機(jī)械設(shè)計(jì)第二篇連接自測(cè)題?一、單選題1.普通平鍵連接工作時(shí)，平鍵的主要失效形式為（）A.剪切破壞B.擠壓破壞C.磨損D.鍵被剪斷和工作面被壓潰答案：D解析：普通平鍵連接工作時(shí)，鍵的兩側(cè)面是工作面，主要失效形式是鍵被剪斷和工作面被壓潰。2.設(shè)計(jì)鍵連接時(shí)，鍵的截面尺寸通常根據(jù)（）來(lái)選擇。A.傳遞轉(zhuǎn)矩的大小B.輪轂的長(zhǎng)度C.軸的直徑D.軸的轉(zhuǎn)速答案：C解析：鍵的截面尺寸主要根據(jù)軸的直徑來(lái)選擇，以保證鍵有足夠的強(qiáng)度。3.采用兩個(gè)普通平鍵時(shí)，一般相隔（）布置。A.90°B.120°C.180°D.360°答案：C解析：采用兩個(gè)普通平鍵時(shí)，一般相隔180°布置，使軸受力均勻。4.平鍵連接中，導(dǎo)向平鍵適用于（）的場(chǎng)合。A.靜連接B.動(dòng)連接C.傳遞轉(zhuǎn)矩較小D.傳遞轉(zhuǎn)矩較大答案：B解析：導(dǎo)向平鍵用于輪轂需要在軸上作軸向移動(dòng)的動(dòng)連接。5.半圓鍵連接的主要優(yōu)點(diǎn)是（）A.對(duì)軸的削弱較輕B.鍵槽的應(yīng)力集中較小C.適用于錐形軸端與輪轂的連接D.裝拆方便答案：D解析：半圓鍵連接的主要優(yōu)點(diǎn)是裝拆方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。6.楔鍵連接的工作面是（）A.上下面B.兩側(cè)面C.上下面和兩側(cè)面D.鍵的端部答案：A解析：楔鍵連接的工作面是上下面，靠楔緊作用傳遞轉(zhuǎn)矩。7.普通V帶傳動(dòng)中，V帶的楔角α為（）A.34°B.36°C.38°D.40°答案：D解析：普通V帶楔角α為40°。8.V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，限制小帶輪的最小基準(zhǔn)直徑主要是為了（）A.使結(jié)構(gòu)緊湊B.限制彎曲應(yīng)力C.保證帶和帶輪間有足夠摩擦力D.限制小帶輪上的包角答案：B解析：限制小帶輪最小基準(zhǔn)直徑主要是為了限制彎曲應(yīng)力，防止帶因彎曲疲勞而損壞。9.帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶中的應(yīng)力不包括（）A.拉應(yīng)力B.彎曲應(yīng)力C.離心應(yīng)力D.扭轉(zhuǎn)應(yīng)力答案：D解析：帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶中的應(yīng)力包括拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和離心應(yīng)力。10.帶傳動(dòng)中，帶的張緊力過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致（）A.帶的壽命縮短B.帶輪磨損加劇C.傳動(dòng)效率降低D.以上都是答案：D解析：帶的張緊力過(guò)大，會(huì)使帶的壽命縮短、帶輪磨損加劇、傳動(dòng)效率降低。

二、多選題1.鍵連接的類(lèi)型有（）A.平鍵連接B.半圓鍵連接C.楔鍵連接D.切向鍵連接答案：ABCD解析：鍵連接類(lèi)型包括平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。2.平鍵連接可分為（）A.普通平鍵連接B.導(dǎo)向平鍵連接C.滑鍵連接D.花鍵連接答案：ABC解析：平鍵連接分為普通平鍵連接、導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接。3.選擇普通平鍵時(shí)，需要確定的參數(shù)有（）A.鍵的類(lèi)型B.鍵的尺寸C.鍵的長(zhǎng)度D.鍵的材料答案：ABC解析：選擇普通平鍵時(shí)需確定鍵的類(lèi)型、尺寸和長(zhǎng)度，鍵的材料一般根據(jù)軸的材料選擇，不單獨(dú)作為選擇參數(shù)。4.V帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有（）A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單B.傳動(dòng)平穩(wěn)C.能緩沖吸振D.過(guò)載時(shí)帶會(huì)打滑，可保護(hù)其他零件答案：ABCD解析：V帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、過(guò)載時(shí)帶會(huì)打滑可保護(hù)其他零件等優(yōu)點(diǎn)。5.影響V帶傳動(dòng)工作能力的因素有（）A.小帶輪基準(zhǔn)直徑B.帶的型號(hào)C.帶的長(zhǎng)度D.傳動(dòng)比答案：ABCD解析：小帶輪基準(zhǔn)直徑影響彎曲應(yīng)力，帶的型號(hào)決定其承載能力，帶的長(zhǎng)度影響包角，傳動(dòng)比影響帶速和壓軸力，這些因素都影響V帶傳動(dòng)工作能力。

三、填空題1.鍵連接主要用于實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的____和____。答案：周向固定；傳遞轉(zhuǎn)矩解析：鍵連接可使軸與輪轂周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩。2.普通平鍵的工作面是____。答案：兩側(cè)面解析：普通平鍵靠?jī)蓚?cè)面與輪轂鍵槽配合工作。3.平鍵連接中，鍵的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)____來(lái)選擇。答案：輪轂長(zhǎng)度解析：鍵的長(zhǎng)度一般略小于輪轂長(zhǎng)度，以保證鍵在輪轂內(nèi)安裝可靠。4.V帶傳動(dòng)中，帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度是指____。答案：帶彎曲時(shí)外層受拉纖維的長(zhǎng)度解析：這是V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度的定義。5.帶傳動(dòng)的打滑首先發(fā)生在____帶輪上。答案：小解析：小帶輪包角小，帶與帶輪間摩擦力相對(duì)較小，易先發(fā)生打滑。

四、判斷題1.平鍵連接只能傳遞轉(zhuǎn)矩，不能承受軸向力。（）答案：√解析：平鍵連接的工作面是兩側(cè)面，只能傳遞轉(zhuǎn)矩，不能承受軸向力。2.鍵的強(qiáng)度校核主要是校核鍵的擠壓強(qiáng)度。（）答案：×解析：鍵的強(qiáng)度校核主要是校核鍵的剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度。3.V帶傳動(dòng)中，帶速越高，帶的工作能力越強(qiáng)。（）答案：×解析：帶速過(guò)高會(huì)使離心力增大，帶與帶輪間摩擦力減小，降低帶傳動(dòng)工作能力，一般帶速在525m/s為宜。4.帶傳動(dòng)中，包角越大，帶的承載能力越強(qiáng)。（）答案：√解析：包角越大，帶與帶輪間接觸弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，摩擦力越大，承載能力越強(qiáng)。5.楔鍵連接能使軸上零件在軸上實(shí)現(xiàn)周向和軸向的固定。（）答案：√解析：楔鍵靠楔緊作用傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)能使軸上零件在軸上實(shí)現(xiàn)周向和軸向固定。

五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述平鍵連接的特點(diǎn)及應(yīng)用。答：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。對(duì)中性好，能保證軸與輪轂的同軸度。只能傳遞轉(zhuǎn)矩，不能承受軸向力。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，用于實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定和轉(zhuǎn)矩傳遞，如減速器、變速器等。2.說(shuō)明V帶傳動(dòng)中帶速v的取值范圍及原因。答：取值范圍：一般取525m/s。原因：當(dāng)帶速v過(guò)小時(shí)，在傳遞功率一定的情況下，所需圓周力F增大，帶易打滑，且?guī)У母鶖?shù)增多，使結(jié)構(gòu)龐大。當(dāng)帶速v過(guò)大時(shí)，離心力增大，帶與帶輪間的正壓力減小，摩擦力減小，導(dǎo)致傳動(dòng)能力降低，同時(shí)帶在工作中易產(chǎn)生振動(dòng)，影響傳動(dòng)平穩(wěn)性，還會(huì)加劇帶的磨損，降低帶的壽命。3.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)打滑和彈性滑動(dòng)的區(qū)別。答：打滑：是一種失效形式。當(dāng)帶傳動(dòng)工作時(shí)，若傳遞的有效圓周力超過(guò)帶與帶輪間的最大摩擦力，帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為打滑。打滑會(huì)使帶磨損加劇，傳動(dòng)效率降低，甚至使傳動(dòng)無(wú)法正常工作。彈性滑動(dòng)：是帶傳動(dòng)的固有特性。由于帶是彈性體，在帶緊邊和松邊拉力差的作用下，帶會(huì)產(chǎn)生彈性變形，帶與帶輪之間會(huì)產(chǎn)生微量的相對(duì)滑動(dòng)，稱(chēng)為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)使帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，降低了傳動(dòng)效率，引起帶的磨損，發(fā)熱等，但不會(huì)使傳動(dòng)失效。4.設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，確定帶輪基準(zhǔn)直徑應(yīng)考慮哪些因素？答：限制小帶輪基準(zhǔn)直徑$d_1$，以限制帶的彎曲應(yīng)力，防止帶因彎曲疲勞而損壞，一般根據(jù)帶型選取合適的最小基準(zhǔn)直徑。帶輪基準(zhǔn)直徑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列，以保證帶輪的通用性和互換性，便于制造和選用。帶輪直徑不宜過(guò)小，否則帶在帶輪上的包角過(guò)小，影響帶傳動(dòng)的承載能力；也不宜過(guò)大，以免使結(jié)構(gòu)龐大。大小帶輪基準(zhǔn)直徑的比值應(yīng)適當(dāng)，以保證帶傳動(dòng)具有合適的傳動(dòng)比和帶速。5.簡(jiǎn)述楔鍵連接的特點(diǎn)及應(yīng)用。答：特點(diǎn)：工作面是上下面，靠楔緊作用傳遞轉(zhuǎn)矩。能使軸上零件在軸上實(shí)現(xiàn)周向和軸向的固定。對(duì)中性差，不適用于對(duì)中性要求高的場(chǎng)合。應(yīng)用：適用于低速、重載和對(duì)中性要求不高的場(chǎng)合，如某些農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械等。

六、計(jì)算題1.已知一普通V帶傳動(dòng)，傳遞功率$P=7.5kW$，帶速$v=10m/s$，小帶輪基準(zhǔn)直徑$d_1=100mm$，大帶輪基準(zhǔn)直徑$d_2=315mm$，帶的型號(hào)為A型，兩班制工作，試求：計(jì)算V帶的有效拉力$F$。計(jì)算單根V帶的基本額定功率$P_0$。計(jì)算所需V帶的根數(shù)$z$。解：（1）計(jì)算V帶的有效拉力$F$根據(jù)公式$P=Fv/1000$，可得$F=1000P/v=1000×7.5/10=750N$（2）計(jì)算單根V帶的基本額定功率$P_0$由小帶輪基準(zhǔn)直徑$d_1=100mm$，查A型V帶單根基本額定功率表，得單根V帶的基本額定功率$P_0=1.32kW$。（3）計(jì)算所需V帶的根數(shù)$z$根據(jù)公式$z=P/(α_1P_0)$，其中$α_1$為小帶輪包角修正系數(shù)。先計(jì)算小帶輪包角$α_1$：$α_1=180°(d_2d_1)/a×57.3°$（假設(shè)中心距$a$已知，若未給出，可先按經(jīng)驗(yàn)公式初定中心距，再計(jì)算包角）假設(shè)中心距$a=500mm$，則$α_1=180°(315100)/500×57.3°=155.4°$查包角修正系數(shù)表，得$α_1=0.96$。則所需V帶的根數(shù)$z=P/(α_1P_0)=7.5/(0.96×1.32)≈6$，取$z=6$根。

2.有一減速器中的普通平鍵連接，軸的直徑$d=80mm$，輪轂長(zhǎng)度$L=120mm$，傳遞轉(zhuǎn)矩$T=1000N·m$，試選擇平鍵的尺寸，并校核其強(qiáng)度。已知鍵的材料為45鋼，許用擠壓應(yīng)力$[σ_p]=100MPa$，許用剪切應(yīng)力$[τ]=50MPa$。解：（1）選擇平鍵尺寸根據(jù)軸的直徑$d=80mm$，查普通平鍵的尺寸規(guī)格，選取鍵的寬度$b=22mm$，高度$h=14mm$。根據(jù)輪轂長(zhǎng)度$L=120mm$，選取鍵的長(zhǎng)度$l=110mm$（略小于輪轂長(zhǎng)度）。（2）校核鍵的強(qiáng)度校核擠壓強(qiáng)度鍵的工作長(zhǎng)度$l_w=lb=11022=88mm$根據(jù)公式$σ_p=2T/(dhl_w)≤[σ_p]$$σ_p=2×1000×1000/(80×14×88)≈20.2MPa＜[σ_p