第3卷 约束和约束反力与平面机构 浙江省（单独招生考试）《汽车机械基础》（高教版·第三版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）汽车类 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 约束和约束反力与平面机构 单元过关卷 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2分，共40分） 1. 光滑铰链约束的约束反力方向（ ） A. 通常用过销中心的两个正交分力表示 B. 总是沿接触面公法线方向 C. 可以预先确定 D. 沿柔索背离物体 【答案】A 【解析】光滑铰链约束的约束反力方向不能预先确定，A错误；沿接触面公法线方向是光滑接触面约束反力特点，B错误；沿柔索背离物体是柔索约束反力方向，D错误；光滑铰链约束反力通常用过销中心的两个正交分力表示，C正确。 2. 活动铰链支座的特点是（ ） A. 支座固定在支承面上，不能移动 B. 在铰链支座下面装上几个滚轴，能在支承面上任意移动 C. 约束反力是两个相互垂直的分力和一个阻止转动的反力矩 D. 只能限制物体在垂直于销轴线平面内任意方向的移动 【答案】B 【解析】A选项描述的是固定铰链支座；C选项是固定端约束的特点；D选项是光滑铰链约束的性质；活动铰链支座是在铰链支座下面装上几个滚轴，能在支承面上任意移动，B正确。 3. 可动铰链（滚轮支座）的约束力方向通常为（ ） A. 沿支撑面平行方向 B. 垂直于支撑面 C. 沿任意方向，取决于外力 D. 固定不变的方向 【答案】B 【解析】可动铰链支座又称滚轮支座，它允许物体沿支撑面方向移动，因此不能提供沿支撑面方向的约束反力；它只限制物体沿支撑面法线方向的运动，所以其约束反力通常垂直于支撑面，选B。 4. 在平面受力分析中，光滑铰链约束对被约束物体通常产生的约束反力是（ ） A. 沿接触面切线方向的一个力 B. 通过铰链中心的两个分力 C. 垂直接触面的一个压力 D. 阻止转动的一个力偶矩 【答案】B 【解析】光滑铰链能限制构件在平面内沿两个相互垂直方向的移动，但不能限制构件绕铰链中心转动，因此其约束反力通常用通过铰链中心的两个正交分力表示。 5. 汽车离合器的操纵机构（如拉线式）属于（ ） A. 凸轮机构 B. 连杆机构 C. 齿轮机构 D. 螺旋机构 【答案】B 【解析】拉线式汽车离合器操纵机构通常通过踏板、拉线、摇臂或拨叉等构件传递运动和力，其主要作用是把踏板运动传递给离合器分离机构，属于由杆件或类似连杆构件实现运动传递的机构形式，因此选B。 6. 汽车维修中用钢丝绳水平牵引小车时，若把小车作为研究对象，钢丝绳对小车的约束反力方向应为（ ） A. 沿钢丝绳指向牵引端 B. 沿钢丝绳指向小车端 C. 垂直钢丝绳指向上方 D. 垂直钢丝绳指向下方 【答案】A 【解析】柔索约束只能承受拉力，不能承受压力，其约束反力沿柔索方向并背离被约束物体。钢丝绳牵引小车时，对小车的作用力应沿钢丝绳指向牵引端。 7. 平面低副所受的约束数为（ ） A. 2 B. 1 C. 3 D. 4 【答案】A 【解析】平面低副具有两个约束，所以选B。 8. 下列关于机构运动简图的说法，正确的是（ ） A. 机构运动简图只能表达机构的外形 B. 机构运动简图中构件的形状按实际形状绘制 C. 机构运动简图中两运动构件形成的移动副符号是固定的 D. 机构运动简图对设计新机械没有帮助 【答案】C 【解析】机构运动简图用于表达各构件相对运动关系，并非只能表达外形，A错误；机构运动简图中构件用简单符号和线条表示，不按实际形状绘制，B错误；两运动构件形成的移动副在机构运动简图中有固定的符号表示，C正确；分析或设计新机械时，机构运动简图便于研究机械运动，对设计有帮助，D错误。 9. 下列哪种机构的运动副都是低副？（ ） A. 凸轮机构 B. 齿轮机构 C. 平面连杆机构 D. 棘轮机构 【答案】C 【解析】平面连杆机构中的运动副均为低副（转动副和移动副）；凸轮机构中是高副；齿轮机构中是高副；棘轮机构中的棘爪与棘轮的接触是高副，选择C项。 10. 汽车变速器中的换挡机构，核心是通过______实现不同齿轮的啮合与分离。（ ） A. 凸轮机构 B. 连杆机构 C. 带传动机构 D. 链传动机构 【答案】B 【解析】汽车变速器换挡时，操纵杆的运动需要通过一系列杆件、拨叉等传动构件传递到同步器或齿轮接合部件，使相应齿轮实现啮合或分离。在所给选项中，这类通过杆件传递运动的机构属于连杆机构，因此选B。 11. 下列属于机器的是（ ） A. 发动机中的曲柄连杆机构 B. 两个齿轮组成的齿轮机构 C. 凸轮、推杆、气门构成的配气机构 D. 汽车发动机 【答案】D 【解析】机器能传递、转换能量或做功，汽车发动机可将燃料燃烧的热能转变为机械能，属于机器；而A、B、C选项中的机构只能传递和转换运动形式，不属于机器。 12. 平面连杆机构是由若干构件通过______连接而成的平面机构（ ） A. 转动副 B. 移动副 C. 高副 D. 螺旋副 【答案】A 【解析】平面连杆机构中，构件之间是通过转动副连接的，所以选择A项。 13. 机构中按给定的已知运动规律或作用有驱动力的独立运动的构件是（ ） A. 从动件 B. 机架 C. 固定构件 D. 原动件 【答案】D 【解析】原动件是按给定的已知运动规律或作用有驱动力的独立运动的构件；从动件的运动取决于原动件，A错误；机架是支承其他可动构件的固定构件，B、D错误，所以选C。 14. 关于零件和构件，下列说法错误的是（ ） A. 零件是单独加工的单元体 B. 构件是一个运动单元 C. 单独的零件也可以是简单构件 D. 多个零件刚性连接在一起才是构件 【答案】D 【解析】零件是机械中单独加工的单元体，A正确；构件是一个运动单元，B正确；一个不与其他任何零件刚性连接的单独零件，也可以是一个简单的构件，并非多个零件刚性连接在一起才是构件，C错误，D正确。 15. 如图中所示机构有______低副（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】B 【解析】低副是指两构件之间以面接触形式组成的运动副，常见的低副有转动副和移动副。根据图中机构的连接关系，符合低副特征的连接共有2处，因此应选B。 16. 关于机构运动简图的绘制，下列说法错误的是（ ） A. 要明确机构的运动情况 B. 需测量各运动副间的相对位置尺寸 C. 可以随意选择运动副和构件的表示符号 D. 应按一定比例绘制 【答案】C 【解析】绘制机构运动简图前要明确机构运动情况，A正确；需测量各运动副间相对位置尺寸，以便按比例绘制，B正确；运动副和构件需用规定的符号和线条表示，不能随意选择，C错误；要按一定比例绘制，准确表达构件相对运动关系，D正确。 17. 下列机构中，属于平面连杆机构的是（ ） A. 凸轮机构 B. 齿轮机构 C. 蜗轮蜗杆机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】D 【解析】平面连杆机构是由刚性构件通过转动副和移动副连接而成，且各构件相对运动在同一平面或相互平行平面内，曲柄滑块机构符合该特点；而凸轮机构、齿轮机构、蜗轮蜗杆机构均不属于平面连杆机构。 18. 下列机械设备中，应用高副机构实现工作要求的有（ ） A. 摄影平台升降机构 B. 电风扇摇头机构 C. 手摇唧筒 D. 内燃机气门机构 【答案】D 【解析】内燃机气门机构中气门与凸轮之间是高副，其他选项多为低副机构，所以选D。 19. 平面连杆机构中，连杆作（ ） A. 整周转动 B. 往复摆动 C. 平面复杂运动 D. 直线运动 【答案】C 【解析】连杆在平面连杆机构中作平面复杂运动，所以选C。 20. 下列符号在机构运动简图中表示两构件之一为机架时所形成的齿轮运动副的是（ ） A. 一个圆和一条与圆相交的线 B. 两条相交的线 C. 两个相互啮合的圆，其中一个圆带有固定支承 D. 一个圆和一个小圆 【答案】C 【解析】在机构运动简图中，两个相互啮合的圆表示齿轮运动副，当两构件之一为机架时，其中一个圆带有固定支承，C正确；A、B、D选项的符号不符合要求。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 固定铰链支座约束反力只有一个方向。（ ） 【答案】错误 【解析】固定铰链支座能限制物体在平面内沿两个互相垂直方向的移动，但允许物体绕铰链转动。因此固定铰链支座的约束反力一般可分解为两个方向的分力，而不是只有一个方向，所以该说法错误。 22. 物体的受力分析是为了确定构件受了几个力、每个力的作用位置和力的作用方向。（ ） 【答案】正确 【解析】受力分析的目的，是明确研究对象受到哪些力，确定各力的作用点、作用线或方向，并为后续列平衡方程或运动分析作准备。题干表述符合受力分析的基本要求，因此正确。 23. 平面机构中，两构件通过销轴连接后，只允许相对转动而不允许相对移动，这种连接可看作转动副。（ ） 【答案】正确 【解析】转动副的特点是两构件只能绕同一轴线作相对转动，不能产生相对移动。销轴连接符合这一运动约束特征，所以可看作转动副。 24. 机器能替代或减轻人类劳动。（ ） 【答案】正确 【解析】机器是由若干构件组成、具有确定相对运动，并能完成有用机械功或进行能量转换的实物组合体。其作用之一就是替代或减轻人类劳动，因此该说法正确。 25. 螺旋副属于高副。（ ） 【答案】错误 【解析】高副是两构件以点或线接触形成的运动副；低副是两构件以面接触形成的运动副。螺旋副中两构件沿螺旋面接触，属于面接触运动副，因此是低副，不是高副，所以该说法错误。 26. 空间机构中所有构件都在同一平面或平行平面内运动。（ ） 【答案】错误 【解析】所有构件都在同一平面或相互平行平面内运动的机构称为平面机构。空间机构的构件运动不局限于同一平面或平行平面内，因此题干把平面机构的特征说成空间机构的特征，是错误的。 27. 机器和机构都能单独做机械功和实现能量转换。（ ） 【答案】错误 【解析】机器不仅具有确定的相对运动，还能完成有用机械功或进行能量转换；机构主要用于传递或变换运动，一般不能单独完成机械功或能量转换。因此“机器和机构都能单独做机械功和实现能量转换”的说法错误。 28. 高副是指两构件间呈面接触的运动副。（ ） 【答案】错误 【解析】高副是两构件之间以点接触或线接触形成的运动副，例如齿轮副、凸轮副等。两构件之间呈面接触的运动副称为低副，如转动副、移动副、螺旋副等。因此题干说法错误。 29. 平面连杆机构中，传动角越大，机构的传力性能越好。（ ） 【答案】正确 【解析】传动角是压力角的余角，传动角越大，压力角越小，机构传力性能越好。 30. 在平面连杆机构中各构件运动轨迹都在同一平面或相互平行的平面内。（ ） 【答案】正确 【解析】平面连杆机构是由若干刚性构件通过低副连接而成，各构件的运动平面相同或彼此平行。题干所述“各构件运动轨迹都在同一平面或相互平行的平面内”符合平面连杆机构的定义，因此正确。 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 31. 光滑接触面约束的约束反力必然沿接触点的法向，并指向______。 【答案】被约束的物体 【解析】光滑接触面不能提供切向摩擦力，只能限制物体沿接触面法线方向的运动。因此其约束反力必沿接触点的公法线方向，并由接触面指向被约束的物体。 32. 约束反力的方向通常与约束限制物体运动的趋势方向______。 【答案】相反 【解析】约束的作用是阻碍或限制物体某种可能的运动。约束反力就是约束对物体的作用力，其方向总是与约束所限制的物体运动趋势方向相反，因此应填“相反”。 33. 在平面机构中，两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为______。 【答案】运动副 【解析】运动副是机构学中的基本概念，指两个构件直接接触组成的可动连接。它既保证构件之间有确定联系，又允许规定形式的相对运动。 34. 平面四杆机构中，能绕固定铰链作整周转动的连架杆称为______。 【答案】曲柄 【解析】在铰链四杆机构中，与机架相连的构件称为连架杆。其中能够绕固定铰链连续转过一整周的连架杆称为曲柄，只能往复摆动的连架杆称为摇杆。 35. 设一汽车沿斜面匀速行驶，以汽车为研究对象画受力图时，重力方向______。 【答案】竖直向下 【解析】重力是地球对物体的吸引力，其方向始终竖直向下，与物体是否在水平面、斜面或是否匀速运动无关。因此汽车沿斜面匀速行驶时，以汽车为研究对象，重力方向仍为竖直向下。 36. 在机构运动简图中，两构件之一为机架时所形成的转动副，可用带有______的符号表示。 【答案】固定支承 【解析】在机构运动简图中，如果组成转动副的两个构件之一是机架，该转动副相当于固定铰链。为了表示与机架相连，通常在符号中加画固定支承或机架标记，因此应填“固定支承”。 37. 两构件通过点或线接触组成的运动副称为______。 【答案】高副 【解析】运动副按接触形式可分为低副和高副。两构件通过面接触组成的运动副称为低副；两构件通过点接触或线接触组成的运动副称为高副。因此本题应填“高副”。 38. 机构中用来支承其他可动构件的固定构件称为______，在机构简图中通常画上斜线表示。 【答案】机架 【解析】机构中固定不动、用来支承其他可动构件的构件称为机架。机架是确定机构运动的参考构件，在机构运动简图中通常用斜线或固定支承符号表示，因此应填“机架”。 39. 平面连杆机构是指由若干刚性构件用转动副或______相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构。 【答案】移动副 【解析】平面连杆机构一般由若干刚性构件通过低副连接组成，常见低副包括转动副和移动副。题干中已给出转动副，另一种常用连接形式是移动副，因此应填“移动副”。 40. 机器是人为的实物组合体，它的各部分之间具有确定的相对运动，并能作有效的机械功或进行______。 【答案】能量的转换 【解析】机器是人为组成的实物组合体，各部分之间具有确定的相对运动，并能完成有用机械功或实现能量转换。因此空格处应填写“能量的转换”或“能量转换”。 四、作图题（本大题共1小题，每题6分，共6分） 41. 如下图所示为某冲压机部分结构示意图，请问： （1）滑块、连杆、曲轴组成哪一种平面四杆机构？ （2）在曲轴上设计大齿轮，除了能够减速和平衡之外，另一个重要作用是什么？ （3）说明滑块与连杆间的活动连接是哪种运动副？ （4）做出下图 （b）所示滑块的示意图。 【答案】（1）曲柄滑块机构； （2）利用大齿轮的惯性作用储存能量，帮助机构越过死点位置； （3）转动副； （4）滑块示意图应画出滑块与机架导轨组成移动副，并在滑块上画出与连杆相连的销轴铰接位置，即滑块相对导轨作直线往复移动、连杆与滑块之间为铰接连接。 【解析】冲压机中曲轴作整周转动，连杆连接曲轴与滑块，滑块在导轨中作往复直线运动，因此滑块、连杆、曲轴组成曲柄滑块机构。曲轴上的大齿轮除减速和平衡外，还可利用较大的转动惯量储存能量，在冲压阻力较大或机构接近死点时帮助机构平稳越过死点。滑块与连杆之间通过销轴铰接，允许两构件相对转动，属于转动副。第（4）问应画出滑块在导轨内作直线移动，并标出与连杆铰接的销轴位置；若不能直接作图，可用文字说明其示意图特征。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题7分，共14分） 42. 简述画物体受力图的一般步骤。 【答案】先画出分析对象的简图；接着在简图上画出已知力；最后在简图上画出所受到的约束反力。 【解析】画物体受力图时，应先明确研究对象，并把它从周围物体中分离出来，画出其简图；然后画出研究对象受到的已知主动力，如重力、外加载荷等；最后根据约束类型去掉约束并代之以相应的约束反力，标明各力的作用位置和方向。题中答案概括了这些基本步骤，因此正确。 43. 简述绘制机构运动简图的步骤。 【答案】先明确机构运动情况，确定原动件和运动传递路线；再测量运动副间相对位置尺寸；然后按规定符号表示运动副和构件；最后按比例绘制，标注构件编号和运动副名称。 【解析】绘制机构运动简图时，首先要分析机构的组成和运动传递关系，确定机架、原动件以及各构件之间的运动副类型；然后测量或确定与运动有关的主要尺寸，如运动副中心距、导路方向等；再按规定符号表示构件和运动副；最后按适当比例绘制简图，并标注构件编号、运动副名称或必要尺寸。题中答案与绘制机构运动简图的一般步骤一致。 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 $ 浙江省（单独招生考试）汽车类 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 约束和约束反力与平面机构 单元过关卷 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2分，共40分） 1. 光滑铰链约束的约束反力方向（ ） A. 通常用过销中心的两个正交分力表示 B. 总是沿接触面公法线方向 C. 可以预先确定 D. 沿柔索背离物体 2. 活动铰链支座的特点是（ ） A. 支座固定在支承面上，不能移动 B. 在铰链支座下面装上几个滚轴，能在支承面上任意移动 C. 约束反力是两个相互垂直的分力和一个阻止转动的反力矩 D. 只能限制物体在垂直于销轴线平面内任意方向的移动 3. 可动铰链（滚轮支座）的约束力方向通常为（ ） A. 沿支撑面平行方向 B. 垂直于支撑面 C. 沿任意方向，取决于外力 D. 固定不变的方向 4. 在平面受力分析中，光滑铰链约束对被约束物体通常产生的约束反力是（ ） A. 沿接触面切线方向的一个力 B. 通过铰链中心的两个分力 C. 垂直接触面的一个压力 D. 阻止转动的一个力偶矩 5. 汽车离合器的操纵机构（如拉线式）属于（ ） A. 凸轮机构 B. 连杆机构 C. 齿轮机构 D. 螺旋机构 6. 汽车维修中用钢丝绳水平牵引小车时，若把小车作为研究对象，钢丝绳对小车的约束反力方向应为（ ） A. 沿钢丝绳指向牵引端 B. 沿钢丝绳指向小车端 C. 垂直钢丝绳指向上方 D. 垂直钢丝绳指向下方 7. 平面低副所受的约束数为（ ） A. 2 B. 1 C. 3 D. 4 8. 下列关于机构运动简图的说法，正确的是（ ） A. 机构运动简图只能表达机构的外形 B. 机构运动简图中构件的形状按实际形状绘制 C. 机构运动简图中两运动构件形成的移动副符号是固定的 D. 机构运动简图对设计新机械没有帮助 9. 下列哪种机构的运动副都是低副？（ ） A. 凸轮机构 B. 齿轮机构 C. 平面连杆机构 D. 棘轮机构 10. 汽车变速器中的换挡机构，核心是通过______实现不同齿轮的啮合与分离。（ ） A. 凸轮机构 B. 连杆机构 C. 带传动机构 D. 链传动机构 11. 下列属于机器的是（ ） A. 发动机中的曲柄连杆机构 B. 两个齿轮组成的齿轮机构 C. 凸轮、推杆、气门构成的配气机构 D. 汽车发动机 12. 平面连杆机构是由若干构件通过______连接而成的平面机构（ ） A. 转动副 B. 移动副 C. 高副 D. 螺旋副 13. 机构中按给定的已知运动规律或作用有驱动力的独立运动的构件是（ ） A. 从动件 B. 机架 C. 固定构件 D. 原动件 14. 关于零件和构件，下列说法错误的是（ ） A. 零件是单独加工的单元体 B. 构件是一个运动单元 C. 单独的零件也可以是简单构件 D. 多个零件刚性连接在一起才是构件 15. 如图中所示机构有______低副（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 16. 关于机构运动简图的绘制，下列说法错误的是（ ） A. 要明确机构的运动情况 B. 需测量各运动副间的相对位置尺寸 C. 可以随意选择运动副和构件的表示符号 D. 应按一定比例绘制 17. 下列机构中，属于平面连杆机构的是（ ） A. 凸轮机构 B. 齿轮机构 C. 蜗轮蜗杆机构 D. 曲柄滑块机构 18. 下列机械设备中，应用高副机构实现工作要求的有（ ） A. 摄影平台升降机构 B. 电风扇摇头机构 C. 手摇唧筒 D. 内燃机气门机构 19. 平面连杆机构中，连杆作（ ） A. 整周转动 B. 往复摆动 C. 平面复杂运动 D. 直线运动 20. 下列符号在机构运动简图中表示两构件之一为机架时所形成的齿轮运动副的是（ ） A. 一个圆和一条与圆相交的线 B. 两条相交的线 C. 两个相互啮合的圆，其中一个圆带有固定支承 D. 一个圆和一个小圆 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 固定铰链支座约束反力只有一个方向。（ ） 22. 物体的受力分析是为了确定构件受了几个力、每个力的作用位置和力的作用方向。（ ） 23. 平面机构中，两构件通过销轴连接后，只允许相对转动而不允许相对移动，这种连接可看作转动副。（ ） 24. 机器能替代或减轻人类劳动。（ ） 25. 螺旋副属于高副。（ ） 26. 空间机构中所有构件都在同一平面或平行平面内运动。（ ） 27. 机器和机构都能单独做机械功和实现能量转换。（ ） 28. 高副是指两构件间呈面接触的运动副。（ ） 29. 平面连杆机构中，传动角越大，机构的传力性能越好。（ ） 30. 在平面连杆机构中各构件运动轨迹都在同一平面或相互平行的平面内。（ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 31. 光滑接触面约束的约束反力必然沿接触点的法向，并指向______。 32. 约束反力的方向通常与约束限制物体运动的趋势方向______。 33. 在平面机构中，两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为______。 34. 平面四杆机构中，能绕固定铰链作整周转动的连架杆称为______。 35. 设一汽车沿斜面匀速行驶，以汽车为研究对象画受力图时，重力方向______。 36. 在机构运动简图中，两构件之一为机架时所形成的转动副，可用带有______的符号表示。 37. 两构件通过点或线接触组成的运动副称为______。 38. 机构中用来支承其他可动构件的固定构件称为______，在机构简图中通常画上斜线表示。 39. 平面连杆机构是指由若干刚性构件用转动副或______相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构。 40. 机器是人为的实物组合体，它的各部分之间具有确定的相对运动，并能作有效的机械功或进行______。 四、作图题（本大题共1小题，每题6分，共6分） 41. 如下图所示为某冲压机部分结构示意图，请问： （1）滑块、连杆、曲轴组成哪一种平面四杆机构？ （2）在曲轴上设计大齿轮，除了能够减速和平衡之外，另一个重要作用是什么？ （3）说明滑块与连杆间的活动连接是哪种运动副？ （4）做出下图 （b）所示滑块的示意图。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题7分，共14分） 42. 简述画物体受力图的一般步骤。 43. 简述绘制机构运动简图的步骤。 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 $