第28练 平面四杆机构 江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第28练，内容涵盖5-2 平面四杆机构。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第28练 模块5 常用机构 第2节 平面四杆机构 一、单项选择题 1．牛头刨床的进给机构中采用了曲柄摇杆机构，曲柄作整周回转运动，通过连杆带动摇杆在一定角度范围内往复摆动。该机构中不能作整周回转的构件是（ ） A．曲柄 B．摇杆 C．连杆 D．机架 【答案】B 【解析】曲柄摇杆机构中，曲柄（最短杆之一）可作整周回转，摇杆仅在一定角度内往复摆动不能整周回转，连杆作平面复合运动。判断依据：满足曲柄存在条件取最短杆为连架杆→曲柄摇杆机构，另一个连架杆为摇杆。 2．铰链四杆机构满足曲柄存在条件（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和）时，若以最短杆为机架，则该机构为（ ） A．曲柄摇杆机构 B．双摇杆机构 C．导杆机构 D．双曲柄机构 【答案】D 【解析】满足条件时：最短杆为连架杆→曲柄摇杆机构；最短杆为机架→双曲柄机构（两连架杆均可整周回转）；最短杆为连杆→双摇杆机构（两连架杆均不能整周回转）。（2）不满足条件时无论取哪根杆为机架均为双摇杆机构。 3．牛头刨床的切削行程（工作行程）速度较慢而返回行程速度较快以提高工作效率。实现这种急回运动特性的机构要素是（ ） A．曲柄长度大于摇杆长度 B．连杆长度大于曲柄长度 C．极位夹角大于零 D．摇杆的摆角大于90° 【答案】C 【解析】急回特性产生的条件是极位夹角θ大于零。曲柄摇杆机构中当曲柄与连杆两次共线时摇杆处于两个极限位置，曲柄在两极限位置之间转过的角度一个为180°+θ、另一个为180°-θ，工作时对应时间不等——转过较大角度的行程速度慢（工作行程），转过较小角度的行程速度快（返回行程）。行程速比系数K=(180°+θ)/(180°-θ)。 4．在曲柄摇杆机构中，当摇杆为原动件且曲柄与连杆处于共线位置时，摇杆施加的力通过曲柄的转动中心，无法驱动曲柄转动，机构被卡死。这个位置称为（ ） A．死点位置 B．极限位置 C．平衡位置 D．自锁位置 【答案】A 【解析】死点出现在以摇杆为原动件时，曲柄与连杆共线的位置。此时摇杆施加给连杆的力通过曲柄转动中心，力矩为零无法驱动曲柄。克服死点的方法：利用飞轮的惯性冲过死点（如缝纫机踏板机构）、采用多组机构错位排列（如机车车轮联动机构）使各组机构的死点相互错开。 5．在设计曲柄滑块机构时，为保证曲柄能整周回转，需要满足的几何条件是（ ） A．连杆长度大于曲柄长度 B．偏距大于曲柄长度 C．曲柄长度小于或等于连杆长度与偏距之差 D．滑块行程等于2倍曲柄长度 【答案】C 【解析】曲柄滑块机构中曲柄能整周回转的条件：对心曲柄滑块机构（偏距e=0）只需曲柄长度小于等于连杆长度。对偏置曲柄滑块机构需曲柄长度小于等于连杆长度减去偏距。 6. 四杆机构中，传动角γ越接近___传动性能越好（ ） A．0° B．90° C．180° D．45° 【答案】B 【解析】传动角γ=90°时传力效果最佳（有效分力最大）。通常要求最小传动角γ_min≥40°-50°，以保证机构良好的传力性能。 二、填空题 7．铰链四杆机构按两连架杆的运动形式分为三种基本类型：两连架杆均不能整周回转的____机构、一个连架杆能整周回转另一个不能的____机构、以及两连架杆均能整周回转的____机构。其中存在曲柄的几何条件是____杆与____杆长度之和____其余两杆长度之和。 【答案】双摇杆；曲柄摇杆；双曲柄；最短；最长；小于或等于 【解析】铰链四杆机构是平面连杆机构的基础型式，其他四杆机构（曲柄滑块、导杆机构等）均可通过演化得到。曲柄存在条件是判断机构类型的首要依据——先判断是否满足长度条件，再根据机架选取确定类型。 8．平面四杆机构的急回特性用____系数K表示，K等于____。K____时机构具有急回特性。____机构的极位夹角θ为零，____急回特性。牛头刨床利用急回特性使____行程速度慢、____行程速度快。 【答案】行程速比；；大于1；对心曲柄滑块；无（不具）；工作；返回 【解析】急回特性在机械中广泛利用：工作行程慢（保证加工质量）、空回行程快（提高效率）。不是所有四杆机构都有急回特性——对心曲柄滑块机构和极位夹角为零的机构无急回，空回和工作行程时间相等。 三、问答题 9．铰链四杆机构有三种基本类型。请回答：（1）写出曲柄存在的两个条件。（2）在满足条件一时，如何根据机架的选取判断机构类型？（3）若不满足条件一，机构是什么类型？此时能否通过改变哪个杆为机架来获得曲柄？ 【答案】（1）曲柄存在的两个条件——条件一：最短杆与最长杆长度之和≤其余两杆长度之和；条件二：最短杆或其相邻杆之一为机架（即最短杆不能为连杆）。两个条件缺一不可。（2）满足条件一时依据机架判断：取最短杆的相邻杆为机架→曲柄摇杆机构（最短杆为连架杆即曲柄，另一连架杆为摇杆）；取最短杆为机架→双曲柄机构（两连架杆与机架相连的两根杆均为最短杆的相邻杆均可整周回转）；取最短杆相对的杆（即与最短杆不直接相连的杆）为机架→双摇杆机构（最短杆为连杆不能整周回转两个连架杆均为摇杆）。（3）不满足条件一时无论取哪根杆为机架均为双摇杆机构，且两连架杆均只能往复摆动不能整周回转。此时机构中不存在曲柄，无法通过改变机架来获得曲柄——必须改变各杆长度使之满足条件一方可出现曲柄。 【解析】曲柄存在条件是平面四杆机构最核心的判断准则。条件一是杆长关系决定是否存在可整周回转的杆；条件二是机架选取决定哪个杆成为曲柄。两个条件共同作用决定了机构类型和运动特性。 四、计算题 10．一对心曲柄滑块机构，曲柄长度r=100mm，连杆长度l=300mm。曲柄作等速回转，转速n=120r/min。试求：（1）滑块的行程H；（2）判断该机构是否具有急回特性，说明原因；（3）若改为偏距e=50mm的偏置曲柄滑块机构，曲柄需要满足什么条件才能整周回转？ 【答案】（1）对心曲柄滑块机构滑块的行程H等于2倍的曲柄长度：H=2r=2×100=200mm。滑块往复一次曲柄转过360°，滑块单向行程曲柄转过180°。（2）对心曲柄滑块机构无急回特性。原因：偏距e=0，极位夹角θ=0。曲柄在滑块两个极限位置之间转过的角度均为180°，对应滑块往返行程时间相等，行程速比系数K=1。（3）偏置曲柄滑块机构中曲柄整周回转的条件为：曲柄长度r≤连杆长度l-偏距e。即r≤l-e=300-50=250mm。本题r=100mm满足条件，曲柄可整周回转。若不满足则机构中存在死点位置，曲柄不能整周回转变为摇杆滑块机构。 【解析】曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构摇杆长度趋于无穷大的演化结果。对心式（e=0）极位夹角为零无急回；偏置式（e>0）极位夹角大于零有急回特性。偏距e越大急回越显著但曲柄整周回转条件越苛刻。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第28练，内容涵盖5-2 平面四杆机构。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第28练 模块5 常用机构 第2节 平面四杆机构 一、单项选择题 1．牛头刨床的进给机构中采用了曲柄摇杆机构，曲柄作整周回转运动，通过连杆带动摇杆在一定角度范围内往复摆动。该机构中不能作整周回转的构件是（ ） A．曲柄 B．摇杆 C．连杆 D．机架 2．铰链四杆机构满足曲柄存在条件（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和）时，若以最短杆为机架，则该机构为（ ） A．曲柄摇杆机构 B．双摇杆机构 C．导杆机构 D．双曲柄机构 3．牛头刨床的切削行程（工作行程）速度较慢而返回行程速度较快以提高工作效率。实现这种急回运动特性的机构要素是（ ） A．曲柄长度大于摇杆长度 B．连杆长度大于曲柄长度 C．极位夹角大于零 D．摇杆的摆角大于90° 4．在曲柄摇杆机构中，当摇杆为原动件且曲柄与连杆处于共线位置时，摇杆施加的力通过曲柄的转动中心，无法驱动曲柄转动，机构被卡死。这个位置称为（ ） A．死点位置 B．极限位置 C．平衡位置 D．自锁位置 5．在设计曲柄滑块机构时，为保证曲柄能整周回转，需要满足的几何条件是（ ） A．连杆长度大于曲柄长度 B．偏距大于曲柄长度 C．曲柄长度小于或等于连杆长度与偏距之差 D．滑块行程等于2倍曲柄长度 6. 四杆机构中，传动角γ越接近___传动性能越好（ ） A．0° B．90° C．180° D．45° 二、填空题 7．铰链四杆机构按两连架杆的运动形式分为三种基本类型：两连架杆均不能整周回转的____机构、一个连架杆能整周回转另一个不能的____机构、以及两连架杆均能整周回转的____机构。其中存在曲柄的几何条件是____杆与____杆长度之和____其余两杆长度之和。 8．平面四杆机构的急回特性用____系数K表示，K等于____。K____时机构具有急回特性。____机构的极位夹角θ为零，____急回特性。牛头刨床利用急回特性使____行程速度慢、____行程速度快。 三、问答题 9．铰链四杆机构有三种基本类型。请回答：（1）写出曲柄存在的两个条件。（2）在满足条件一时，如何根据机架的选取判断机构类型？（3）若不满足条件一，机构是什么类型？此时能否通过改变哪个杆为机架来获得曲柄？ 四、计算题 10．一对心曲柄滑块机构，曲柄长度r=100mm，连杆长度l=300mm。曲柄作等速回转，转速n=120r/min。试求：（1）滑块的行程H；（2）判断该机构是否具有急回特性，说明原因；（3）若改为偏距e=50mm的偏置曲柄滑块机构，曲柄需要满足什么条件才能整周回转？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $