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

山东省（高职分类考试）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》机械制造类 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. 当机构的原动件数少于机构的自由度时，机构（ ） A. 运动确定 B. 运动不确定 C. 构件会损坏 D. 无法判断 2. 一个平面机构中，有5个活动构件，7个低副，2个高副，则该机构的自由度为（ ） A. 0 B. 3 C. 2 D. 1 3. 根据颚式破碎机示意图，下列叙述错误的是( ) A. 颚式破碎机采用的运动机构为曲柄摇杆机构 B. 颚式破碎机工作时，偏心轴承受转矩和弯矩 C. 颚式破碎机的运动传递顺序为：电动机一带轮一偏心轴一动颚一摆杆 D. 若以偏心轴为主动件，动颚与摆杆共线时，会出现“顶死”现象 4. 由 4 个杆件组成的平面连杆机构称为（ ） A. 平面四杆机构 B. 平面连杆机构 C. 平面运动机构 D. 平面传动机构 5. 平面连杆机构中，若构件数为4，低副数为4，则机构的自由度数为（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 6. 有一铰链四杆机构 ABCD，已知AB=30，BC=50，CD=55，AD=60，以AD杆为机架、AB杆为主动件，若使其具有急回运动特性，则机构的从动件应为（ ） A. AB杆 B. BC杆 C. CD杆 D. AD杆 7. 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100 cm，机架AD长度为120 cm，则AB杆长度的取值范围为( ) A. 60cm≤≤140cm B. 60cm≤≤100cm C. 0<≤60cm D. 0<≤100cm 8. 铰链四杆机构各杆长度分别为AB=35mm、BC=60mm、CD=90mm、DA=100mm，若以BC杆为机架，CD为主动件，则该四杆机构与下列机构应用类型相同的是（ ） A. 车门启闭机构 B. 缝纫机踏板机构 C. 摄影平台升降机构 D. 车辆前轮转向机构 9. 对于铰链四杆机构类型的判别，以下哪种描述是正确的？（ ） A. 若机构中不存在无约束点，则为平行四边形机构 B. 若机构中不存在无约束点，则为菱形机构 C. 若机构中存在无约束点，则为平行四边形机构 D. 若机构中存在无约束点，则为菱形机构 10. 如图所示为雷达天线仰角调整机构，该机构应用了（ ） A. 双摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 曲柄摇杆机构 D. 棘轮机构 11. 飞机起落架收放机构属于（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 导杆机构 12. 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他两杆的长度之和，最短杆是连架杆，则该机构称为（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 13. 某铰链四杆机构，各杆长分别为：=10cm，=25cm，=20cm，=30cm，当以AD杆为机架时，此机构是______机构（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 14. 如图所示，油田抽油机驱动机构ABCD采用的是（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双摇杆机构 C. 双曲柄机构 D. 曲柄滑块机构 15. 当铰链四杆机构的各杆长度满足曲柄存在的条件时，若以最短杆的相邻杆作为机架，则该机构为( ) A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 16. 一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则将演化为（ ） A. 双摇杆机构 B. 曲柄摇杆机构 C. 双曲柄机构 D. 曲柄滑块机构 17. 图示铰链四杆机构中，属于双曲柄机构的是（ ） A. （c） B. （b） C. （a） D. （d） 18. 为了使曲柄摇杆机构顺利地通过死点位置，可以在曲柄上安装______来增大惯性（ ） A. 齿轮 B. 飞轮 C. 棘轮 D. 副轮 19. 连架杆中能整周转动的是（ ） A. 机架 B. 曲柄 C. 摇杆 D. 连杆 20. 下列机构均运用了曲柄摇杆机构，其中摇杆作为主动件的是______。（ ） A. 牛头刨床的横向进给机构 B. 草地洒水器机构 C. 家用轿车前轮转向机构 D. 缝纫机踏板机构 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 任何情况下，机器的自由度都不应该为零，因为这将导致机器无法运动。（ ） 22. 平面机构中，引入一个高副将引入1个约束。（ ） 23. 在铰链四杆机构中，传动角越大，机构的传动性能越好。（ ） 24. 构件的数量和类型对平面机构的自由度没有影响。（ ） 25. 平面连杆机构中，如果两个连杆长度相等且固定轴在连杆中点，机构的运动为椭圆运动。（ ） 26. 平面四杆机构中，杆件的个数可以少于4个。 （ ） 27. 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。（ ） 28. 行程速比系数K=1时，表示该机构具有急回运动特性。 （ ） 29. 曲柄摇杆机构中的摇杆，在两极限位置之间的夹角ψ，叫做摇杆的摆角。（ ） 30. 双曲柄机构中，若相对的两杆长度分别相等时，则这种机构的旋转方向和角速度一定相等。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是运动副？运动副如何分类？ 32. 什么是传动角，它在机构设计中的重要性是什么？ 33. 什么是机构？平面连杆机构的应用有哪些（举例说明至少三个）？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 有一曲柄摇杆机构如图所示，已知连杆、摇杆、机架长度分别为b=80cm，c=100cm，d=120cm，试求曲柄a的长度范围。 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（高职分类考试）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》机械制造类 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. 当机构的原动件数少于机构的自由度时，机构（ ） A. 运动确定 B. 运动不确定 C. 构件会损坏 D. 无法判断 【答案】B 【解析】原动件数少于自由度，无法完全确定各构件的运动，会出现运动不确定的乱动情况 。 2. 一个平面机构中，有5个活动构件，7个低副，2个高副，则该机构的自由度为（ ） A. 0 B. 3 C. 2 D. 1 【答案】D 【解析】根据自由度计算公式F = 3n - 2PL - PH（n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数），代入n = 5，PL = 7，PH = 2，可得F = 3×5 - 2×7 - 2 = 1。 3. 根据颚式破碎机示意图，下列叙述错误的是( ) A. 颚式破碎机采用的运动机构为曲柄摇杆机构 B. 颚式破碎机工作时，偏心轴承受转矩和弯矩 C. 颚式破碎机的运动传递顺序为：电动机一带轮一偏心轴一动颚一摆杆 D. 若以偏心轴为主动件，动颚与摆杆共线时，会出现“顶死”现象 【答案】D 【解析】曲柄摇杆机构中只有当摇杆为主动件时才存在死点，故D选项错误。 4. 由 4 个杆件组成的平面连杆机构称为（ ） A. 平面四杆机构 B. 平面连杆机构 C. 平面运动机构 D. 平面传动机构 【答案】A 【解析】平面四杆机构是由四个杆件通过转动副或其他运动副连接而成的平面连杆机构。因此，题干所述机构称为平面四杆机构，选A。 5. 平面连杆机构中，若构件数为4，低副数为4，则机构的自由度数为（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 【答案】B 【解析】根据机构自由度计算公式F=3n-2PL-PH（n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数），本题n=3（4个构件含1个固定构件）、PL=4、PH=0，代入得F=3×3-2×4=1。 6. 有一铰链四杆机构 ABCD，已知AB=30，BC=50，CD=55，AD=60，以AD杆为机架、AB杆为主动件，若使其具有急回运动特性，则机构的从动件应为（ ） A. AB杆 B. BC杆 C. CD杆 D. AD杆 【答案】C：CD杆 【解析】各杆长度中，AB=30为最短杆，AD=60为最长杆，且AB+AD=90<BC+CD=105，满足格拉肖夫条件。以AD为机架时，最短杆AB与机架相邻，机构为曲柄摇杆机构；AB可作整周转动，BC为连杆，CD只能在一定角度范围内往复摆动。以AB为主动曲柄时，曲柄匀速转动会使摇杆CD往复摆动，并因两段行程对应的曲柄转角不相等而产生急回运动。因此从动件为CD杆，选C。 7. 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100 cm，机架AD长度为120 cm，则AB杆长度的取值范围为( ) A. 60cm≤≤140cm B. 60cm≤≤100cm C. 0<≤60cm D. 0<≤100cm 【答案】C 【解析】首先要掌握草地洒水机是曲柄摇杆机构，这点最为关键，然后再根据铰链四杆机构曲柄存在的条件进行计算。 8. 铰链四杆机构各杆长度分别为AB=35mm、BC=60mm、CD=90mm、DA=100mm，若以BC杆为机架，CD为主动件，则该四杆机构与下列机构应用类型相同的是（ ） A. 车门启闭机构 B. 缝纫机踏板机构 C. 摄影平台升降机构 D. 车辆前轮转向机构 【答案】B 【解析】在这个问题中，我们要确定铰链四杆机构的类型并将其与给定的四个选项进行比较。根据题目已知条件，可以求出最长杆+最短杆小于其余连杆和（100+35＜60+90），若以BC为机架，该机构为曲柄摇杆机构，且CD主动，即摇杆主动，曲柄从动。四个选项中缝纫机踏板机构，是曲柄摇杆机构，且摇杆主动，故选B。 9. 对于铰链四杆机构类型的判别，以下哪种描述是正确的？（ ） A. 若机构中不存在无约束点，则为平行四边形机构 B. 若机构中不存在无约束点，则为菱形机构 C. 若机构中存在无约束点，则为平行四边形机构 D. 若机构中存在无约束点，则为菱形机构 【答案】C 【解析】平行四边形机构和菱形机构的判别依据是是否存在无约束点，若存在无约束点，则为平行四边形机构，否则为菱形机构。 10. 如图所示为雷达天线仰角调整机构，该机构应用了（ ） A. 双摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 曲柄摇杆机构 D. 棘轮机构 【答案】C 【解析】雷达天线仰角调整机构通常由曲柄、连杆、摇杆和机架组成，主动件连续转动，天线安装在摇杆上作往复摆动，属于曲柄摇杆机构，选A。 11. 飞机起落架收放机构属于（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 导杆机构 【答案】C 【解析】在飞机起落架的设计中，双摇杆机构能够实现较大的运动幅度和较好的稳定性。它由两个摇杆组成，通过连杆连接，可以在飞机着陆时支撑起起落架，并在起飞后将其收回到飞机体内。这种机构能够有效地转换运动，使得起落架可以平稳地展开和收回。 12. 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他两杆的长度之和，最短杆是连架杆，则该机构称为（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】A 【解析】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他两杆的长度之和，最短杆是连架杆，则该机构称为曲柄摇杆机构 。 13. 某铰链四杆机构，各杆长分别为：=10cm，=25cm，=20cm，=30cm，当以AD杆为机架时，此机构是______机构（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】A：曲柄摇杆机构 【解析】四杆长度中，AB=10cm为最短杆，AD=30cm为最长杆。由于AB+AD=10+30=40cm，小于BC+CD=25+20=45cm，满足格拉肖夫条件。以AD为机架时，最短杆AB与机架相邻，AB可以整周转动，另一根与机架相连的杆CD只能往复摆动，因此该机构为曲柄摇杆机构，选A。 14. 如图所示，油田抽油机驱动机构ABCD采用的是（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 双摇杆机构 C. 双曲柄机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】A 【解析】油田抽油机的驱动机构通常由曲柄、连杆、摇杆和机架组成。曲柄连续转动，通过连杆带动摇杆作往复摆动，从而实现抽油杆的上下往复运动，属于曲柄摇杆机构，选A。 15. 当铰链四杆机构的各杆长度满足曲柄存在的条件时，若以最短杆的相邻杆作为机架，则该机构为( ) A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】A 【解析】知识点：铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：各杆长度满足曲柄存在的条件即：最短杆+最长杆 ≤其余两杆之和；⑴取最短杆为（连架杆）时，构成曲柄摇杆机构；⑵取最短杆为（机架）时，构成双曲柄机构；⑶取最短杆为（连杆）时，构成双摇杆机构题目中铰链四杆机构的各杆长度满足曲柄存在的条件，且最短杆的相邻杆为机架，则最短杆为连架杆，符合（1）.故为曲柄摇杆机构。 16. 一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则将演化为（ ） A. 双摇杆机构 B. 曲柄摇杆机构 C. 双曲柄机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】C 【解析】曲柄摇杆机构中，原曲柄为最短杆且与机架相邻。将原曲柄改作机架后，原机架和原连杆均可相对新机架连续转动，机构演化为双曲柄机构，选A。 17. 图示铰链四杆机构中，属于双曲柄机构的是（ ） A. （c） B. （b） C. （a） D. （d） 【答案】C 【解析】双曲柄机构是以四杆机构中能够整周转动的杆为机架时形成的机构，通常满足格拉肖夫条件，并且机架为最短杆或固定条件使两连架杆均能整周转动。由于题图未提供，无法进一步核对(a)至(d)的具体构型；若(a)所示为上述构型，则选A。 18. 为了使曲柄摇杆机构顺利地通过死点位置，可以在曲柄上安装______来增大惯性（ ） A. 齿轮 B. 飞轮 C. 棘轮 D. 副轮 【答案】B 【解析】曲柄摇杆机构通过死点位置时，驱动力矩可能较小，机构容易停滞。在曲柄上安装飞轮，可以储存和释放动能，利用惯性帮助曲柄越过死点位置，因此选B。 19. 连架杆中能整周转动的是（ ） A. 机架 B. 曲柄 C. 摇杆 D. 连杆 【答案】B 【解析】连架杆是与机架相连接的活动构件。能够作整周转动的连架杆称为曲柄；只能在一定角度范围内往复摆动的连架杆称为摇杆。因此能整周转动的是曲柄，选B。 20. 下列机构均运用了曲柄摇杆机构，其中摇杆作为主动件的是______。（ ） A. 牛头刨床的横向进给机构 B. 草地洒水器机构 C. 家用轿车前轮转向机构 D. 缝纫机踏板机构 【答案】D 【解析】缝纫机踏板机构中，脚踏板作为主动件往复摆动，通过连杆带动曲柄转动，属于摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构。牛头刨床横向进给机构、草地洒水器机构和汽车前轮转向机构通常不是该题所指的摇杆主动形式，因此选D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 任何情况下，机器的自由度都不应该为零，因为这将导致机器无法运动。（ ） 【答案】错误 【解析】机器的自由度为零意味着机器具有确定的运动，这通常是设计时所期望的。例如，许多机械结构在工作时需要精确控制其运动，自由度为零可以确保这种精确性。 22. 平面机构中，引入一个高副将引入1个约束。（ ） 【答案】正确 【解析】在平面机构中，引入一个高副将引入1个约束，保留2个自由度。 23. 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】传动角是连杆与从动件之间的夹角，传动角越接近90°，从动件所获得的有效分力越大，机构的传力性能越好。在通常将传动角取为锐角的约定下，传动角增大表示传动性能改善，因此题述判断为正确。 24. 构件的数量和类型对平面机构的自由度没有影响。（ ） 【答案】错误 【解析】构件的数量和类型对平面机构的自由度有重要影响。自由度是根据机构内构件的数量和类型来计算的，因此构件的数量和类型会直接影响机构的自由度。 25. 平面连杆机构中，如果两个连杆长度相等且固定轴在连杆中点，机构的运动为椭圆运动。（ ） 【答案】错误 【解析】如果两个连杆长度相等且固定轴在连杆中点，机构的运动为圆周运动。 26. 平面四杆机构中，杆件的个数可以少于4个。 （ ） 【答案】错误 【解析】平面四杆机构由机架、两个连架杆和一个连杆共四个杆件组成，杆件数少于4个就不能构成平面四杆机构。因此题述“杆件的个数可以少于4个”错误。 27. 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】压力角是从动件受力方向与从动件速度方向之间的夹角。压力角越大，有效分力越小，传递给从动件的有效动力越小，机构的传力性能和效率越差。因此题述“压力角越大，动力传递性越好”错误。 28. 行程速比系数K=1时，表示该机构具有急回运动特性。 （ ） 【答案】错误 【解析】行程速比系数K是从动件工作行程平均速度与回程平均速度之比。K=1表示工作行程和回程的平均速度相等，机构没有急回特性；只有K>1时才具有急回运动特性。因此题述判断错误。 29. 曲柄摇杆机构中的摇杆，在两极限位置之间的夹角ψ，叫做摇杆的摆角。（ ） 【答案】正确 【解析】曲柄摇杆机构中，摇杆往复摆动时，在两个极限位置之间所经过的角度称为摇杆的摆角，通常用ψ表示。因此题述判断正确。 30. 双曲柄机构中，若相对的两杆长度分别相等时，则这种机构的旋转方向和角速度一定相等。（ ） 【答案】错误 【解析】双曲柄机构中，相对的两杆长度相等时，可能形成平行四边形机构或反平行四边形机构。平行四边形机构中两曲柄同向转动且角速度相等；反平行四边形机构中两曲柄的转动方向关系不同。因此仅由相对两杆长度分别相等，不能断定旋转方向和角速度一定相等，题述判断错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是运动副？运动副如何分类？ 【答案】定义：运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的连接 。- 分类：- 按接触形式分：面接触的为低副，如转动副、移动副；点或线接触的为高副，如齿轮啮合、凸轮与从动件接触 。- 按相对运动范围分：平面运动副（两构件相对运动在同一平面或相互平行平面内）和空间运动副（两构件相对运动不在同一平面内） 。 【解析】运动副的分类是研究机构运动和力学性能的基础，不同类型运动副的特性影响机构的运动形式和承载能力 。 32. 什么是传动角，它在机构设计中的重要性是什么？ 【答案】传动角是指在曲柄摇杆机构中，连杆与摇杆之间的夹角。在机构设计中，传动角越大，意味着机构的传动效率越高，因此设计时应尽可能使传动角保持在一个较大的值。 【解析】传动角是连杆与从动件之间所夹的锐角，用于衡量机构传递运动和动力的能力。传动角越接近90°，连杆作用力沿从动件运动方向的有效分力越大，压力角越小，机构的传力性能越好、受力越合理。因此在机构设计中，应使传动角在工作过程中尽量接近90°，并避免传动角过小，以减小压力角、降低运动副受力和摩擦损失。 33. 什么是机构？平面连杆机构的应用有哪些（举例说明至少三个）？ 【答案】机器中具有确定的相对运动并能完成传递运动、力或改变运动形式的实体组合称为机构。曲柄摇杆机构应用于缝纫机踏板机构，双曲柄机构应用于车门启闭机构，双摇杆机构应用于鹤式起重机。 【解析】机构是由若干构件通过运动副连接而成的、具有确定相对运动的构件组合，主要用于传递运动和动力或改变运动形式。平面连杆机构的应用广泛，例如：缝纫机踏板机构采用曲柄摇杆机构，将踏板的往复摆动转化为曲柄的连续转动；车门铰链等启闭机构可采用双曲柄或其他平面四杆机构，实现门体的转动和定位；鹤式起重机的变幅机构可采用双摇杆机构，使吊臂进行摆动变幅。其他如油田抽油机、草地洒水器和汽车前轮转向机构，也可采用平面四杆机构。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 有一曲柄摇杆机构如图所示，已知连杆、摇杆、机架长度分别为b=80cm，c=100cm，d=120cm，试求曲柄a的长度范围。 【答案】由条件得知，AD杆为最长杆且为机架，AB杆为曲柄，则为最短杆，由AD+AB≤BC+CD得20cm+a≤80cm+100cm，所以a≤60cm，但长度要大于0，因此曲柄a的长度范围为0<a≤60cm。 【解析】各杆长度满足曲柄存在的条件即：最短杆+最长杆 ≤其余两杆之和；取最短杆为（连架杆）时，构成曲柄摇杆机构。 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 $