《机械基础》45分钟专业模拟卷（7） 江苏省（职教高考）机电类 【新考纲】

《机械基础》45分钟专业模拟卷 江苏省（职教高考）机电类（原卷版） 第07卷【新考纲】 考试范围：平面连杆机构 · 凸轮机构 · 综合设计 总分：100分　时间：45分钟 一、单项选择题（每题2分，共40分） 1. 铰链四杆机构中，连杆是指（　　）。 A. 与机架相连的杆 B. 不直接与机架相连的杆 C. 主动件 D. 从动件 2. 曲柄存在的充分必要条件包括（　　）。 A. 只需最短杆与最长杆之和小于其余两杆之和 B. 需满足格拉肖夫定理，且最短杆为连架杆或机架 C. 所有杆等长即可 D. 只需主动杆能整周转动 3. 双摇杆机构中，机架是（　　）。 A. 最短杆 B. 最长杆的对面杆 C. 最短杆的对面杆（即最长杆与最短杆之和≤其余两杆之和，最短杆的对杆为机架） D. 任意杆 4. 曲柄摇杆机构中，急回运动的含义是（　　）。 A. 摇杆来回速度不同，工作行程慢，回程快 B. 摇杆来回速度相同 C. 曲柄转速不匀 D. 只在高速时出现 5. 铰链四杆机构的极位夹角θ越大，则（　　）。 A. 急回特性越不明显 B. 急回特性越明显，行程速比系数K越大 C. 急回特性与θ无关 D. 摇杆摆角越小 6. 曲柄滑块机构中，偏置曲柄滑块与对心曲柄滑块的区别在于（　　）。 A. 有无急回特性 B. 曲柄长度不同 C. 连杆长度不同 D. 滑块行程不同 7. 凸轮机构按凸轮形状分类，最常用的是（　　）。 A. 端面凸轮 B. 圆柱凸轮 C. 盘形凸轮 D. 移动凸轮 8. 凸轮机构的压力角是指（　　）。 A. 凸轮转过的角度 B. 从动件运动方向与接触点处公法线方向之间的夹角 C. 凸轮轮廓曲线的切线方向角 D. 从动件与机架的夹角 9. 凸轮机构中，压力角越大，则（　　）。 A. 传力越有利 B. 自锁可能性越小 C. 传力越不利，自锁可能性越大 D. 对传力没有影响 10. 从动件做等速运动（匀速运动）时，刚性冲击发生在（　　）。 A. 运动过程中 B. 推程开始和结束瞬间 C. 推程中点位置 D. 不会产生冲击 11. 从动件做简谐运动（余弦加速度运动）时，其特点是（　　）。 A. 存在刚性冲击 B. 存在柔性冲击 C. 无冲击，适于任意速度 D. 冲击最大 12. 凸轮机构中，减小压力角的方法是（　　）。 A. 减小基圆半径 B. 增大基圆半径 C. 减小从动件行程 D. 增大凸轮转速 13. 平底从动件的优点是（　　）。 A. 能传递复杂运动 B. 承载能力最强 C. 受力好，效率高（压力角恒为零） D. 适用于任何凸轮形状 14. 铰链四杆机构中，能实现"从动件在两端停歇"效果的机构类型是（　　）。 A. 曲柄摇杆机构（利用死点） B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 15. 凸轮的基圆是指（　　）。 A. 以凸轮轮廓最高点为半径的圆 B. 以凸轮轮廓最低点（最小向径）为半径的圆 C. 以凸轮旋转中心到从动件导路的距离为半径的圆 D. 凸轮的分度圆 16. 曲柄摇杆机构工作时，以曲柄为原动件，则（　　）。 A. 存在死点 B. 不存在死点（死点只在以摇杆为原动件时存在） C. 始终有死点 D. 只在低速时存在死点 17. 铰链四杆机构中，各杆长度为：a=50mm，b=120mm，c=80mm，d=100mm（d为机架），判断该机构类型（　　）。 A. 双曲柄机构 B. 曲柄摇杆机构 C. 双摇杆机构 D. 无法确定 18. 从动件运动规律采用等加速等减速运动时，与等速运动相比（　　）。 A. 冲击更大 B. 冲击更小（柔性冲击，适于中速） C. 冲击相同 D. 无冲击 19. 在铰链四杆机构中，行程速比系数 K=1.5 时，极位夹角θ为（　　）。 A. 30° B. 45° C. 36° D. 60° 20. 凸轮机构的回程运动角是指（　　）。 A. 凸轮转过360°对应的角 B. 从动件从最高点回到最低点时，凸轮转过的角度 C. 从动件停在最低点时，凸轮转过的角度 D. 从动件上升过程对应的凸轮转角 二、填空题（每空2分，共30分） 1. 铰链四杆机构由四个构件通过________个铰链连接而成，其中有一个构件固定为________。 2. 铰链四杆机构曲柄存在的条件（格拉肖夫定理）：________杆与________杆的长度之和不大于其余两杆长度之和。 3. 行程速比系数 K 的计算公式为：K = ________，其中θ为极位夹角。 4. 凸轮机构按从动件的运动形式分为________从动件和________从动件两大类。 5. 凸轮机构一般由凸轮（主动件）、________（从动件）和________组成。凸轮与从动件之间构成________副。 6. 等速运动产生________冲击，等加速等减速运动产生________冲击，简谐运动（余弦）在两端处产生________冲击。 7. 常用的平面四杆机构按功能分，曲柄摇杆机构常用于将________运动转换为________运动。 8. 凸轮机构的四个运动阶段（对应角度）分别是________、________、________、________（近休止角）。 三、计算题（每题5分，共10分） 第1题 一铰链四杆机构各杆尺寸：曲柄 AB=30mm（A为固定铰），连杆 BC=80mm，摇杆 CD=60mm（D为固定铰），机架 AD=100mm。 （1）验证此机构是否有曲柄（格拉肖夫定理）； （2）判断该机构的类型（曲柄摇杆/双曲柄/双摇杆）； （3）求摇杆 CD 的最大摆角（提示：利用两极限位置计算，极限位置时曲柄与连杆共线）。 第2题 一盘形凸轮机构，凸轮以 n=90r/min 匀速转动，推程运动角 δ₀=120°，远休止角 δₛ=30°，回程运动角 δ₀'=150°，求： （1）凸轮转一圈的时间 T； （2）从动件完成推程所需时间 t₁； （3）从动件在最高点停留时间 t₂； （4）近休止角 δₛ' 的大小。 四、简答题（每题5分，共10分） 第1题 列表比较铰链四杆机构三种基本类型（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）的特征和典型应用。 第2题 凸轮机构中为什么要求从动件运动规律在行程起止处连续？等速运动为何只适用于低速场合？ 五、综合应用题（共10分） 某自动化机械中，需要设计一个凸轮机构，技术要求如下： - 从动件最大升程 h=25mm - 推程运动角 δ₀=90° - 远休止角 δₛ=30° - 回程运动角 δ₀'=120° - 凸轮转速 n=120r/min - 要求中速运行，冲击尽量小 （1）计算近休止角 δₛ'；（2分） （2）根据速度要求，推荐从动件的运动规律（等速/等加速减速/简谐），并说明理由；（2分） （3）计算从动件完成一次完整推程-回程循环所需时间；（3分） （4）若要减小压力角，应如何调整凸轮参数？（3分） *本卷完　请检查作答情况* *本卷完　请认真检查作答情况* 原创精品资源学科网独家享有版权， 学科网（北京）股份有限公司 $ 《机械基础》45分钟专业模拟卷 江苏省（职教高考）机电类（解析版） 第07卷【新考纲】 考试范围：平面连杆机构 · 凸轮机构 · 综合设计 总分：100分　时间：45分钟 一、单项选择题（每题2分，共40分）（每题2分，共40分） 1. 铰链四杆机构中，连杆是指（　　）。 A. 与机架相连的杆 B. 不直接与机架相连的杆 C. 主动件 D. 从动件 【答案】B 【解析】铰链四杆机构中，与机架直接用铰链相连的杆叫连架杆；不直接与机架相连的那一杆叫连杆（也叫浮杆）。 2. 曲柄存在的充分必要条件包括（　　）。 A. 只需最短杆与最长杆之和小于其余两杆之和 B. 需满足格拉肖夫定理，且最短杆为连架杆或机架 C. 所有杆等长即可 D. 只需主动杆能整周转动 【答案】B 【解析】曲柄存在的充要条件（格拉肖夫定理）：①最短杆与最长杆之和≤其余两杆之和；②最短杆为连架杆（→曲柄摇杆机构）或最短杆为机架（→双曲柄机构）。 3. 双摇杆机构中，机架是（　　）。 A. 最短杆 B. 最长杆的对面杆 C. 最短杆的对面杆（即最长杆与最短杆之和≤其余两杆之和，最短杆的对杆为机架） D. 任意杆 【答案】C 【解析】满足格拉肖夫定理时，以最短杆的对面杆（最长或等长杆的对边）为机架，则得到双摇杆机构。 4. 曲柄摇杆机构中，急回运动的含义是（　　）。 A. 摇杆来回速度不同，工作行程慢，回程快 B. 摇杆来回速度相同 C. 曲柄转速不匀 D. 只在高速时出现 【答案】A 【解析】急回运动：曲柄匀速转动，摇杆工作行程（慢）和回程（快）速度不同。利用急回特性可提高生产效率（快速回程，减少空行程时间）。 5. 铰链四杆机构的极位夹角θ越大，则（　　）。 A. 急回特性越不明显 B. 急回特性越明显，行程速比系数K越大 C. 急回特性与θ无关 D. 摇杆摆角越小 【答案】B 【解析】K = (180°+θ)/(180°-θ)，θ越大，K越大，急回特性越明显。 6. 曲柄滑块机构中，偏置曲柄滑块与对心曲柄滑块的区别在于（　　）。 A. 有无急回特性 B. 曲柄长度不同 C. 连杆长度不同 D. 滑块行程不同 【答案】A 【解析】对心曲柄滑块（导路过曲柄中心）：无急回特性，K=1；偏置曲柄滑块（导路偏置）：有急回特性，K>1。 7. 凸轮机构按凸轮形状分类，最常用的是（　　）。 A. 端面凸轮 B. 圆柱凸轮 C. 盘形凸轮 D. 移动凸轮 【答案】C 【解析】盘形凸轮结构简单、加工方便，是最常用的凸轮类型，适用于各种从动件形式。 8. 凸轮机构的压力角是指（　　）。 A. 凸轮转过的角度 B. 从动件运动方向与接触点处公法线方向之间的夹角 C. 凸轮轮廓曲线的切线方向角 D. 从动件与机架的夹角 【答案】B 【解析】压力角α：凸轮对从动件作用力的方向（公法线方向）与从动件运动方向之间的夹角。压力角越大，对从动件运动的侧向分力越大，越不利于传动。 9. 凸轮机构中，压力角越大，则（　　）。 A. 传力越有利 B. 自锁可能性越小 C. 传力越不利，自锁可能性越大 D. 对传力没有影响 【答案】C 【解析】压力角大→传力方向与运动方向夹角大→有效分力小，侧向力大→传力不利，甚至产生自锁（卡死）。设计要求：推程压力角α≤30°~45°。 10. 从动件做等速运动（匀速运动）时，刚性冲击发生在（　　）。 A. 运动过程中 B. 推程开始和结束瞬间 C. 推程中点位置 D. 不会产生冲击 【答案】B 【解析】等速运动：速度突然从0变为v（推程开始），或从v变为0（推程结束），加速度在瞬间变为无穷大，产生无穷大的惯性力，即刚性冲击。 11. 从动件做简谐运动（余弦加速度运动）时，其特点是（　　）。 A. 存在刚性冲击 B. 存在柔性冲击 C. 无冲击，适于任意速度 D. 冲击最大 【答案】B 【解析】简谐运动（余弦加速度）：加速度连续，但在两端处加速度存在突变（有限值跳变），产生柔性冲击，适于中速。 12. 凸轮机构中，减小压力角的方法是（　　）。 A. 减小基圆半径 B. 增大基圆半径 C. 减小从动件行程 D. 增大凸轮转速 【答案】B 【解析】增大基圆半径→凸轮轮廓变得更平缓→压力角减小→传力更好。但基圆增大会使凸轮整体尺寸增大。 13. 平底从动件的优点是（　　）。 A. 能传递复杂运动 B. 承载能力最强 C. 受力好，效率高（压力角恒为零） D. 适用于任何凸轮形状 【答案】C 【解析】平底从动件与凸轮接触处，接触力始终垂直于平底面（即垂直于从动件运动方向），压力角恒为零，受力最好，传动效率最高。但不适于内凹轮廓。 14. 铰链四杆机构中，能实现"从动件在两端停歇"效果的机构类型是（　　）。 A. 曲柄摇杆机构（利用死点） B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】A 【解析】曲柄摇杆机构以摇杆为主动件时，死点位置（曲柄与连杆共线）时从动件（曲柄）停止，可用于夹紧装置，利用死点位置实现"停歇"和自锁。 15. 凸轮的基圆是指（　　）。 A. 以凸轮轮廓最高点为半径的圆 B. 以凸轮轮廓最低点（最小向径）为半径的圆 C. 以凸轮旋转中心到从动件导路的距离为半径的圆 D. 凸轮的分度圆 【答案】B 【解析】基圆半径r₀ = 凸轮轮廓的最小向径（最低点到旋转中心的距离）。基圆是凸轮设计的基准圆。 16. 曲柄摇杆机构工作时，以曲柄为原动件，则（　　）。 A. 存在死点 B. 不存在死点（死点只在以摇杆为原动件时存在） C. 始终有死点 D. 只在低速时存在死点 【答案】B 【解析】以曲柄为原动件时，连杆方向和运动已确定，不会出现曲柄不能转动的情况，故不存在死点。死点只在以摇杆（从动件）为原动件时出现。 17. 铰链四杆机构中，各杆长度为：a=50mm，b=120mm，c=80mm，d=100mm（d为机架），判断该机构类型（　　）。 A. 双曲柄机构 B. 曲柄摇杆机构 C. 双摇杆机构 D. 无法确定 【答案】B 【解析】验证：最短杆a=50mm，最长杆b=120mm，50+120=170mm；其余两杆c+d=80+100=180mm。170≤180，满足格拉肖夫定理。最短杆a为连架杆（与机架d相邻），故为**曲柄摇杆机构**（a为曲柄）。 18. 从动件运动规律采用等加速等减速运动时，与等速运动相比（　　）。 A. 冲击更大 B. 冲击更小（柔性冲击，适于中速） C. 冲击相同 D. 无冲击 【答案】B 【解析】等加速等减速（抛物线）运动：加速度在端点处有突变（但为有限值），产生柔性冲击，比等速运动的刚性冲击小，适于中速场合。 19. 在铰链四杆机构中，行程速比系数 K=1.5 时，极位夹角θ为（　　）。 A. 30° B. 45° C. 36° D. 60° 【答案】A 【解析】K = (180°+θ)/(180°-θ) = 1.5，解方程：180°+θ = 1.5×(180°-θ)，θ = 180°×0.5/2.5 = 36°。 20. 凸轮机构的回程运动角是指（　　）。 A. 凸轮转过360°对应的角 B. 从动件从最高点回到最低点时，凸轮转过的角度 C. 从动件停在最低点时，凸轮转过的角度 D. 从动件上升过程对应的凸轮转角 【答案】B 【解析】凸轮的四个运动角：推程运动角（δ₀）、远休止角（δₛ）、回程运动角（δ₀'）、近休止角（δₛ'），四者之和=360°。回程运动角对应从动件从最高点返回最低点过程。 二、填空题答案 1. 铰链四杆机构由4个铰链连接而成，其中一个构件固定为机架。 【解析】铰链四杆机构：4个构件、4个转动副（铰链）、1个固定件（机架）。 2. 格拉肖夫定理：最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆之和。 【解析】这是存在曲柄的必要条件，还需要满足最短杆的位置条件才确定类型。 3. K = (180°+θ)/(180°-θ)。 【解析】K>1表示有急回特性；K=1表示无急回特性（对心曲柄滑块机构等）。 4. 按运动形式分为移动（直动）从动件和摆动（转动）从动件两大类。 【解析】直动从动件做直线往复运动；摆动从动件绕固定点摆动。 5. 凸轮机构由凸轮、从动件（滚子/尖顶/平底）和机架组成；凸轮与从动件构成高副（点或线接触）。 6. 等速运动产生刚性冲击；等加速等减速运动产生柔性冲击；简谐运动在两端产生柔性冲击。 【解析】刚性冲击：加速度为无穷大；柔性冲击：加速度有限但有突变。 7. 曲柄摇杆机构将连续旋转运动转换为往复摆动运动。 【解析】典型应用：缝纫机踏板机构（手摇→脚踏→往复→旋转）、雷达天线扫描等。 8. 四个运动阶段对应角度：推程运动角（δ₀）、远休止角（δₛ）、回程运动角（δ₀'）、近休止角（δₛ'）。 三、计算题答案 第1题 一铰链四杆机构各杆尺寸：曲柄 AB=30mm（A为固定铰），连杆 BC=80mm，摇杆 CD=60mm（D为固定铰），机架 AD=100mm。 【答案】 （1）验证格拉肖夫定理： 最短杆：AB = 30mm；最长杆：BC = 80mm（需比较所有杆） 实际比较：AB=30, BC=80, CD=60, AD=100，最长杆=AD=100mm，最短杆=AB=30mm 30+100=130mm；BC+CD=80+60=140mm 130 ≤ 140，满足格拉肖夫定理，存在曲柄。 （2）最短杆AB为连架杆（与机架AD相邻），为曲柄摇杆机构，AB为曲柄，CD为摇杆。 （3）摇杆CD的最大摆角： - 极限位置1（曲柄与连杆拉伸共线）：AC₁ = AB+BC = 30+80 = 110mm - 极限位置2（曲柄与连杆折叠共线）：AC₂ = BC-AB = 80-30 = 50mm 利用余弦定理求CD在两极限位置的角度，即可得摆角（具体计算略，给出方法即可得分）。 第2题 一盘形凸轮机构，凸轮以 n=90r/min 匀速转动，推程运动角 δ₀=120°，远休止角 δₛ=30°，回程运动角 δ₀'=150°，求： 【答案】 （1）凸轮转一圈时间： （2）完成推程时间： （3）在最高点停留时间（远休止）： （4）近休止角： 四、简答题答案 第1题 列表比较铰链四杆机构三种基本类型（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）的特征和典型应用。 | 类型 | 曲柄摇杆机构 | 双曲柄机构 | 双摇杆机构 | |------|------------|-----------|-----------| | 两连架杆 | 一个曲柄+一个摇杆 | 两个都是曲柄 | 两个都是摇杆 | | 格拉肖夫条件 | 满足，最短杆为连架杆 | 满足，最短杆为机架 | 满足，最短杆为连杆；或不满足 | | 主要特征 | 旋转→摆动，有急回 | 两端都连续旋转 | 两端都摆动 | | 典型应用 | 缝纫机、颚式破碎机 | 惯性筛、电风扇摆头 | 飞机起落架、鹤式起重机 | 第2题 凸轮机构中为什么要求从动件运动规律在行程起止处连续？等速运动为何只适用于低速场合？ 【答案】 必须连续的原因：机构高速运转时，从动件具有质量，若运动突然变化（加速度无穷大），会产生无穷大的惯性力，导致机构剧烈振动和冲击损坏。因此运动规律在推程起止处要求速度和加速度尽量连续。 等速运动只适于低速的原因：等速运动在推程起始和结束瞬间，速度从0突变为v（或反之），理论上加速度为无穷大，产生刚性冲击。刚性冲击产生的冲击力与速度突变量和质量成正比，速度越高冲击力越大，会严重损坏机构。因此等速运动只适于低速、轻载场合（如轻型仪器凸轮）。 五、综合应用题答案 【答案】 （1）近休止角： （2）推荐运动规律：推荐简谐运动（余弦加速度）或等加速等减速运动。 理由：题目要求"中速运行，冲击尽量小"。等速运动产生刚性冲击，不适合中速；简谐运动只有柔性冲击（两端加速度有限跳变），适于中速；若要求更高可采用正弦加速度运动（无冲击）。 （3）推程-回程循环时间： 推程时间： 远休止时间： 回程时间： 推程+回程循环时间 = （4）减小压力角的措施： ① 增大基圆半径r₀：基圆越大，凸轮轮廓越平缓，压力角越小（最有效方法，但凸轮尺寸增大）； ② 减小从动件的升程h：升程越小，轮廓变化越平缓； ③ 增大推程运动角δ₀：在相同升程下，推程角越大，每度转角内的升程越小，压力角越小； ④ 将滚子从动件改为平底从动件：平底从动件压力角恒为零（但有适用范围限制）。 *本卷完* *本卷完　请认真检查作答情况* 原创精品资源学科网独家享有版权， 学科网（北京）股份有限公司 $