《机械基础》平面连杆机构（2）（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《机械基础》平面连杆机构（2）-讲义 知识点四 平面四杆机构的基本特性 一、急回特性 曲柄摇杆机构在运动过程中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆分别处于两个极限位置，返回行程比工作行程速度快的特性称为急回特性。 极位夹角：曲柄与连杆两共线位置间所夹的锐角 。 工作行程：摇杆从一个极限位置摆动到另一个极限位置的过程，转过的角度为。 返回行程：摇杆从另一个极限位置摆回到原来极限位置的过程，转过的角度为。 速度差异：由于，返回行程的速度快于工作行程。 应用：在往复工作的机械中（如插床、插齿机、刨床等），利用急回特性可以缩短空行程时间，提高生产效率。 二、压力角 压力角：表示力的方向与速度方向之间的夹角，是衡量机构传力性能的重要指标。 传动角：压力角的余角，即。传动角越大，机构的传力性能越好；反之，传力性能越差。 传力性能：当压力角 较小时，传动角 较大，机构的传力性能好；当压力角 较大时，传动角 较小，机构的传力性能差，甚至可能导致机构自锁。 三、死点位置 当曲柄与连杆共线时，不论连杆上的力多大，曲柄都不能转动，机构的这种位置称为死点位置。 工程上常利用死点位置来实现一定的工作要求，如夹紧机构和起落架机构。但死点位置有时会成为机构运动的阻碍，影响设备的正常工作，因此有时会利用构件的惯性或采用相同机构作倒排，使机构通过死点位置。 （单项选择题）工程上利用机构的死点位置可以实现一定的工作要求，例如（ ） A. 提高机构的传力性能 B. 确保夹具不会自动松脱 C. 减少机构的急回特性 D. 增加机构的压力角 【答案】B 【解析】根据教材原文，工程上常利用机构的死点位置来实现一定的工作要求，如图4-56所示的铰床齿夹紧机构，当工件被夹紧后，因夹具成一直线，机构处于死点位置，不会使夹具自动松脱。因此正确答案是B。 1. （单项选择题）下列关于运动副的说法中，正确的是（ ） A. 运动副是指构件之间的不可动连接 B. 运动副是指构件之间既保证直接接触又保持确定相对运动的可动连接 C. 运动副是指构件之间的间接接触 D. 运动副是指构件之间的固定连接 【答案】B 【解析】根据教材原文，运动副是指构件之间既保证直接接触又保持确定相对运动的可动连接。选项A、C、D均不符合定义。 2. （单项选择题）在曲柄摇杆机构中，当曲柄从一个极限位置摆动到另一个极限位置时，工作行程的角度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】摇杆位置摆动到（为工作行程）所转过的角度是。 3. （单项选择题）3.下列哪种机构不具有急回特性（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 偏置曲柄滑块机构 C. 摆动导杆机构 D. 楔形杆机构 【答案】D 【解析】教材原文提到除楔形杆机构外，其他三种机构都具有急回特性。 1. （单项选择题）关于运动副的定义，下列说法正确的是（ ） A. 构件与构件之间保持直接接触和相对运动的不可动连接称为运动副 B. 构件与构件之间既保证直接接触和约束，又保持确定相对运动的可动连接称为运动副 C. 构件与构件之间保持间接接触和相对运动的可动连接称为运动副 D. 构件与构件之间保持直接接触但无相对运动的连接称为运动副 【答案】B 【解析】教材原文明确指出，运动副是构件与构件之间既保证直接接触和约束，又保持确定相对运动的可动连接。因此选项B正确。 2. （单项选择题）当铰链四杆机构中的压力角较小时，机构可能会出现什么现象（ ） A. 传力性能增强 B. 传力性能减弱 C. 自锁 D. 急回特性增强 【答案】C 【解析】当压力角较小时，机构就会自锁，无法正常传递力。 3. （单项选择题）在曲柄摇杆机构中，为了提高劳动生产率，常利用机构的什么特性来缩短空行程时间（ ） A. 急回特性 B. 压力角 C. 死点位置 D. 传动角 【答案】A 【解析】利用机构的急回特性可以缩短空行程时间，提高劳动生产率。 · 曲柄摇杆机构在运动过程中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆分别处于两个极限位置，返回行程比工作行程速度快的特性称为急回特性。 · 当曲柄与连杆共线时，不论连杆上的力多大，曲柄都不能转动，机构的这种位置称为死点位置。 知识点五 多杆机构简介 一、多杆机构的构成与自由度 多杆机构是在四杆机构的基础上添加杆组的方法来实现，是由多个构件通过运动副连接而成的复杂机构，如将摇杆的摆动转变为滑块的移动。添加杆组后一般要求不改变原机构的自由度数，因此所添加杆组的自由度数应为零。 二、多杆机构的应用实例 多杆机构在实际应用中，通过不同的杆组组合，可以实现不同的运动形式和功能，如插销机、手动压力机、热轧钢料运输机、自重式训练器和划船器等。 插销机：通过添加杆组，将摇杆的摆动转换为滑块的移动，实现插销的动作。 手动压力机：通过双摇杆机构和径夹机构的串联，实现力的放大，提高工作效率。 热轧钢料运输机：通过六杆机构，将摇杆的摆动转换为滑块的移动，增大行程，实现钢料的运输和冷却。 自重式训练器：通过偏摆摇杆机构和双曲柄机构的组合，实现健身锻炼功能。 划船器：通过六杆机构，模拟划船动作，提供健身锻炼。 1.（单项选择题）以下关于多杆机构的说法正确的是（ ） A. 添加的杆组可以改变原机构的自由度数 B. 添加的简单杆组通常由两个构件和一个低副组成 C. 添加的杆组必须包含三个以上的构件 D. 添加的杆组自由度数应大于零 【答案】B 【解析】根据教材原文，多杆机构是在四杆机构基础上添加杆组形成的，且所添加杆组的自由度数应为零。一般添加的简单杆组为两个构件和一个低副。 1. （单项选择题）划船器可以理解为哪种类型的机构（ ） A. 单摇杆机构 B. 双摇杆机构 C. 四杆机构 D. 六杆机构 【答案】D 【解析】划船器是一个六杆机构，可以理解为是一个在中间部位加了驱动装置的双摇杆机构。。 2. （单项选择题）自重式训练器的主要组成机构是什么（ ） A. 四杆机构和双曲柄机构 B. 双摇杆机构和径夹机构 C. 偏摆摇杆机构和双曲柄机构 D. 四杆机构和偏摆摇杆机构 【答案】C 【解析】自重式训练器的主要组成机构是由偏摆摇杆机构和双曲柄机构组成的六杆机构。 3. （单项选择题）在多杆机构设计中，为了不改变原机构的自由度数，所添加的杆组应满足什么条件（ ） A. 杆组的自由度数为1 B. 杆组的自由度数为0 C. 杆组的自由度数为2 D. 杆组的自由度数为3 【答案】B 【解析】根据教材原文，添加杆组后一般要求不改变原机构的自由度数，因此所添加杆组的自由度数应为零。 1. （单项选择题）在多杆机构中，添加的简单杆组通常由什么组成（ ） A. 一个构件和一个低副 B. 两个构件和一个低副 C. 两个构件和两个低副 D. 三个构件和两个低副 【答案】C 【解析】一般添加的简单杆组为两个构件二低副。 2. （单项选择题）如图所示，热轧钢料运输机采用六杆机构的主要目的是什么（ ） A. 增加机构的复杂性 B. 减少行程 C. 将摇杆的摆动转变为滑块的移动 D. 提高运输速度 【答案】B 【解析】采用六杆机构，在摇杆3上添加杆组后，摇杆的摆动转变为滑块的移动，增大了行程。 3. （单项选择题）如上题图中所示，热轧钢料运输机中的滑块主要起到什么作用（ ） A. 固定钢料 B. 冷却钢料 C. 运输钢料 D. 摇摆轴定 【答案】C 【解析】构件6为滑块，钢料运输钢料的平台。 · 多杆机构是在四杆机构的基础上添加杆组的方法来实现，是由多个构件通过运动副连接而成的复杂机构。 · 多杆机构在实际应用中，通过不同的杆组组合，可以实现不同的运动形式和功能，如插销机、手动压力机、热轧钢料运输机、自重式训练器和划船器等。 知识点六 其他机构 一、开式机构 开式机构是指通过外部力的作用，使机构中的某些构件产生运动，从而实现特定功能的机械结构，完成特定任务，如夹起物品或剪断钢筋。 二、机械手 机械手是一种能够自动或半自动执行空间运动任务的机械装置，广泛应用于现代工业生产中。 机械手各部分可以在三维空间内自由移动，完成复杂的装配任务。主要应用于装配流水生产线，提高劳动生产率和装配精度。 三、工业机器人 工业机器人是由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成的，能够自动执行复杂任务的机械装置。 主体：指工业机器人的机械结构部分，包括手臂、关节等。 驱动系统：指使主体运动的动力源，如电机、液压系统等。 控制系统：指控制工业机器人动作的计算机芯片和控制电路，实现精确的操作。 （单项选择题）关于开式机构的描述，正确的是（ ） A. 开式机构在工作时，构件之间的运动是封闭循环的 B. 手动环保夹子不属于开式机构 C. 开式机构通过杆机构对力进行放大 D. 开式机构的工作原理与闭式机构相同 【答案】C 【解析】 根据教材原文，开式机构如手动环保夹子和剪断钢筋的钳子，都是通过杆机构对力进行放大的。选项A错误，因为开式机构的运动不是封闭循环的；选项B错误，手动环保夹子正是开式机构的一个例子；选项D错误，开式机构与闭式机构的工作原理不同。 1.（单项选择题）工业机器人的控制系统主要由什么组成（ ） A. 计算机芯片和各种控制电路 B. 液压系统和气动系统 C. 电动机和齿轮箱 D. 传感器和执行器 【答案】A 【解析】根据教材原文，工业机器人的控制系统是由计算机芯片和各种控制电路组成的。选项B、C和D虽然也是工业机器人的重要组成部分，但不是控制系统的主要构成部分。 2. （单项选择题）剪断钢筋的钳子能够剪断直径为6-8mm的钢筋，主要是因为（ ） A. 钳子的材质非常坚硬 B. 钳子的长度较长 C. 杆机构对力进行了放大 D. 钳子的刃口非常锋利 【答案】C 【解析】根据教材原文，剪断钢筋的钳子通过杆机构对力进行放大，因此一般人用正常的力就可以剪断直径为6-8mm的钢筋。 3. （单项选择题）机械手的运动属于哪种类型的运动（ ） A. 平面运动 B. 直线运动 C. 空间运动 D. 曲线运动 【答案】C 【解析】根据教材原文，机械手的运动不再是平面运动，而是属于空间运动，各连接部分多为空间运动副。 1. （单项选择题）焊接机器人属于哪一类设备（ ） A. 开式机构 B. 机械手 C. 工业机器人 D. 自动化生产线 【答案】C 【解析】根据教材原文，焊接机器人是工业机器人的一种，由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。 2. （单项选择题）装配机械手的应用可以提高哪些方面（ ） A. 劳动生产率和装配精度 B. 设备成本和维护难度 C. 工人数量和工作时间 D. 生产周期和产品种类 【答案】A 【解析】根据教材原文，装配机械手的应用既提高了劳动生产率，又提高了装配精度，从而提高了机械整体的质量。 3. （单项选择题）如图所示的手动环保夹子中，当握紧手柄时，夹子口部收紧的原因是（ ） A. 拉杆向下运动 B. 连杆轴向上摆动 C. 拉杆向上运动 D. 连杆轴向下摆动 【答案】C 【解析】根据教材原文，当握紧手柄时，拉杆向上运动，牵动连杆轴摆动，从而使夹子口部收紧。 · 开式机构是指通过外部力的作用，使机构中的某些构件产生运动，从而实现特定功能的机械结构。 · 机械手是一种能够自动或半自动执行空间运动任务的机械装置，广泛应用于现代工业生产中。 · 工业机器人是由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成的，能够自动执行复杂任务的机械装置。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$