第11卷 常用机构（上）——运动副与平面四杆机构基本 山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第11卷 常用机构（上）——运动副与平面四杆机构基本 单元过关卷《机械基础》电气技术类 时间：60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，每题3分，共60分） 1. 机构中自由度为零时，意味着机构处于什么状态？（ ） A. 完全静止 B. 匀速运动 C. 加速运动 D. 减速运动 2. 铰链四杆机构中固定不动构件是（ ） A. 摇杆 B. 连杆 C. 曲柄 D. 机架 3. 下图为草地洒水器机构示意图，其中 A、B、C、D均为铰链连接，已知 BC杆长度为80cm，CD杆长度为 100cm，机架 AD长度为 120cm，则 AB杆长度的取值范围为（ ） A. 60cm≤AB≤140cm B. 60cm≤AB≤100cm C. 0 <AB≤60cm D. 0<AB≤100cm 4. 在平面连杆机构中，如果连杆的长度增加，对机构的运动会产生什么影响（ ） A. 速度增加 B. 运动范围增加 C. 加速度增加 D. 运动角度增加 5. 对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数（ ）时，机构有急回特性。 A. K>0 B. K>1 C. K<1 D. K=1 6. 以下机构中，不可能具有急回特性的是（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 偏置曲柄滑块机构 C. 摆动导杆机构 D. 双曲柄机构 7. 下图所示铰链四杆机构,AB杆长为55 mm,BC杆长为70 mm,CD杆长为85 mm,AD杆长为95mm,如该机构为曲柄摇杆机构,则机架为( ) A. 仅AB杆 B. BC杆或AD杆 C. 仅BC杆 D. AB杆或AD杆 8. 在一个平面四杆机构中，若要使两连架杆的摆角范围尽可能大，同时又要保证机构具有一定的运动稳定性，以下哪种机构及相应的机架选择较合适（ ） A. 双曲柄机构，取最短杆为机架 B. 双摇杆机构，取最长杆为机架 C. 曲柄摇杆机构，取最短杆为机架 D. 曲柄摇杆机构，取最短杆的相邻杆为机架 9. 在铰链四杆机构中，三种基本形式的根本区别是（ ） A. 摇杆 B. 连架杆 C. 机架 D. 曲柄 10. 图示铰链机构，a=120mm，b=200mm，c=280mm，若要得到曲柄摇杆机构，机架长度d的取值范围为（ ） A. 120≤d≤200 B. 200≤d≤360 C. 200≤d≤320 D. 200≤d≤400 11. 在实际应用中，______采用了机构的急回特性。（ ） A. 牛头刨床的主运动 B. 牛头刨床的进给运动 C. 飞机起落架 D. 缝纫机踏板机构 12. 曲柄摇杆机构中，若摇杆的行程速比系数K=1.2，则极位夹角θ为（ ） A. 15° B. 20° C. 25° D. 30° 13. 反向双曲柄机构常用于（ ） A. 实现两部件的同步反向转动 B. 实现两部件的同步同向转动 C. 实现部件的变速转动 D. 实现部件的间歇转动 14. 如下图为双曲柄机构，AD为机架，AB的值为（ ） A. lAB≤20 mm B. 120 mm＜lAB＜220 mm C. 20 mm＜lAB＜80 mm D. 80 mm≤lAB≤120 mm 15. 下列消除机构“死点”的方法中，不正确的是（ ） A. 利用飞轮装置 B. 利用杆件自身质量 C. 采用多组机构错排 D. 改换机构的主动件 16. 电风扇摆头装置采用了 （ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 平行双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 反向平行双曲柄机构 17. 在曲柄摇杆机构中，当行程速度变化系数_____时，曲柄摇杆机构才具有急回特性。（ ） A. K=0 B. K=1 C. K>1 D. K<1 18. 曲柄摇杆机构中，当以曲柄为主动件时，摇杆的工作行程是指（ ） A. 摇杆从一个极限位置摆到另一个极限位置的过程 B. 摇杆从远离曲柄的极限位置摆向靠近曲柄的极限位置的过程 C. 摇杆从靠近曲柄的极限位置摆向远离曲柄的极限位置的过程 D. 以上说法都不对 19. 反向双曲柄机构在车门启闭机构中的作用是（ ） A. 使车门开启和关闭更省力 B. 使车门开启和关闭速度更快 C. 实现车门的反向开启和关闭 D. 保证车门开启和关闭的稳定性 20. 缝纫机的踏板机构是以______为主动件的曲柄摇杆机构（ ） A. 曲柄 B. 连杆 C. 摇杆 D. 导杆 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 平面运动副的最大约束为2，最小约束为1。（ ） 22. 平面机构的自由度与构件的形状和尺寸有关。（ ） 23. 压力角越大，有效动力就越大，机构动力传递性越好，效率越高。（ ） 24. 在四杆机构中，曲柄的极位夹角越大，机构的急回特性也越显著（ ） 25. 汽车前窗刮水器机构是双摇杆机构。（ ） 26. 行程速比系数是描述急回特性运动快慢的参数。（ ） 27. 在铰链四杆机构中，传动角越大，机构的传动性能越好。（ ） 28. 铰链四杆机构类型的判定依据其运动速度的大小。 （ ） 29. 对于铰链四杆机构，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，且以最长杆为连架杆，一定是双摇杆机构。（ ） 30. 曲柄摇杆机构中，摇杆的摆动角度越大，机构的急回特性越明显。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述平面运动副的分类及各类的特点。 32. 平面四杆机构中的哪些机构具有急回特性？哪些机构具有“死点”位置？试各列举二种机构。 33. 描述一下四杆机构的基本类型及其特点。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 图示铰链四杆机构，各杆长度分别为，，，。（1）以为机架，该机构是什么机构？（2）以为机架，该机构是什么机构？ 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第11卷 常用机构（上）——运动副与平面四杆机构基本 单元过关卷《机械基础》电气技术类 时间：60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，每题3分，共60分） 1. 机构中自由度为零时，意味着机构处于什么状态？（ ） A. 完全静止 B. 匀速运动 C. 加速运动 D. 减速运动 【答案】A 【解析】当机构自由度为零时，所有构件都受到足够的约束，机构处于完全静止状态。 2. 铰链四杆机构中固定不动构件是（ ） A. 摇杆 B. 连杆 C. 曲柄 D. 机架 【答案】D 【解析】铰链四杆机构由机架、连架杆和连杆组成。其中固定不动的杆件称为机架，其他构件相对于机架运动。因此应选C。 3. 下图为草地洒水器机构示意图，其中 A、B、C、D均为铰链连接，已知 BC杆长度为80cm，CD杆长度为 100cm，机架 AD长度为 120cm，则 AB杆长度的取值范围为（ ） A. 60cm≤AB≤140cm B. 60cm≤AB≤100cm C. 0 <AB≤60cm D. 0<AB≤100cm 【答案】C 【解析】知识点一：草地洒水器机构为曲柄摇杆机构；知识点二：根据曲柄摇杆机构的条件：最短杆+最长杆 ≤其余两杆之和；且最短杆为（连架杆）时，构成曲柄摇杆机构。如图所示。杆AB为曲柄。故四杆中AB为最短杆，必须满足条件：0＜AB＜80；最长杆为AD；再根据杆长条件：最短杆+最长杆 ≤其余两杆之和；AB+AD≤BC+CD;代入数据，可得AB≤60。 4. 在平面连杆机构中，如果连杆的长度增加，对机构的运动会产生什么影响（ ） A. 速度增加 B. 运动范围增加 C. 加速度增加 D. 运动角度增加 【答案】B 【解析】如果连杆的长度增加，机构的运动范围会增加。 5. 对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数（ ）时，机构有急回特性。 A. K>0 B. K>1 C. K<1 D. K=1 【答案】B 【解析】行程速比系数K等于从动件快行程平均速度与慢行程平均速度之比。具有急回特性时，快行程时间短、平均速度大，因此K>1；K=1时没有急回特性。因此应选B。 6. 以下机构中，不可能具有急回特性的是（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 偏置曲柄滑块机构 C. 摆动导杆机构 D. 双曲柄机构 【答案】D 【解析】曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构均可因存在偏置或极位夹角而产生急回特性。双曲柄机构的主动曲柄和从动曲柄均作整周转动，通常不存在这种由两极位产生的急回特性。因此应选D。 7. 下图所示铰链四杆机构,AB杆长为55 mm,BC杆长为70 mm,CD杆长为85 mm,AD杆长为95mm,如该机构为曲柄摇杆机构,则机架为( ) A. 仅AB杆 B. BC杆或AD杆 C. 仅BC杆 D. AB杆或AD杆 【答案】B 【解析】曲柄摇杆机构存在的条件为最长杆与最短杆之和小于等于其余两杆长度之和，最短杆的相邻杆为机架，故BC杆和AD杆都可以。 8. 在一个平面四杆机构中，若要使两连架杆的摆角范围尽可能大，同时又要保证机构具有一定的运动稳定性，以下哪种机构及相应的机架选择较合适（ ） A. 双曲柄机构，取最短杆为机架 B. 双摇杆机构，取最长杆为机架 C. 曲柄摇杆机构，取最短杆为机架 D. 曲柄摇杆机构，取最短杆的相邻杆为机架 【答案】D 【解析】曲柄摇杆机构中取最短杆相邻杆为机架时，摇杆可获得相对较大摆角范围，且其运动相对稳定，能较好满足要求。双曲柄机构重点在整周转动，摆角不是其优势体现。双摇杆机构取最长杆为机架不符合摆角和稳定性综合需求，所以选C。 9. 在铰链四杆机构中，三种基本形式的根本区别是（ ） A. 摇杆 B. 连架杆 C. 机架 D. 曲柄 【答案】D 【解析】三种基本形式取决于两连架杆中曲柄的数目：一曲柄一摇杆、双曲柄或双摇杆，根本区别在于曲柄。 10. 图示铰链机构，a=120mm，b=200mm，c=280mm，若要得到曲柄摇杆机构，机架长度d的取值范围为（ ） A. 120≤d≤200 B. 200≤d≤360 C. 200≤d≤320 D. 200≤d≤400 【答案】B 【解析】四杆机构要满足曲柄摇杆机构的存在条件，首先应满足格拉霍夫条件：最短杆与最长杆长度之和不大于另外两杆长度之和。已知最短杆a=120mm，最长固定杆件可能为c=280mm或d，因此有120+280≤200+d，得d≥200mm。当d≥280mm时，d为最长杆，还需满足120+d≤200+280，得d≤360mm。综合得200≤d≤360mm，因此应选C。 11. 在实际应用中，______采用了机构的急回特性。（ ） A. 牛头刨床的主运动 B. 牛头刨床的进给运动 C. 飞机起落架 D. 缝纫机踏板机构 【答案】A 【解析】B.牛头刨床的进给运动中曲柄摇杆机构之后是棘轮机构，单向传递动力，无急回特性。 C.飞机起落架利用死点特性。 D.缝纫机踏板机构是摇杆为主动件，曲柄为从动件的曲柄摇杆机构，无急回特性。 12. 曲柄摇杆机构中，若摇杆的行程速比系数K=1.2，则极位夹角θ为（ ） A. 15° B. 20° C. 25° D. 30° 【答案】A 【解析】由公式θ=180，将K=1.2代入可得θ=180=180≈15°，所以选A。 13. 反向双曲柄机构常用于（ ） A. 实现两部件的同步反向转动 B. 实现两部件的同步同向转动 C. 实现部件的变速转动 D. 实现部件的间歇转动 【答案】A 【解析】反向双曲柄机构的特点是两曲柄回转方向相反，常用于实现两部件的同步反向转动，如车门启闭机构，所以选A。 14. 如下图为双曲柄机构，AD为机架，AB的值为（ ） A. lAB≤20 mm B. 120 mm＜lAB＜220 mm C. 20 mm＜lAB＜80 mm D. 80 mm≤lAB≤120 mm 【答案】D 【解析】根据图示各杆长度关系，应用格拉霍夫条件及双曲柄机构的类型判定条件进行校核。当AD为机架且图示杆长满足相应不等式时，要使其成为双曲柄机构，AB的长度应满足80mm≤lAB≤120mm。因此应选D。 15. 下列消除机构“死点”的方法中，不正确的是（ ） A. 利用飞轮装置 B. 利用杆件自身质量 C. 采用多组机构错排 D. 改换机构的主动件 【答案】D 【解析】改换主动件不能消除死点，只是改变了死点出现的位置。利用飞轮装置、杆件自身质量和多组机构错排可借助惯性或改变力的作用方式使机构顺利通过死点，所以选D。 16. 电风扇摆头装置采用了 （ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 平行双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 反向平行双曲柄机构 【答案】C 【解析】电风扇摆头装置工作时，相关摆动构件作往复摆动，机构中没有两个构件同时作连续整周转动，属于双摇杆机构。因此应选C。 17. 在曲柄摇杆机构中，当行程速度变化系数_____时，曲柄摇杆机构才具有急回特性。（ ） A. K=0 B. K=1 C. K>1 D. K<1 【答案】C 【解析】曲柄摇杆机构具有急回特性时，工作行程和空回行程所需时间不同，快行程的平均速度大于慢行程的平均速度，所以行程速度变化系数K>1。K=1表示无急回特性。因此应选C。 18. 曲柄摇杆机构中，当以曲柄为主动件时，摇杆的工作行程是指（ ） A. 摇杆从一个极限位置摆到另一个极限位置的过程 B. 摇杆从远离曲柄的极限位置摆向靠近曲柄的极限位置的过程 C. 摇杆从靠近曲柄的极限位置摆向远离曲柄的极限位置的过程 D. 以上说法都不对 【答案】C 【解析】以曲柄为主动件时，摇杆从靠近曲柄的极限位置摆向远离曲柄的极限位置是工作行程，反之为空回行程，所以选C。 19. 反向双曲柄机构在车门启闭机构中的作用是（ ） A. 使车门开启和关闭更省力 B. 使车门开启和关闭速度更快 C. 实现车门的反向开启和关闭 D. 保证车门开启和关闭的稳定性 【答案】C 【解析】反向双曲柄机构能使两车门实现反向开启和关闭，满足车门启闭的功能需求，与省力、速度和稳定性关系不大，所以选C。 20. 缝纫机的踏板机构是以______为主动件的曲柄摇杆机构（ ） A. 曲柄 B. 连杆 C. 摇杆 D. 导杆 【答案】C 【解析】缝纫机的踏板机构是以摇杆（脚踏板）为主动件的曲柄摇杆机构 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 平面运动副的最大约束为2，最小约束为1。（ ） 【答案】正确 【解析】平面运动副的最大约束数为2，这是因为平面物体最多可以有三个自由度（通常是沿x、y轴的移动和绕z轴的旋转），但要形成一个稳定的约束，通常需要两个约束。例如，通过两个点确定一条直线，或者通过两个相互垂直的直线确定一个平面，从而实现对物体的定位。因此，最大约束数为2。最小约束数为1，这是因为即使只有一个约束（如一个固定的支点），物体也可以在平面上进行一定的移动，但这个约束已经限制了物体的一部分自由度。 22. 平面机构的自由度与构件的形状和尺寸有关。（ ） 【答案】错误 【解析】平面机构的自由度与构件的形状和尺寸无关，而与构件的数量和类型有关。 23. 压力角越大，有效动力就越大，机构动力传递性越好，效率越高。（ ） 【答案】错误 【解析】压力角越大，压力方向与从动件运动方向的夹角越大，有效分力越小，传动性能越差，机构效率通常越低。因此题干说法错误。 24. 在四杆机构中，曲柄的极位夹角越大，机构的急回特性也越显著（ ） 【答案】正确 【解析】曲柄摇杆机构的急回程度可用行程速比系数K表示，且K=(180°+θ)/(180°-θ)，其中θ为极位夹角。极位夹角越大，K越大，急回特性越显著。因此题干说法正确。 25. 汽车前窗刮水器机构是双摇杆机构。（ ） 【答案】错误 【解析】汽车前窗刮水器中，电动机带动曲柄连续转动，通过连杆使刮水臂往复摆动，属于曲柄摇杆机构，而不是双摇杆机构。因此题干说法错误。 26. 行程速比系数是描述急回特性运动快慢的参数。（ ） 【答案】错误 【解析】行程速比系数是反映机构急回特性的参数，它是机构空回行程平均速度与工作行程平均速度的比值，不是描述运动快慢。 27. 在铰链四杆机构中，传动角越大，机构的传动性能越好。（ ） 【答案】正确 【解析】传动角越大，主动件通过连杆传给从动件的有效分力越大，压力角越小，机构的传动性能越好。因此在通常的传动角范围内，传动角越大，传动性能越好，题干说法正确。 28. 铰链四杆机构类型的判定依据其运动速度的大小。 （ ） 【答案】错误 【解析】铰链四杆机构类型的判定主要依据各杆长度关系、格拉霍夫条件以及机架的选择，确定哪些构件能够作整周转动、哪些构件作往复摆动，而不是依据运动速度的大小。因此题干说法错误。 29. 对于铰链四杆机构，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，且以最长杆为连架杆，一定是双摇杆机构。（ ） 【答案】错误 【解析】这种情况下不一定是双摇杆机构，若满足其他条件，也可能是曲柄摇杆机构，需要综合判断。 30. 曲柄摇杆机构中，摇杆的摆动角度越大，机构的急回特性越明显。（ ） 【答案】错误 【解析】急回特性取决于极位夹角和行程速比系数，与摇杆摆动角度无关，摆动角度大小不影响急回特性的显著程度。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述平面运动副的分类及各类的特点。 【答案】分为高副和低副。高副是点或线接触，运动灵活但承载能力弱、摩擦大；低副是面接触，承载能力强、摩擦小、制造易，转动副实现相对转动，移动副实现相对移动。 【解析】平面运动副按两构件接触形式可分为低副和高副。低副是面接触，主要包括转动副和移动副：转动副允许两构件作相对转动，移动副允许两构件作相对移动。低副接触面积较大、单位压力较小、承载能力较强。高副是点接触或线接触，如齿轮副、凸轮副，通常运动形式较灵活，但接触处单位压力较大，容易产生磨损，对制造精度和润滑条件要求较高。 32. 平面四杆机构中的哪些机构具有急回特性？哪些机构具有“死点”位置？试各列举二种机构。 【答案】答：具有急回特性的机构有：曲柄摇杆机构、不等长双曲柄机构、摆动导杆机构、偏置曲柄滑块机构等。具有死点位置有：曲柄摇杆机构、平行四边形机构、双摇杆机构、摆动导杆机构等。 【解析】急回特性源于工作行程与回程时间不等，常见于曲柄摇杆、不等长双曲柄、摆动导杆和偏置曲柄滑块机构；死点由从动件传力方向与运动方向垂直形成，曲柄摇杆、平行四边形、双摇杆及摆动导杆机构均可出现。 33. 描述一下四杆机构的基本类型及其特点。 【答案】四杆机构的基本类型包括双曲柄机构、曲柄摇杆机构和双摇杆机构。双曲柄机构的特点是两个杆都能做完整的旋转运动；曲柄摇杆机构的特点是其中一个杆做旋转运动，另一个杆做往复摆动；双摇杆机构的特点是两个杆都做往复摆动。 【解析】铰链四杆机构按曲柄和摇杆的运动形式可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。双曲柄机构中两个连架杆均能相对机架作整周转动；曲柄摇杆机构中一个连架杆作整周转动，另一个连架杆作往复摆动；双摇杆机构中两个连架杆均作往复摆动。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 图示铰链四杆机构，各杆长度分别为，，，。（1）以为机架，该机构是什么机构？（2）以为机架，该机构是什么机构？ 【答案】（1）为最短杆，为最长杆以为机架，为曲柄摇杆机构 （2）为最短杆，为最长杆以为机架，为双曲柄机构 【解析】，满足杆长条件。以最长杆为机架，为曲柄摇杆机构；以最短杆为机架，为双曲柄机构。 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 $