《机械基础》任务一 认识凸轮机构的用途和分类 45分钟专题训练(原卷版+解析版)
2024-11-20
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内容正文:
编写说明:广西壮族自治区职教高考《机械基础》升学特训卷专辑,针对广西壮族自治区中职学校师生参加职教高考需求,结合广西壮族自治区的学生实际情况,并在编写过程中参考教育部职教高考试点省份山东省各专业大类考纲要求,设计的一套升学特训专辑。欢迎各位老师下载使用,并敬请给予宝贵建议。
《机械基础》
项目七:认识凸轮机构
任务一 认识凸轮机构的用途和分类
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,每小题2分,共40分)
在每小题列出的四个备选【答案】中,只有一个是符合题目要求的,错选、多选均无分。
1. 凸轮机构主要由( )组成。
A. 凸轮、从动件、机架 B. 凸轮、主动件、机架
C. 从动件、主动件、机架 D. 凸轮、从动件、连杆
2. 凸轮机构通常应用于( )场合。
A. 传力较大 B. 需要精确实现特定运动规律
C. 高速重载 D. 两轴距离较远
3. 凸轮机构按凸轮形状分类,不包括以下哪种( )。
A. 盘形凸轮 B. 圆柱凸轮 C. 尖顶凸轮 D. 移动凸轮
4. 下列属于平面应用机构的凸轮类型是( )。
A. 圆柱凸轮 B. 空间凸轮 C. 盘形凸轮 D. 圆锥凸轮
5. 凸轮机构的从动件端部形状为滚子的,其优点是( )。
A. 结构简单 B. 磨损小 C. 能承受较大载荷 D. 运动精度高
6. 按从动件运动形式分类,凸轮机构的从动件不包括( )。
A. 直动从动件 B. 摆动从动件 C. 复合运动从动件 D. 旋转从动件
7. 以下关于凸轮机构应用特点的描述,错误的是( )。
A. 可以实现复杂的运动规律 B. 结构简单紧凑
C. 凸轮轮廓加工精度要求不高 D. 从动件的行程可较大幅度调整
8. 圆柱凸轮机构属于( )。
A. 平面凸轮机构 B. 空间凸轮机构 C. 盘形凸轮机构 D. 尖顶凸轮机构
9. 凸轮机构按锁合方式分类,不包括( )。
A. 力锁合 B. 形锁合 C. 槽锁合 D. 键锁合
10. 对于直动从动件凸轮机构,当凸轮等速转动时,从动件的运动速度( )。
A. 始终不变 B. 是周期性变化的 C. 逐渐增大 D. 逐渐减小
11. 尖顶从动件凸轮机构的主要缺点是( )。
A. 运动不精确 B. 不能承受较大载荷 C. 结构复杂 D. 从动件磨损严重
12. 盘形凸轮机构中,若凸轮顺时针转动,从动件为直动上升,那么凸轮轮廓曲线在起始位置附近应是( )。
A. 上升且渐开的曲线 B. 上升且渐缩的曲线
C. 下降且渐开的曲线 D. 下降且渐缩的曲线
13. 以下哪种凸轮机构的从动件运动规律,在运动起始和终止时加速度为零( )。
A. 等速运动规律 B. 等加速等减速运动规律
C. 余弦加速度运动规律 D. 正弦加速度运动规律
14. 凸轮机构按凸轮与从动件保持接触的方式分类,若利用弹簧力使从动件与凸轮保持接触,属于( )。
A. 形锁合 B. 力锁合 C. 槽锁合 D. 销锁合
15. 圆柱凸轮的圆柱面上刻有( )。
A. 直线槽 B. 螺旋槽 C. 圆形槽 D. 三角槽
16. 下列关于凸轮机构从动件磨损情况的描述,正确的是( )。
A. 滚子从动件磨损比尖顶从动件小 B. 尖顶从动件磨损比滚子从动件小
C. 平底从动件磨损比尖顶从动件大 D. 平底从动件磨损比滚子从动件大
17. 对于摆动从动件凸轮机构,其摆动角度主要取决于( )。
A. 凸轮的尺寸大小 B. 凸轮的转速 C. 凸轮的轮廓曲线 D. 从动件的长度
18. 以下哪种凸轮形状在实际应用中常用于实现直线往复运动( )。
A. 圆柱凸轮 B. 盘形凸轮 C. 圆锥凸轮 D. 球形凸轮
19. 凸轮机构按凸轮的运动方式分类,不包括( )。
A. 转动凸轮 B. 移动凸轮 C. 摆动凸轮 D. 静止凸轮
20. 尖顶从动件凸轮机构适用于( )的场合。
A. 受力较大 B. 运动精度要求不高
C. 需要实现复杂运动规律且行程较短 D. 需要实现简单运动规律且行程较长
二、是非选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
根据题干分析并判断下列各题。正确的填“A”,错误的填“B”。错选、多选或未选均无分。
( )1. 凸轮机构只能由转动凸轮来驱动从动件。
( )2. 尖顶从动件凸轮机构的运动精度比滚子从动件凸轮机构高。
( )3. 圆柱凸轮机构属于平面凸轮机构
( )4. 在凸轮机构中,当采用滚子从动件时,滚子的直径大小会对从动件的运动规律产生一定影响。
( )5. 圆柱凸轮机构中,从动件的行程大小与圆柱凸轮的高度以及螺旋槽的螺距等因素有关。
( )6. 所有类型的凸轮机构从动件的运动速度都与凸轮的转速成正比。
( )7. 平面凸轮机构中,盘形凸轮只能使从动件做直线往复运动,不能实现摆动运动。
( )8. 凸轮机构的应用特点决定了它在一些自动化生产设备中,对于实现间歇性动作且动作精度要求较高的工位有着独特的优势。
( )9. 只要凸轮的尺寸足够大,尖顶从动件凸轮机构就能承受很大的载荷。
( )10. 圆柱凸轮机构的从动件运动速度是恒定不变的。
三、填空题(本大题共10空,每空2分,共20分)
1. 凸轮机构由________、从动件和机架三部分组成。
2. 凸轮机构按凸轮形状可分为盘形凸轮、________和移动凸轮。
3. 尖顶从动件凸轮机构的缺点是________严重。
4. 圆柱凸轮的圆柱面上通常刻有________,用于实现从动件的特定运动规律。
5. 凸轮机构按从动件运动形式可分为直动从动件和________从动件。
6. 凸轮机构按锁合方式可分为力锁合和________锁合。
7. 盘形凸轮机构中,若凸轮逆时针转动,从动件为直动下降,那么凸轮轮廓曲线在起始位置附近应是________且渐缩的曲线。
8. 滚子从动件与凸轮之间是________摩擦,尖顶从动件与凸轮之间是滑动摩擦。
9. 对于直动从动件凸轮机构,当凸轮等速转动时,从动件的运动速度是________变化的。
10. 凸轮机构按凸轮的运动方式可分为转动凸轮和________凸轮。
四、综合分析题(本大题共2小题,共20分)
1.(本小题15分)在一台印刷机械中,需要一个凸轮机构来控制印刷版的定位和移动。具体要求如下:从动件需要实现直线往复运动,行程为h=60mm,且在行程两端要有短暂的停歇,以保证印刷版定位准确。印刷机械的工作速度较快,要求凸轮机构能在高速运转下保证印刷版移动的精度和稳定性。考虑到长期使用,希望减少从动件和凸轮的磨损,以延长机构的使用寿命。
请根据以上要求,分析并回答以下问题:
(1)按凸轮形状分类,哪种凸轮适合该应用?为什么?
(2)从动件端部形状应如何选择?理由是什么?
2.凸轮机构的优点和缺点分别是什么?(本小题5分)
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编写说明:广西壮族自治区职教高考《机械基础》升学特训卷专辑,针对广西壮族自治区中职学校师生参加职教高考需求,结合广西壮族自治区的学生实际情况,并在编写过程中参考教育部职教高考试点省份山东省各专业大类考纲要求,设计的一套升学特训专辑。欢迎各位老师下载使用,并敬请给予宝贵建议。
《机械基础》
项目七:认识凸轮机构
任务一 认识凸轮机构的用途和分类
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,每小题2分,共40分)
在每小题列出的四个备选【答案】中,只有一个是符合题目要求的,错选、多选均无分。
1. 凸轮机构主要由( )组成。
A. 凸轮、从动件、机架 B. 凸轮、主动件、机架
C. 从动件、主动件、机架 D. 凸轮、从动件、连杆
【答案】A
【解析】凸轮机构的基本组成部分就是凸轮、从动件以及机架,凸轮是主动件,通过自身的运动驱使从动件按预定规律运动,所以选A。
2. 凸轮机构通常应用于( )场合。
A. 传力较大 B. 需要精确实现特定运动规律
C. 高速重载 D. 两轴距离较远
【答案】B
【解析】凸轮机构的优点在于能够精确地实现从动件的各种预期运动规律,而其传力性能一般不如其他一些机构,也不适用于高速重载以及两轴距离较远的情况,所以选B。
3. 凸轮机构按凸轮形状分类,不包括以下哪种( )。
A. 盘形凸轮 B. 圆柱凸轮 C. 尖顶凸轮 D. 移动凸轮
【答案】C
【解析】尖顶凸轮是按从动件端部形状分类的,按凸轮形状分有盘形凸轮、圆柱凸轮、移动凸轮等,所以选C。
4. 下列属于平面应用机构的凸轮类型是( )。
A. 圆柱凸轮 B. 空间凸轮 C. 盘形凸轮 D. 圆锥凸轮
【答案】C
【解析】盘形凸轮是在一个平面内运动,属于平面应用机构;圆柱凸轮、空间凸轮等运动情况较为复杂,涉及空间运动,圆锥凸轮也不是典型的平面应用机构,所以选C。
5. 凸轮机构的从动件端部形状为滚子的,其优点是( )。
A. 结构简单 B. 磨损小 C. 能承受较大载荷 D. 运动精度高
【答案】B
【解析】滚子从动件与凸轮轮廓之间为滚动摩擦,相比其他端部形状的从动件(如尖顶从动件),滚动摩擦可大大减小磨损,所以选B。
6. 按从动件运动形式分类,凸轮机构的从动件不包括( )。
A. 直动从动件 B. 摆动从动件 C. 复合运动从动件 D. 旋转从动件
【答案】D
【解析】凸轮机构从动件常见的运动形式有直动从动件和摆动从动件,也有一些复合运动从动件情况,但一般没有旋转从动件这种分类方式,所以选D。
7. 以下关于凸轮机构应用特点的描述,错误的是( )。
A. 可以实现复杂的运动规律 B. 结构简单紧凑
C. 凸轮轮廓加工精度要求不高 D. 从动件的行程可较大幅度调整
【答案】C
【解析】凸轮机构要精确实现从动件的特定运动规律,其凸轮轮廓的加工精度要求是比较高的,所以C选项错误,A、B、D选项都是凸轮机构的应用特点。
8. 圆柱凸轮机构属于( )。
A. 平面凸轮机构 B. 空间凸轮机构 C. 盘形凸轮机构 D. 尖顶凸轮机构
【答案】B
【解析】圆柱凸轮的工作轮廓是在圆柱面上,其从动件的运动轨迹涉及空间,所以圆柱凸轮机构属于空间凸轮机构,选B。
9. 凸轮机构按锁合方式分类,不包括( )。
A. 力锁合 B. 形锁合 C. 槽锁合 D. 键锁合
【答案】D
【解析】凸轮机构按锁合方式通常分为力锁合(如利用弹簧力等使从动件与凸轮保持接触)和形锁合(如利用凸轮和从动件的特殊几何形状实现锁合),槽锁合也可归为形锁合的一种,而键锁合不属于凸轮机构常见的锁合方式,所以选D。
10. 对于直动从动件凸轮机构,当凸轮等速转动时,从动件的运动速度( )。
A. 始终不变 B. 是周期性变化的 C. 逐渐增大 D. 逐渐减小
【答案】B
【解析】即使凸轮等速转动,由于凸轮轮廓曲线的不同,直动从动件的运动速度会随着凸轮转角的变化而周期性变化,所以选B。
11. 尖顶从动件凸轮机构的主要缺点是( )。
A. 运动不精确 B. 不能承受较大载荷 C. 结构复杂 D. 从动件磨损严重
【答案】D
【解析】尖顶从动件与凸轮轮廓是点接触,接触应力大,容易磨损,这是其主要缺点,所以选D。
12. 盘形凸轮机构中,若凸轮顺时针转动,从动件为直动上升,那么凸轮轮廓曲线在起始位置附近应是( )。
A. 上升且渐开的曲线 B. 上升且渐缩的曲线
C. 下降且渐开的曲线 D. 下降且渐缩的曲线
【答案】A
【解析】凸轮顺时针转动使从动件直动上升,在起始位置附近,凸轮轮廓曲线应是能推动从动件上升且随着凸轮转动角度增加曲线逐渐展开(渐开)的形状,所以选A。
13. 以下哪种凸轮机构的从动件运动规律,在运动起始和终止时加速度为零( )。
A. 等速运动规律 B. 等加速等减速运动规律
C. 余弦加速度运动规律 D. 正弦加速度运动规律
【答案】C
【解析】余弦加速度运动规律在运动起始和终止时加速度为零,等速运动规律在运动起始和终止时加速度突变,等加速等减速运动规律在速度转换点加速度突变,正弦加速度运动规律在整个运动周期内加速度连续变化但起始和终止时加速度不为零,所以选C。
14. 凸轮机构按凸轮与从动件保持接触的方式分类,若利用弹簧力使从动件与凸轮保持接触,属于( )。
A. 形锁合 B. 力锁合 C. 槽锁合 D. 销锁合
【答案】B
【解析】利用弹簧力等外力使从动件与凸轮保持接触的方式属于力锁合,形锁合是通过几何形状实现接触保持,槽锁合是形锁合的一种特殊形式,不存在销锁合这种说法,所以选B。
15. 圆柱凸轮的圆柱面上刻有( )。
A. 直线槽 B. 螺旋槽 C. 圆形槽 D. 三角槽
【答案】B
【解析】圆柱凸轮的圆柱面上通常刻有螺旋槽,通过螺旋槽与从动件的配合实现从动件的特定空间运动规律,所以选B。
16. 下列关于凸轮机构从动件磨损情况的描述,正确的是( )。
A. 滚子从动件磨损比尖顶从动件小 B. 尖顶从动件磨损比滚子从动件小
C. 平底从动件磨损比尖顶从动件大 D. 平底从动件磨损比滚子从动件大
【答案】A
【解析】滚子从动件与凸轮之间是滚动摩擦,尖顶从动件与凸轮是点接触的滑动摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦的磨损小,平底从动件磨损情况也相对较好,但总体来说滚子从动件磨损比尖顶从动件小,所以选A。
17. 对于摆动从动件凸轮机构,其摆动角度主要取决于( )。
A. 凸轮的尺寸大小 B. 凸轮的转速 C. 凸轮的轮廓曲线 D. 从动件的长度
【答案】C
【解析】摆动从动件凸轮机构中,从动件的摆动角度是由凸轮的轮廓曲线所决定的,不同的轮廓曲线会使从动件产生不同的摆动角度,所以选C。
18. 以下哪种凸轮形状在实际应用中常用于实现直线往复运动( )。
A. 圆柱凸轮 B. 盘形凸轮 C. 圆锥凸轮 D. 球形凸轮
【答案】B
【解析】盘形凸轮常用于驱动从动件实现直线往复运动等,圆柱凸轮多用于实现空间复杂运动,圆锥凸轮应用相对较少,不存在球形凸轮这种常见的用于机械基础中的凸轮类型,所以选B。
19. 凸轮机构按凸轮的运动方式分类,不包括( )。
A. 转动凸轮 B. 移动凸轮 C. 摆动凸轮 D. 静止凸轮
【答案】D
【解析】凸轮机构按凸轮的运动方式可分为转动凸轮和移动凸轮等,不存在静止凸轮这种作为凸轮机构按运动方式的分类,所以选D。
20. 尖顶从动件凸轮机构适用于( )的场合。
A. 受力较大 B. 运动精度要求不高
C. 需要实现复杂运动规律且行程较短 D. 需要实现简单运动规律且行程较长
【答案】C
【解析】尖顶从动件虽然磨损严重,但它能很精确地实现复杂的运动规律,且一般适用于行程较短的情况,因为行程长会加剧磨损问题,所以选C。
二、是非选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
根据题干分析并判断下列各题。正确的填“A”,错误的填“B”。错选、多选或未选均无分。
( )1. 凸轮机构只能由转动凸轮来驱动从动件。
【答案】B
【解析】凸轮机构按凸轮的运动方式可分为转动凸轮和移动凸轮等,移动凸轮是通过直线移动来驱动从动件的,所以不是只能由转动凸轮驱动从动件。
( )2. 尖顶从动件凸轮机构的运动精度比滚子从动件凸轮机构高。
【答案】B
【解析】虽然尖顶从动件能精确实现复杂运动规律,但由于其与凸轮是点接触,磨损严重,会影响运动精度的长期稳定性,而滚子从动件磨损小,在长期运行中能更好地保持运动精度,所以尖顶从动件凸轮机构的运动精度不比滚子从动件凸轮机构高。
( )3. 圆柱凸轮机构属于平面凸轮机构
【答案】B
【解析】圆柱凸轮的工作轮廓在圆柱面上,其从动件的运动轨迹涉及空间,所以圆柱凸轮机构属于空间凸轮机构,不属于平面凸轮
( )4. 在凸轮机构中,当采用滚子从动件时,滚子的直径大小会对从动件的运动规律产生一定影响。
【答案】A
【解析】要通过盘形凸轮机构准确实现从动件的复杂运动规律,凸轮轮廓曲线设计至关重要。必须结合从动件是直动还是摆动等运动形式以及所需的行程大小等诸多因素来精心设计,否则无法达成预期的复杂运动效果。
( )5. 圆柱凸轮机构中,从动件的行程大小与圆柱凸轮的高度以及螺旋槽的螺距等因素有关。
【答案】A
【解析】圆柱凸轮的高度在一定程度上决定了从动件在轴向方向可移动的范围,而螺旋槽的螺距影响着从动件随着凸轮转动每一圈在轴向或其他方向的位移量,所以从动件的行程大小确实和这些因素有关。
( )6. 所有类型的凸轮机构从动件的运动速度都与凸轮的转速成正比。
【答案】B
【解析】虽然在某些简单情况下,凸轮转速会影响从动件速度,但对于不同的凸轮轮廓曲线以及从动件运动规律,从动件运动速度并非单纯与凸轮转速成正比,还受到轮廓曲线等多种因素制约。
( )7. 平面凸轮机构中,盘形凸轮只能使从动件做直线往复运动,不能实现摆动运动。
【答案】A
【解析】盘形凸轮机构的从动件既可以是直动从动件实现直线往复运动,也可以是摆动从动件实现摆动运动,并非只能实现直线往复运动。
( )8. 凸轮机构的应用特点决定了它在一些自动化生产设备中,对于实现间歇性动作且动作精度要求较高的工位有着独特的优势。
【答案】A
( )9. 只要凸轮的尺寸足够大,尖顶从动件凸轮机构就能承受很大的载荷。
【答案】B
【解析】尖顶从动件凸轮机构的主要问题是尖顶与凸轮的点接触导致接触应力大,容易磨损,即使凸轮尺寸大,其接触方式决定了它难以承受很大的载荷,与凸轮尺寸大小并非直接相关。
( )10. 圆柱凸轮机构的从动件运动速度是恒定不变的。
【答案】B
【解析】圆柱凸轮机构由于其凸轮形状及螺旋槽等结构,从动件的运动是按照特定的空间运动规律进行的,运动速度会随着凸轮的转动以及螺旋槽的变化而改变,并非恒定不变。
三、填空题(本大题共10空,每空2分,共20分)
1. 凸轮机构由________、从动件和机架三部分组成。
【答案】凸轮
【解析】这是凸轮机构的基本组成结构,凸轮作为主动件驱动从动件运动,三者共同构成凸轮机构。
2. 凸轮机构按凸轮形状可分为盘形凸轮、________和移动凸轮。
【答案】圆柱凸轮
【解析】常见的按凸轮形状的分类就是这三种,盘形凸轮是平面内的常见凸轮形状,圆柱凸轮涉及空间运动,移动凸轮也有其特定的应用场景。
3. 尖顶从动件凸轮机构的缺点是________严重。
【答案】磨损
【解析】尖顶从动件与凸轮是点接触,接触应力大,在工作过程中磨损情况较为严重。
4. 圆柱凸轮的圆柱面上通常刻有________,用于实现从动件的特定运动规律。
【答案】螺旋槽
【解析】圆柱凸轮通过其圆柱面上的螺旋槽与从动件配合,使从动件按照预定的空间运动规律运动。
5. 凸轮机构按从动件运动形式可分为直动从动件和________从动件。
【答案】摆动
【解析】这是凸轮机构从动件常见的两种运动形式分类,直动从动件做直线运动,摆动从动件做摆动运动。
6. 凸轮机构按锁合方式可分为力锁合和________锁合。
【答案】形
【解析】力锁合是利用外力如弹簧力等使从动件与凸轮保持接触,形锁合是通过凸轮和从动件的特殊几何形状实现接触保持。
7. 盘形凸轮机构中,若凸轮逆时针转动,从动件为直动下降,那么凸轮轮廓曲线在起始位置附近应是________且渐缩的曲线。
【答案】下降
【解析】凸轮逆时针转动使从动件直动下降,在起始位置附近,凸轮轮廓曲线应是能推动从动件下降且随着凸轮转动角度增加曲线逐渐收缩的形状。
8. 滚子从动件与凸轮之间是________摩擦,尖顶从动件与凸轮之间是滑动摩擦。
【答案】滚动
【解析】滚子从动件是通过滚子在凸轮轮廓上滚动,所以是滚动摩擦,而尖顶从动件是点接触的滑动摩擦。
9. 对于直动从动件凸轮机构,当凸轮等速转动时,从动件的运动速度是________变化的。
【答案】周期性
【解析】由于凸轮轮廓曲线的影响,即使凸轮等速转动,直动从动件的运动速度也会随着凸轮转角的变化而周期性变化。
10. 凸轮机构按凸轮的运动方式可分为转动凸轮和________凸轮。
【答案】移动
【解析】这是常见的按凸轮运动方式的分类,转动凸轮是绕轴转动来驱动从动件,移动凸轮是做直线移动来驱动从动件。
四、综合分析题(本大题共2小题,共20分)
1.(本小题15分)在一台印刷机械中,需要一个凸轮机构来控制印刷版的定位和移动。具体要求如下:从动件需要实现直线往复运动,行程为h=60mm,且在行程两端要有短暂的停歇,以保证印刷版定位准确。印刷机械的工作速度较快,要求凸轮机构能在高速运转下保证印刷版移动的精度和稳定性。考虑到长期使用,希望减少从动件和凸轮的磨损,以延长机构的使用寿命。
请根据以上要求,分析并回答以下问题:
(1)按凸轮形状分类,哪种凸轮适合该应用?为什么?
(2)从动件端部形状应如何选择?理由是什么?
【答案】
(1)盘形凸轮适合该应用。因为盘形凸轮机构常用于驱动从动件实现直线往复运动,通过合理设计其轮廓曲线,可以满足本题中从动件行程为60mm以及在行程两端要有短暂停歇的要求。而且盘形凸轮属于平面凸轮机构,在高速运转下,其结构和运动相对容易控制和分析,能够更好地保证印刷版移动的精度和稳定性,相比空间凸轮机构在这种平面直线往复运动应用场景下更具优势。
(2)从动件端部形状应选择滚子从动件。理由是滚子从动件与凸轮轮廓之间是滚动摩擦,相比尖顶从动件的滑动摩擦,滚动摩擦可大大减小磨损。在印刷机械这种需要长期使用的设备中,减少从动件和凸轮的磨损对于延长机构的使用寿命至关重要,所以滚子从动件能更好地满足这一要求。
2.凸轮机构的优点和缺点分别是什么?(本小题5分)
【答案】优点:运动规律灵活可设计、结构简单紧凑、工作可靠、传动效率较高、维护成本低;
缺点:易磨损、凸轮轮廓加工难度大、从动件行程受限、噪音较大、设计难度较高。
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