機(jī)械工程基礎(chǔ)c第二章自測(cè)題及答案一、單選題（共10題，每題2分）1.在機(jī)械系統(tǒng)中，用于傳遞扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連接件是（）。A.鍵連接B.螺紋連接C.銷連接D.彈簧連接2.滑動(dòng)軸承的主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能好B.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低C.承載能力強(qiáng)D.對(duì)軸的精度要求高3.軸承的潤(rùn)滑方式中，適用于高速、重載工況的是（）。A.油潤(rùn)滑B.潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑C.液體潤(rùn)滑D.干式潤(rùn)滑4.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，用于連接兩軸并傳遞扭矩的聯(lián)軸器類型是（）。A.萬(wàn)向聯(lián)軸器B.齒輪聯(lián)軸器C.彈性聯(lián)軸器D.滑動(dòng)聯(lián)軸器5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了減少應(yīng)力集中，通常采用（）。A.直徑突變B.鍵槽C.倒角或圓角D.鍵連接6.滾動(dòng)軸承的預(yù)緊目的是（）。A.提高軸承壽命B.減少?gòu)较蛄.增加軸向剛度D.降低摩擦阻力7.螺紋連接中，用于防松的常見(jiàn)方法是（）。A.涂潤(rùn)滑油B.使用彈簧墊圈C.增加螺紋密度D.減小螺紋直徑8.鍵連接中，平鍵的工作面是（）。A.兩側(cè)面B.端面C.鍵槽底面D.鍵頂面9.軸承的密封方式中，適用于高溫、粉塵環(huán)境的是（）。A.毛氈密封B.O型圈密封C.推力軸承密封D.油封密封10.軸的強(qiáng)度計(jì)算中，通?？紤]的危險(xiǎn)截面是（）。A.軸的最大直徑處B.鍵槽位置C.軸承支承處D.軸的末端二、多選題（共5題，每題3分）1.螺紋連接的失效形式包括（）。A.螺栓斷裂B.螺母松動(dòng)C.連接面壓潰D.螺紋磨損E.軸承過(guò)熱2.滾動(dòng)軸承的類型選擇依據(jù)包括（）。A.軸承載荷方向B.軸承轉(zhuǎn)速C.工作溫度D.安裝空間E.成本預(yù)算3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的因素有（）。A.軸的剛度B.軸的強(qiáng)度C.軸的耐磨性D.軸的散熱性E.軸的振動(dòng)特性4.聯(lián)軸器的常見(jiàn)類型包括（）。A.剛性聯(lián)軸器B.彈性聯(lián)軸器C.萬(wàn)向聯(lián)軸器D.齒輪聯(lián)軸器E.滑動(dòng)聯(lián)軸器5.軸承潤(rùn)滑劑的選擇依據(jù)包括（）。A.軸承工作溫度B.軸承轉(zhuǎn)速C.軸承載荷大小D.工作環(huán)境溫度E.成本控制三、判斷題（共10題，每題1分）1.鍵連接的強(qiáng)度主要取決于鍵的截面尺寸和材料。（√）2.滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑通常比滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑粘度更高。（×）3.軸的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，通常不考慮軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。（×）4.螺紋連接中，M12表示螺紋公稱直徑為12mm。（√）5.滾動(dòng)軸承的預(yù)緊可以提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度。（√）6.聯(lián)軸器主要用于連接兩軸并傳遞扭矩，但不能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。（×）7.軸承的密封方式中，油封密封適用于高速、高溫工況。（×）8.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鍵槽的位置應(yīng)避免影響軸的強(qiáng)度。（√）9.螺紋連接中，彈簧墊圈的作用是防松。（√）10.軸承的潤(rùn)滑方式中，油潤(rùn)滑適用于低速、重載工況。（×）四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題5分）1.簡(jiǎn)述滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承的主要區(qū)別。答：滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承的主要區(qū)別在于接觸形式、承載能力、轉(zhuǎn)速限制、潤(rùn)滑方式及適用工況?；瑒?dòng)軸承通過(guò)軸與軸承座之間的滑動(dòng)接觸承載載荷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力強(qiáng)、適用于低速重載工況；滾動(dòng)軸承通過(guò)滾動(dòng)體（鋼球或滾子）與內(nèi)外圈之間的滾動(dòng)接觸承載載荷，高速性能好、摩擦阻力小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。2.簡(jiǎn)述軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素。答：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的因素包括：強(qiáng)度（抗彎、抗扭）、剛度（彎曲、扭轉(zhuǎn)）、耐磨性、振動(dòng)特性、散熱性、安裝定位、連接方式（鍵、花鍵、過(guò)盈配合）、軸承支承方式、軸向定位等。此外，還需考慮制造工藝、成本控制及工作環(huán)境（溫度、濕度、粉塵等）。3.簡(jiǎn)述螺紋連接的常見(jiàn)失效形式及預(yù)防措施。答：螺紋連接的常見(jiàn)失效形式包括螺栓斷裂、螺母松動(dòng)、連接面壓潰、螺紋磨損等。預(yù)防措施包括：選擇合適的螺栓材料及強(qiáng)度等級(jí)、采用防松措施（彈簧墊圈、防松螺母、鎖緊螺母）、保證連接面清潔、控制預(yù)緊力、定期檢查維護(hù)等。4.簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承預(yù)緊的目的及方法。答：滾動(dòng)軸承預(yù)緊的目的是提高軸承的軸向剛度和旋轉(zhuǎn)精度，減少軸向竄動(dòng)，延長(zhǎng)軸承壽命。預(yù)緊方法包括：選配過(guò)盈配合的內(nèi)外圈、使用預(yù)緊墊片、調(diào)整軸承間隙等。5.簡(jiǎn)述聯(lián)軸器的功能及常見(jiàn)類型。答：聯(lián)軸器的功能是連接兩軸并傳遞扭矩，同時(shí)可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移（軸向、徑向、角向）。常見(jiàn)類型包括：剛性聯(lián)軸器（直接連接）、彈性聯(lián)軸器（利用彈性元件補(bǔ)償位移）、萬(wàn)向聯(lián)軸器（用于相交軸的連接）、齒輪聯(lián)軸器（高扭矩傳遞）、滑動(dòng)聯(lián)軸器（軸向滑動(dòng)連接）等。五、計(jì)算題（共5題，每題10分）1.某軸傳遞扭矩T=500N·m，軸的直徑d=40mm，材料許用剪應(yīng)力[τ]=60MPa，試校核軸的強(qiáng)度。解：軸的極慣性矩I?=πd3/32=π(40×103)3/32≈7.85×10?mm3，軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τ=T·d/(2I?)=500×40×103/(2×7.85×10?)≈1.27MPa＜[τ]，故軸的強(qiáng)度足夠。2.某滑動(dòng)軸承直徑d=60mm，寬度L=80mm，材料許用壓強(qiáng)[p]=5MPa，試計(jì)算該軸承的最大承載能力。解：最大承載力F=p·d·L=5×10?×60×80×10?3=2.4×10?N=2400kN。3.某滾動(dòng)軸承型號(hào)為6210，轉(zhuǎn)速n=1500r/min，載荷F=2000N，工作溫度T=60℃，試選擇合適的潤(rùn)滑劑。答：根據(jù)轉(zhuǎn)速（高速）、載荷（中載）及溫度，建議選擇鋰基潤(rùn)滑脂（工作溫度-20℃~120℃）。4.某鍵連接軸的直徑d=30mm，鍵截面b×h=8mm×7mm，鍵長(zhǎng)L=50mm，材料許用剪應(yīng)力[τ]=100MPa，許用擠壓應(yīng)力[σ]?=150MPa，試計(jì)算該鍵連接的許用載荷。解：許用剪力F?=[τ]·b·h·L=100×10?×8×7×50×10?3=2.8×10?N=2800kN，許用擠壓力F?=[σ]?·b·L=150×10?×8×50×10?3=6.0×10?N=6000kN，故許用載荷為2800kN。5.某軸的直徑d=50mm，傳遞功率P=10kW，轉(zhuǎn)速n=800r/min，材料許用彎曲應(yīng)力[σ]=120MPa，試校核軸的強(qiáng)度。解：扭矩T=9550P/n=9550×10/800=119.38N·m，軸的截面模量W=πd3/32=π(50×103)3/32≈2.46×10?mm3，彎曲應(yīng)力σ=T·d/(2W)=119.38×50×103/(2×2.46×10?)≈12.1MPa＜[σ]，故軸的強(qiáng)度足夠。答案與解析一、單選題1.A（鍵連接用于傳遞扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）2.B（滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低）3.A（油潤(rùn)滑適用于高速、重載工況）4.B（齒輪聯(lián)軸器用于連接兩軸并傳遞扭矩）5.C（倒角或圓角減少應(yīng)力集中）6.C（預(yù)緊增加軸向剛度）7.B（彈簧墊圈用于防松）8.A（平鍵的工作面是兩側(cè)面）9.B（O型圈密封適用于高溫、粉塵環(huán)境）10.B（鍵槽位置是軸的危險(xiǎn)截面）二、多選題1.ABCD（螺栓斷裂、螺母松動(dòng)、連接面壓潰、螺紋磨損）2.ABCD（軸承載荷方向、轉(zhuǎn)速、工作溫度、安裝空間）3.ABCD（軸的剛度、強(qiáng)度、耐磨性、散熱性）4.ABCDE（剛性、彈性、萬(wàn)向、齒輪、滑動(dòng)聯(lián)軸器）5.ABCDE（工作溫度、轉(zhuǎn)速、載荷大小、環(huán)境溫度、成本控制）三、判斷題1.√2.×（滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑通常比滾動(dòng)軸承的粘度低）3.×（強(qiáng)度計(jì)算需考慮扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力）4.√5.√6.×（聯(lián)軸器可補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移）7.×（油封密封適用于中速、中溫工況）8.√9.√10.×（油潤(rùn)滑適用于高速、輕載工況）四、簡(jiǎn)答題1.滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承的區(qū)別：-接觸形式：滑動(dòng)軸承為滑動(dòng)接觸，滾動(dòng)軸承為滾動(dòng)接觸。-承載能力：滑動(dòng)軸承承載能力強(qiáng)，滾動(dòng)軸承輕載高速。-轉(zhuǎn)速限制：滑動(dòng)軸承低速，滾動(dòng)軸承高速。-潤(rùn)滑方式：滑動(dòng)軸承需連續(xù)潤(rùn)滑，滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑要求高。-適用工況：滑動(dòng)軸承適用于重載、低速，滾動(dòng)軸承適用于輕載、高速。2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮因素：-強(qiáng)度：抗彎、抗扭強(qiáng)度。-剛度：彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度。-耐磨性：表面硬度、潤(rùn)滑。-振動(dòng)特性：避免共振。-安裝定位：軸承、鍵槽位置。-制造工藝：加工精度、熱處理。3.螺紋連接失效形式及預(yù)防措施：-失效形式：螺栓斷裂、螺母松動(dòng)、壓潰、磨損。-預(yù)防措施：合理選材、防松措施、清潔連接面、控制預(yù)緊力。4.滾動(dòng)軸承預(yù)緊的目的及方法：-目的：提高軸向剛度、旋轉(zhuǎn)精度、延長(zhǎng)壽命。-方法：過(guò)盈配合、墊片、調(diào)整間隙。5.聯(lián)軸器的功能及類型：-功能：連接兩軸、傳遞扭矩、補(bǔ)償位移。-類型：剛性、彈性、萬(wàn)向、齒輪、滑動(dòng)聯(lián)軸器。五、計(jì)算題1.軸強(qiáng)度校核：-扭矩T=500N·m，直徑d=40mm，[τ]=60MPa。-極慣性矩I?=πd3/32≈7.85×10?mm3，剪應(yīng)力τ=T·d/(2I?)=1.27MPa＜[τ]，強(qiáng)度足夠。2.滑動(dòng)軸承承載能力：-d=60mm，L=80mm，[p]=5MPa。-最大承載力F=p·d·L=2400kN。3.滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑選擇：-型號(hào)6210，n=1500r/min，F(xiàn)=2000N，T=60℃。-建議鋰基潤(rùn)滑脂。4.鍵連接許用載荷：-d