）头。 7．请按GB/T 1096-2003标准标注出：宽为18 mm、高为11 mm、长为100 mm圆头普通平键。（ ）

8．平键联接不能实现轴上零件的轴向固定。 ( ) 9．楔键的顶底面是工作面。( )

10．设计键联接时,键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。 ( ）

【二】选择题（每题后给出了若干个供选择的答案，其中只有一个是正确的，请选出正确答案）

1．平键连接的主要失效形式 。

A．疲劳点蚀 B. 弯曲疲劳破坏 C. 胶合 D.压溃、磨损、剪切破坏等 2． 能够构成紧键联接的两种键是__________。

A. 楔键和半圆键 B.平键和切向键 C.半圆键和切向键 D.楔键和切向键

12 3．圆键联接的主要优点是__________。

A.对轴的强度削弱较轻 B.键槽的应力集中较小 C. 工艺性好、安装方便 (4) 键的长度主要是根据______来选择。

A.传递转矩的大小 B.轮毂的长度 C.轴的直径

5．与平键联接比较，下列对花键的描述中哪条不符合事实？

A．较好的工艺性 B．严重削弱轴和轮毂强度 C．具有较强的承载能力 D．零件在轴上的对中性好

(6) 普通平键联接传递动力是靠_______。

A.两侧面的摩擦力 B.两侧面的挤压力 C.上下面的挤压力 D.上下面的摩擦

(7) 普通平键联接采用两个键时，一般两键间的布置角度为 。

A．90 o B．120 o C．135 o D．180 o

(8) 当正常工作时，轴与轮毂之间有较长距离的相对移动，这时应采用 联接。

A．普通平键 B．导向平键 C．滑键 (9) 楔键和切向键通常不宜用于 的连接

A．传递较大的转矩 B. 要求准确对中 C. 要求轴向固定 （10）根据 来选择键的标准剖面尺寸b×h? A．传递扭矩的大小 B．载荷特性 C．键的材料 D．轴的直径 【三】简答题

1．花键联接与平键联接相比，有哪些特点。 2．销的功用有哪些？ 3. 半圆键连接具有哪些特点？ 【四】分析计算题

1.已知轴的直径为60mm，选用了普通A型平键18×11×90，键的许用应力[σP]＝60MPa,毂的许用应力[σP]＝45MPa,请计算该轴所能传递的转矩T为多大？ 2. 有一钢制矩形花键，型号为8×40×36×7，齿长l为80mm，经调质处理，使用和制造条件中等，能否用来传递T为1600N.m的转矩？

13 三．思考题、选择题与习题

【一】 思考题

1． 用于轴毂连接的键有哪些类型？各类键的工作原理是什么？

2． A型、B型、C型普通平键的结构形式是什么？他们分别对应在轴上的键槽通常是如何加工的？

3． 平键和楔键在使用性能上有何区别？为何平键应用较广？

4． 如何选取普通平键的尺寸b×h×l?它的公称长度L与工作长度l之间有什么关系？

5．平键连接可能的失效形式有哪些？实际使用中主要有哪些失效形式？ 6．常用的花键齿形有哪几种？应用较广的是哪种？

7．按结构形式分销有哪几种？各有和特点？各举出一种应用实例。 8．成型连接常用的型面有哪些？ 9．成形连接有哪些特点？应用场合如何？

10．花键有哪些主要参数？这些参数如何选择确定？

11. 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180°布置；采用两个楔键联接时，相隔120°左右；采用两个半圆键联接时则常设置在轴的同一母线上？

12. 花键联接的主要失效形式是什么？如何进行其强度计算？ 13. 什么叫无键联接？它有何优缺点？

14. 什么叫型面联接？它有何特点？用在什么场合下？ 15.销有哪几种？其结构特点是什么？各用在何种场合？

14 【二】选择题

1. 普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间____________。

A.沿轴向固定并传递轴向力 B.沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 C.沿周向固定并传递力矩 D.安装与拆卸方便 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___________。

A.b→a→c→d B.b→c→a→d C.a→c→b→d D.c→d→b→a 3. 键的长度主要是根据__________来选择。 A.传递转矩的大小 B.轮毂的长度 C.轴的直径 4. 轴的键槽通常是由__________加工而得到的。 A.插削 B.拉削 C.钻及铰 D.铣削

5. 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__________。

A.压紧力 B.轴向力 C.摩擦力

6. 楔键和_________，两者的接触面都具有1：100的斜度。 A.轴上键槽的底面 B.轮毂上键槽的底面 C.键槽的侧面 7. 楔键联接的主要缺点是_________。

A.键的斜面加工困难 B.键安装时易损坏 C.键装入键槽后，在轮毂中产生初应力 D.轴和轴上的零件对中性差

8.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_________。

A.90° （2）120° （3）135° （4）180°

9. 平键联接与楔键联接相对比，它只能传递转矩，不能传递轴 C.楔键的工作表面有斜度而键槽没有 D.在安装时，楔键可沿轴向楔紧 10. 标准平键联接的承载能力，通常是取决于_________。

A.轮毂的挤压强度 B.键的剪切强度 C.键的弯曲强度 D.键工作表面的挤压强度

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