第12卷 常用机构（中）——含移动副四杆与凸轮机构 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12卷 常用机构（中）——含移动副四杆与凸轮机构 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. 在平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，最 短杆是连杆，这个机构叫作（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 都不对 D. 双摇杆机构 【答案】D 【解析】根据平面四杆机构类型判别方法，这种情况下取最短杆为连杆，得到的是双摇杆机构，可用于如汽车转向机构等，所以选C。 2. 下列机构中属于双摇杆机构的是（ ） A. 缝纫机踏板机构 B. 搅拌机机构 C. 筛砂机机构 D. 鹤式起重机机构 【答案】D 【解析】双摇杆机构中，连架杆均为摇杆。鹤式起重机机构两连架杆均作往复摆动，属于双摇杆机构，故选C。 3. 下列机构中，能实现连续旋转运动变为往复直线运动的是（ ） A. 齿轮机构 B. 曲柄滑块机构 C. 凸轮机构 D. 棘轮机构 【答案】B 【解析】曲柄滑块机构中，曲柄旋转带动滑块做往复直线运动，是典型的运动转换机构。 4. 在某铰链四杆机构中，已知四个杆件的长度分别为： AB=180mm，BC=160mm，CD=90mm，AD=80mm，且以CD 为机架，则该铰链四杆机构为（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 曲柄滑块机构 D. 双摇杆机构 【答案】D 【解析】当最短杆长度Lmin与最长杆长度Lmax之和大于其余两杆长度1、I"之和时，则无论取哪 杆为机架, 都无曲柄存在,机构只能为双摇杆机构。 5. 凸轮机构中，凸轮的最高点位置称为什么（ ） A. 凸点 B. 凸轮头 C. 凸轮顶点 D. 凸轮顶死点 【答案】C 【解析】凸轮轮廓上距离回转中心最远的点称为凸轮顶点，因此选C。 6. 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（ ） A. 点、线接触，易磨损 B. 惯性力难以平衡 C. 设计较为复杂 D. 不能实现间歇运动 【答案】A 【解析】凸轮机构的点、线接触方式容易导致磨损，这是其相较于其他机构的一个主要缺点。 7. 如图所示自卸卡车翻斗机构应用了（ ） A. 摇杆滑块机构 B. 曲柄摇块机构 C. 曲柄滑块机构 D. 转动导杆机构 【答案】B 【解析】翻斗机构中，曲柄作连续转动，摇块作往复摆动，实现翻斗升降，属于曲柄摇块机构，故选B。 8. 凸轮机构中平底从动件的优点是（ ） A. 减小了压力角 B. 提高了灵敏度 C. 提高了承载能力 D. 提高了从动件的最大位移 【答案】A 【解析】平底从动件与凸轮接触面较大，受力方向更合理，可显著减小压力角，从而提高传力效率，故选A。 9. 凸轮机构中，通常选择什么材料制造凸轮（ ） A. 铝合金 B. 钢 C. 黄铜 D. 塑料 【答案】B 【解析】钢材料具有良好的强度和耐磨性，适合制造复杂的凸轮结构。 10. 图所示是汽车转向架，ABCD为等腰梯形，它属于（ ） A. 双摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 曲柄摇杆机构 D. 转动导杆机构 【答案】A 【解析】ABCD为四杆机构，两连架杆均只能往复摆动，不能连续转动，故属于双摇杆机构，选A。 11. 凸轮机构中，凸轮的法向高度对应的运动副位置称为什么（ ） A. 接触点 B. 运动副中心 C. 运动副最高点 D. 运动副底部 【答案】C 【解析】凸轮的法向高度最大处对应的运动副位置称为运动副最高点，因此选C。 12. _________的摩擦阻力较小，传力能力大。（ ） A. 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 D. 圆柱凸轮机构 【答案】B 【解析】滚子式从动杆以滚动摩擦代替滑动摩擦，摩擦阻力较小，且接触承载能力较强、传力能力大，故选B。 13. 圆柱凸轮机构适用于_____场合。（ ） A. 需要实现直线运动规律的 B. 需要实现摆动运动规律的 C. 需要精确控制转角的 D. 自动车床横刀架进给等 【答案】D 【解析】圆柱凸轮在自动车床横刀架进给机构等场合有应用，它不是主要用于实现简单直线或摆动运动规律，也不适合精确控制转角，所以选D。 14. 如图所示为冲床送料机构简图，下列说法正确的是（ ） A. 凸轮机构一般由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，图中1为凸轮 B. 该凸轮机构属于盘形凸轮 C. 广义来讲，凸轮也可实现单向间歇运动 D. 从动件2的端部形状为滚子式，该形式多用于轻载、高速的场合 【答案】A 【解析】凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，图中1为凸轮，故A正确。 15. 古代制造的连机碓是采用______原理工作的。（ ） A. 四杆机构 B. 凸轮机构 C. 轮系 D. 间歇机构 【答案】B 【解析】连机碓是以水为动力的一种谷物加工工具，采用了凸轮机构。 16. 在凸轮机构中，凸轮的法向高度通常是指凸轮顶点到何处的距离（ ） A. 凸轮中心 B. 运动副中心 C. 运动副轴线 D. 运动副最高点 【答案】C 【解析】凸轮的法向高度是沿法线方向测得的凸轮顶点至运动副轴线的距离，因此选C。 17. 如图所示的绕线机机构中，叙述正确的是（ ） A. 此机构采用了曲柄摇杆机构 B. 此机构采用了圆柱凸轮机构 C. 此凸轮机构适用于传动灵敏、高速运动的场合 D. 从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线 【答案】D 【解析】此机构采用了曲柄滑块机构、盘形凸轮机构，构件2是尖端推杆，不适合高速；从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线。 18. 凸轮机构中，从动件的运动规律主要取决于什么？（ ） A. 凸轮的形状 B. 从动件的质量 C. 凸轮的转速 D. 传动比 【答案】A 【解析】凸轮轮廓决定从动件位移随凸轮转角的变化规律，因此从动件的运动规律主要取决于凸轮的形状，选A。 19. 压力角是指凸轮轮廓曲线上接触点的（ ） A. 切线与从动杆速度方向之间的夹角 B. 速度方向与从动杆速度方向之间的夹角 C. 法线方向与从动杆速度方向之间的夹角 D. 切线方向与法线速度方向之间的夹角 【答案】C 【解析】接触点法线与从动杆运动方向之间所夹的锐角称为压力角,用𝜶表示。 20. 平面凸轮轮廓的绘制依赖于什么来实现不同的运动规律（ ） A. 凸轮的材质 B. 凸轮的尺寸 C. 凸轮的颜色 D. 凸轮的轮廓形状 【答案】D 【解析】平面凸轮轮廓的形状直接决定了从动件的运动规律。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 若以四杆机构的最短杆的相对杆为机架，则该机构一定为双摇杆机构。（ ） 【答案】错误 【解析】是否为双摇杆机构还取决于各杆长度关系，不能仅由机架为最短杆的相对杆确定，因此“ 一定”为双摇杆机构的说法错误。 22. 汽车雨刷器和港口起重机都是利用的曲柄摇杆机构原理（ ） 【答案】错误 【解析】汽车雨刷器采用曲柄摇杆机构，而港口起重机通常采用双摇杆机构，二者并非都利用曲柄摇杆机构，故说法错误。 23. 如图轿车的刮雨器(刮水器)是双摇杆机构原理在汽车上的应用。（ ） 【答案】错误 【解析】轿车雨刮器属于曲柄摇杆机构而不是双摇杆机构。 24. 偏心轮机构的工作原理与曲柄滑块机构的工作原理相同。（ ） 【答案】正确 【解析】在偏心轮机构中，偏心轮的轴心与其旋转中心存在偏移，当偏心轮旋转时，其偏心部分会推动连接的机械部件（如滑块）做直线往复运动。这种机构常见于内燃机的配气机构、曲轴的转换机构等。 曲柄滑块机构则是通过曲柄的旋转，通过连杆带动滑块在滑道中做直线往复运动。这种机构在发动机、压缩机、冲床等机械设备中非常常见。 两种机构的共同点在于都利用了旋转运动与直线运动之间的转换，不同点主要在于实现转换的具体机械结构。偏心轮机构通过偏心轮的旋转直接推动滑块，而曲柄滑块机构则是通过曲柄和连杆的组合来实现旋转运动到直线运动的转换。尽管具体结构不同，但它们的基本工作原理是相同的。 25. 在曲柄滑块机构中，死点位置总是需要避免的。（ ） 【答案】错误 【解析】死点会使机构出现传力角为零、难以启动的现象，但在压力机等设备中可利用其自锁或增力特性，因此并非总需避免。 26. 为了避免从动件运动失真，平底从动件凸轮轮廓不能内凹（ ） 【答案】正确 【解析】平底从动件与凸轮轮廓面接触，轮廓内凹会导致运动失真，因此轮廓必须保持非内凹。 27. 下图为牛头刨床的示意图，其利用了摆动导杆机构的急回特性，可提高切削效率（ ） 【答案】正确 【解析】急回特性使回程时间缩短，减少非工作时间，提升加工效率。 28. 凸轮机构的从动件选用等速运动规律，其从动件的运动将产生刚性冲击。（ ） 【答案】正确 【解析】凸轮机构的从动件选用等速运动规律，其从动件的运动将产生刚性冲击。 29. 平面凸轮轮廓的绘制不受凸轮的形状影响。（ ） 【答案】错误 【解析】平面凸轮轮廓的形状直接决定了从动件的运动规律，因此受凸轮形状的影响。 30. 从动件的运动规律是受凸轮轮廓曲线控制的，所以，凸轮的实际工作要求，一定要按凸轮现有轮廓曲线制定（ ） 【答案】错误 【解析】凸轮轮廓曲线应根据从动件的实际运动要求设计，而非由现有轮廓曲线决定工作要求，故说法错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 曲柄滑块机构常采用什么方法使机构闯过死点？ 【答案】①安装飞轮：在从动件上安装飞轮，利用飞轮的惯性帮助机构通过死点位置。例如，缝纫机的大带轮就兼有飞轮的作用，它能在关键时刻提供额外的动力，使机构顺利越过死点。②错位排列：利用机构的错位排列，将死点位置错开。例如，多缸活塞式内燃机就采用了这种方法，通过多个曲轴错位连接，使每个曲轴的死点位置不在同一时刻出现，从而确保曲轴始终获得有效驱动力矩，顺利通过死点。③机构组合：有些机构会利用组合的方式，使它们的死点不在同一位置出现，从而达到顺利通过死点的目的。 【解析】曲柄滑块机构在死点处驱动力矩可能为零，可通过安装飞轮利用惯性越过；错位排列或组合机构，使各部分死点错开，保证机构持续获得驱动力矩。 32. 在凸轮机构设计中，如何通过合理选择基圆半径来优化机构的性能？ 【答案】在凸轮机构设计时，基圆半径的选择十分关键。若选择较大的基圆半径，根据基圆半径与压力角的关系可知，压力角会变小，这样能使从动件受力情况更好，传力更有效，避免出现自锁等不利于运动传递的情况，尤其适用于对传力要求较高的场合。但基圆半径过大可能会使机构整体尺寸变大，占据更多空间，所以要综合考虑实际应用场景对空间以及传力的要求，权衡后选择合适的基圆半径，以达到优化机构性能的目的。 【解析】增大基圆半径可减小压力角，改善从动件受力和传力性能，降低自锁风险；但半径过大会增大机构尺寸。因此应结合传力要求与安装空间综合权衡，选择合适值。 33. 该凸轮机构适合什么工作场合。 【答案】由于存在刚性冲击，所以适合低速、轻载的场合。 【解析】该凸轮机构存在刚性冲击，冲击载荷较大、工作平稳性较差，故不宜高速重载运行，适合低速、轻载场合。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 发动机的凸轮机构如图所示,α=30°,β=20°。当凸轮转动时,推动杠杆AOB来控制阀门C启闭,设压下阀门需要对它作用400N的力,求凸轮对滚子A的压力F及支座O的约束反力。(图中尺寸单位为mm。不计摩擦) 【答案】 【解析】以杠杆为转轴列平衡方程：，得。再由，得，。 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12卷 常用机构（中）——含移动副四杆与凸轮机构 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. 在平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，最 短杆是连杆，这个机构叫作（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 都不对 D. 双摇杆机构 2. 下列机构中属于双摇杆机构的是（ ） A. 缝纫机踏板机构 B. 搅拌机机构 C. 筛砂机机构 D. 鹤式起重机机构 3. 下列机构中，能实现连续旋转运动变为往复直线运动的是（ ） A. 齿轮机构 B. 曲柄滑块机构 C. 凸轮机构 D. 棘轮机构 4. 在某铰链四杆机构中，已知四个杆件的长度分别为： AB=180mm，BC=160mm，CD=90mm，AD=80mm，且以CD 为机架，则该铰链四杆机构为（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 曲柄滑块机构 D. 双摇杆机构 5. 凸轮机构中，凸轮的最高点位置称为什么（ ） A. 凸点 B. 凸轮头 C. 凸轮顶点 D. 凸轮顶死点 6. 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（ ） A. 点、线接触，易磨损 B. 惯性力难以平衡 C. 设计较为复杂 D. 不能实现间歇运动 7. 如图所示自卸卡车翻斗机构应用了（ ） A. 摇杆滑块机构 B. 曲柄摇块机构 C. 曲柄滑块机构 D. 转动导杆机构 8. 凸轮机构中平底从动件的优点是（ ） A. 减小了压力角 B. 提高了灵敏度 C. 提高了承载能力 D. 提高了从动件的最大位移 9. 凸轮机构中，通常选择什么材料制造凸轮（ ） A. 铝合金 B. 钢 C. 黄铜 D. 塑料 10. 图所示是汽车转向架，ABCD为等腰梯形，它属于（ ） A. 双摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 曲柄摇杆机构 D. 转动导杆机构 11. 凸轮机构中，凸轮的法向高度对应的运动副位置称为什么（ ） A. 接触点 B. 运动副中心 C. 运动副最高点 D. 运动副底部 12. _________的摩擦阻力较小，传力能力大。（ ） A. 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 D. 圆柱凸轮机构 13. 圆柱凸轮机构适用于_____场合。（ ） A. 需要实现直线运动规律的 B. 需要实现摆动运动规律的 C. 需要精确控制转角的 D. 自动车床横刀架进给等 14. 如图所示为冲床送料机构简图，下列说法正确的是（ ） A. 凸轮机构一般由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，图中1为凸轮 B. 该凸轮机构属于盘形凸轮 C. 广义来讲，凸轮也可实现单向间歇运动 D. 从动件2的端部形状为滚子式，该形式多用于轻载、高速的场合 15. 古代制造的连机碓是采用______原理工作的。（ ） A. 四杆机构 B. 凸轮机构 C. 轮系 D. 间歇机构 16. 在凸轮机构中，凸轮的法向高度通常是指凸轮顶点到何处的距离（ ） A. 凸轮中心 B. 运动副中心 C. 运动副轴线 D. 运动副最高点 17. 如图所示的绕线机机构中，叙述正确的是（ ） A. 此机构采用了曲柄摇杆机构 B. 此机构采用了圆柱凸轮机构 C. 此凸轮机构适用于传动灵敏、高速运动的场合 D. 从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线 18. 凸轮机构中，从动件的运动规律主要取决于什么？（ ） A. 凸轮的形状 B. 从动件的质量 C. 凸轮的转速 D. 传动比 19. 压力角是指凸轮轮廓曲线上接触点的（ ） A. 切线与从动杆速度方向之间的夹角 B. 速度方向与从动杆速度方向之间的夹角 C. 法线方向与从动杆速度方向之间的夹角 D. 切线方向与法线速度方向之间的夹角 20. 平面凸轮轮廓的绘制依赖于什么来实现不同的运动规律（ ） A. 凸轮的材质 B. 凸轮的尺寸 C. 凸轮的颜色 D. 凸轮的轮廓形状 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 若以四杆机构的最短杆的相对杆为机架，则该机构一定为双摇杆机构。（ ） 22. 汽车雨刷器和港口起重机都是利用的曲柄摇杆机构原理（ ） 23. 如图轿车的刮雨器(刮水器)是双摇杆机构原理在汽车上的应用。（ ） 24. 偏心轮机构的工作原理与曲柄滑块机构的工作原理相同。（ ） 25. 在曲柄滑块机构中，死点位置总是需要避免的。（ ） 26. 为了避免从动件运动失真，平底从动件凸轮轮廓不能内凹（ ） 27. 下图为牛头刨床的示意图，其利用了摆动导杆机构的急回特性，可提高切削效率（ ） 28. 凸轮机构的从动件选用等速运动规律，其从动件的运动将产生刚性冲击。（ ） 29. 平面凸轮轮廓的绘制不受凸轮的形状影响。（ ） 30. 从动件的运动规律是受凸轮轮廓曲线控制的，所以，凸轮的实际工作要求，一定要按凸轮现有轮廓曲线制定（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 曲柄滑块机构常采用什么方法使机构闯过死点？ 32. 在凸轮机构设计中，如何通过合理选择基圆半径来优化机构的性能？ 33. 该凸轮机构适合什么工作场合。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 发动机的凸轮机构如图所示,α=30°,β=20°。当凸轮转动时,推动杠杆AOB来控制阀门C启闭,设压下阀门需要对它作用400N的力,求凸轮对滚子A的压力F及支座O的约束反力。(图中尺寸单位为mm。不计摩擦) 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 $