第12卷 常用机构（中）——含移动副四杆与凸轮机构 湖南省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第3版） 常用机构（中）——含移动副四杆与凸轮机构 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3分，共60分） 1. 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。 2. 曲柄滑块机构的滑块与导轨之间构成的运动副是（ ） A. 移动副 B. 高副 C. 转动副 D. 螺旋副 【答案】A 【解析】曲柄滑块机构中，滑块与导轨之间只允许沿导轨方向作相对直线移动，且两构件为面接触，故构成的运动副是移动副（低副）。因此答案选A。 3. 如图所示为机械式打字机换行机构，棘轮带动输纸皮棍做步进运动，下列叙述错误的是（ ） A. 图中采用了双摇杆机构，主动摇杆随凸轮轮廓曲线做往复摆动，从动摇杆带动棘爪推动棘轮做周期性停歇间隔的单向运动 B. 该机构为高副机构，在图示中棘轮处于静止状态 C. 图中采用了棘轮机构，结构简单，运动可靠，可灵活调节棘轮动、停时间；传动精度平稳性差，适用于低速、轻载场合 D. 图中采用了凸轮机构，滚子接触，承载能力较大，对于较复杂的轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律 【答案】D 4. 铰链四杆机构ABCD各杆的长度分别是40mm，90mm，55mm，100mm。如果取杆为机架，则该机构是（ ） A. 双曲柄机构 B. 双摇杆机构 C. 曲柄摇杆机构 D. 转动导杆机构 【答案】A 【解析】杆长条件检验：最短杆AB=40mm，最长杆AD=100mm，最短杆与最长杆之和40+100=140mm，其余两杆长度之和145mm，140<145，满足杆长条件。因取最短杆AB为机架，则两连架杆均可作整周转动，均为曲柄，故机构为双曲柄机构，应选B。 5. 以下哪种机构可作为防止机构逆转的装置（ ） A. 凸轮机构 B. 棘轮机构 C. 槽轮机构 D. 齿轮机构 【答案】B 【解析】棘轮机构常作为防止机构逆转的停止器，利用棘爪和棘轮的啮合限制棘轮反转；凸轮机构和槽轮机构一般不具备此功能，所以选B。 6. 凸轮机构中，凸轮的基圆是什么（ ） A. 凸轮的最大直径 B. 凸轮的最小直径 C. 凸轮的圆心处的圆 D. 凸轮的法向高度最大值处的圆 【答案】C 【解析】基圆（基准圆）是指以凸轮回转中心为圆心、以凸轮轮廓最小向径为半径所作的圆，因此应选C。 7. 如图所示的铰链四杆机构ABCD中，如果以AB 为机架，当机构为双摇杆机构时，各杆的长度可为（ ） A. AB=120， BC=150， CD=175， AD=200 B. AB=200， BC=170， CD=165， AD=130 C. AB=175， BC=130， CD=185， AD=200 D. AB=150， BC=130， CD=165， AD=200 【答案】D 8. 凸轮机构中，凸轮的基圆直径与凸轮的转动角度之间的关系（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 成平方关系 【答案】C 【解析】凸轮基圆半径是设计时确定的常数，其直径不随凸轮转动角度变化；凸轮转动时从动件位移变化，但基圆大小不变，故二者无关，应选C。 9. 在内燃机配气凸轮机构中，凸轮与从动件之间的锁合是利用（ ） A. 重力 B. 从动件末端结构 C. 凸轮凹槽轮廓 D. 弹簧力 【答案】D 【解析】内燃机配气凸轮机构中，凸轮与从动件（气门挺杆等）之间依靠气门弹簧的弹力始终保持接触，属于力锁合，因此选B。 10. 如图所示的惯性筛机构示意图，若机架AD长度为50 cm，两连架杆AB、CD杆长度分别为150 cm、100 cm，则连杆BC长度L的取值范围是______。（ ） A. 50 cm≤L≤150 cm B. 100 cm≤L≤150 cm C. 150 cm≤L≤200 cm D. 100 cm≤L≤200 cm 【答案】D 11. 凸轮机构中，凸轮的形状对机构的运动有重要影响，凸轮的形状通常分为哪几种类型（ ） A. 圆形、方形、三角形 B. 正方形、长方形、圆形 C. 方形、梯形、椭圆形 D. 圆形、椭圆形、心形 【答案】D 【解析】按凸轮轮廓的几何形状，常见有圆形凸轮（偏心圆盘）、椭圆凸轮、心形凸轮等，因此选B。 12. 下面运动副中，属于高副的是（ ） A. 螺旋副 B. 转动副 C. 移动副 D. 齿轮副 【答案】D 【解析】齿轮副通过齿面接触传递运动，属于点、线接触的高副，故选D。 13. 下列关于凸轮机构的表述，正确的是（ ） A. 凸轮作从动件 B. 从动件只能做摆动 C. 通常不用于高速启动 D. 不能用于运动规律要求严格的场合 【答案】C 【解析】凸轮机构运动中易产生冲击和振动，通常不用于高速启动，因此选C。 14. 下图为汽车发动机配气机构传动示意图，叙述错误的是（ ） A. 滚子链由内链板、外链板、套筒、销轴和滚子组成 B. 为保证同步带传动同步，防止发生干涉现象，安装同步带时，应先固定张紧轮，后安装同步带 C. 曲轴常用于往复式运动机械中，通过曲轴可以实现直线运动与旋转运动的转换 D. 该机构中的凸轮按照形状和运动形式分属于盘形凸轮 【答案】B 【解析】为保证同步带传动同步，防止发生干涉现象，安装同步带时，先安装同步带，后固定张紧轮。 15. _________对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。（ ） A. 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 D. 移动从动件 【答案】A 【解析】尖顶式从动杆的理论轮廓与实际轮廓重合，对复杂凸轮轮廓也能准确获得所需运动规律，故选A。 16. 凸轮机构中，从动件的运动规律取决于（ ） A. 凸轮的转速 B. 凸轮的轮廓曲线 C. 凸轮的形状 D. 从动件的形状 【答案】B 【解析】凸轮轮廓曲线决定了凸轮与从动件接触点的位置变化，从而决定从动件的运动规律 。 17. 凸轮机构最常用的运动形式凸轮回转时，从动件作______的运动循环。（ ） A. 升停降停 B. 升升降降 C. 升停停降 D. 升降停升 【答案】A 【解析】AB:升；BC:停；CD:降；DA：停 18. 凸轮机构从动杆的运动规律，其决定的因素是凸轮的（ ） A. 滚子 B. 压力角 C. 轮廓曲线 D. 形状 【答案】C 【解析】凸轮机构从动杆的运动规律是由凸轮的轮廓曲线决定的。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作为主动件，进行等速回转运动或往复直线运动。凸轮的轮廓曲线形状直接影响从动杆的运动方式，包括位移、速度和加速度的变化。 19. 下述几种运动规律中，______既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击可用于高速场合（ ） A. 等速运动规律 B. 简谐运动规律(余弦加速度运动规律) C. 等加速等减速运动规律 D. 摆线运动规律(正弦加速度运动规律) 【答案】D 【解析】摆线运动规律在行程两端速度、加速度均为零，加速度连续变化，无刚性冲击和柔性冲击，适用于高速场合。 20. 在凸轮机构中，凸轮的轮廓形状决定了（ ） A. 从动件的运动方向 B. 从动件的运动速度 C. 从动件的运动轨迹 D. 从动件的加速度 【答案】C 【解析】凸轮轮廓与从动件的接触位置随转角变化，直接决定从动件的运动轨迹，故选C。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 利用改变构件之间相对长度的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构（ ） 【答案】正确 【解析】改变各构件相对长度可改变机构运动形式，满足条件时曲柄摇杆机构可转化为双摇杆机构，故正确。 22. 在曲柄摇杆机构中，如果将摇杆改为机架，即得到双摇杆机构。（ ） 【答案】正确 【解析】在曲柄摇杆机构中，则最短杆为曲柄。最短杆对杆为机架时，即得到双摇杆机构。 23. 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。 24. 尖顶式从动件一般用于重载、动作灵敏的场合。（ ） 【答案】错误 【解析】尖顶式从动件一般用于动作灵敏、传力较小的场合，不适宜用于重载。 25. 凸轮机构结构简单、紧凑，工作可靠。但是，凸轮从动件容易磨损，所以凸轮机构用在传递动力不大的场合。（ ） 【答案】正确 【解析】凸轮机构结构紧凑、运动可靠，但凸轮与从动件接触处易磨损，不宜传递较大动力，故正确。 26. 刀具进给凸轮机构，凸轮和从动件利用重力进行锁合。（ ） 【答案】错误 【解析】刀具进给凸轮机构，凸轮和从动件利用形锁合，即依靠凸轮凹槽两侧的轮廓曲线或从动件的特殊构造进行锁合。 27. 下图为从动件末端结构形式，图a、b、c、d从动件作往复直线移动，图e、f、g、h从动件作往复摆动（ ） 【答案】正确 【解析】图a、b、c、d所示的为移动（直动）从动件，图e、f、g、h所示的为摆动从动件。 28. 从动件作等速运动，将产生刚性冲击，而等加速等减速运动不产生冲击。（ ） 【答案】错误 【解析】等加速等减速运动产生柔性约束 29. 凸轮机构的运动分析中，凸轮的转动角度不影响从动件的运动轨迹。（ ） 【答案】错误 【解析】凸轮的转动角度直接影响从动件的运动轨迹和速度。 30. 尖顶式从动件的承载能力比滚子式从动件强。（ ） 【答案】错误 【解析】尖顶式从动件与凸轮点接触，承载能力弱，滚子式从动件通过滚子接触，摩擦、磨损小且能传递较大动力，承载能力更强。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述凸轮基圆的概念。 【答案】以凸轮的最小径向尺寸为半径所作的圆称为基圆。 【解析】基圆是以凸轮轮廓最小径向尺寸为半径、以回转中心为圆心所作的圆。 32. 如图所示为港口起重用吊车，吊钩上重物G的移动轨迹近似水平线。问此吊车应用了哪种铰链四杆机构?指出该机构中各杆件的名称。 【答案】（1）此吊车应用了双摇杆机构。 （2）该机构中BF、CD杆是摇杆；BC杆是连杆；FD杆是机架。 【解析】（1）此吊车应用了双摇杆机构。 （2）该机构中BF、CD杆是摇杆；BC杆是连杆；FD杆是机架。 33. 简述凸轮机构的组成及优缺点。 【答案】由凸轮、从动件和机架组成。优点是能实现复杂运动规律，结构简单紧凑，设计简单。缺点是点或线接触，不便于润滑、易损，凸轮加工难、费用高，不适合高速重载，从动件行程不能过大。 【解析】凸轮、从动件和机架构成凸轮机构。其通过轮廓实现预定复杂运动，结构紧凑；但接触处润滑和磨损条件较差，凸轮加工成本高，故不宜高速重载及大行程。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某自动冲压送料装置中，曲柄滑块机构用于驱动冲头往复运动，曲柄半径为 30 mm，连杆长度为 150 mm，曲柄转速为 120 r/min。装置中的盘形凸轮与曲柄同轴等速转动，采用直动滚子从动件。凸轮基圆半径为 40 mm，从动件升程为 20 mm，凸轮转过 时完成升程，随后停歇 ；再转过 完成回程，最后停歇 。升程段和回程段均采用等速运动规律。（1）计算冲头的行程以及完成一次往复运动所需的时间。（2）凸轮从升程开始转过 时，计算从动件的位移和滚子中心所在理论轮廓点到凸轮轴心的距离，并指出该凸轮机构的类型。（3）简述采用滚子从动件的盘形凸轮轮廓绘制步骤，并说明凸轮工作表面常用的材料及其性能要求。 【答案】（1）曲柄滑块机构中，冲头行程为。曲柄转一周完成一次往复运动，周期为。因此，冲头行程为 60 mm，完成一次往复运动需 0.5 s。（2）升程段采用等速运动规律，从动件位移为。理论轮廓点到凸轮轴心的距离为。该机构属于直动滚子从动件盘形凸轮机构。（3）先以凸轮轴心为圆心、基圆半径为 40 mm 绘制基圆；按运动规律划分升程、停歇、回程和停歇的角度范围；在各分度位置量取从动件位移，确定滚子中心的理论轮廓点；以各理论轮廓点为圆心、滚子半径为半径绘制滚子圆，其内包络线即为凸轮实际轮廓。凸轮常用 45 钢表面淬火或合金渗碳钢制造，要求工作表面具有较高的硬度、耐磨性和抗接触疲劳能力。 【解析】（1）曲柄滑块机构的滑块行程等于曲柄直径，运动周期等于曲柄转一周的时间。（2）等速升程时，位移与转角成正比，理论轮廓半径等于基圆半径与从动件位移之和。（3）凸轮轮廓由滚子中心理论轨迹的等距包络形成，材料需满足耐磨和抗疲劳要求。 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 $ 湖南省（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第3版） 常用机构（中）——含移动副四杆与凸轮机构 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3分，共60分） 1. 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 2. 曲柄滑块机构的滑块与导轨之间构成的运动副是（ ） A. 移动副 B. 高副 C. 转动副 D. 螺旋副 3. 如图所示为机械式打字机换行机构，棘轮带动输纸皮棍做步进运动，下列叙述错误的是（ ） A. 图中采用了双摇杆机构，主动摇杆随凸轮轮廓曲线做往复摆动，从动摇杆带动棘爪推动棘轮做周期性停歇间隔的单向运动 B. 该机构为高副机构，在图示中棘轮处于静止状态 C. 图中采用了棘轮机构，结构简单，运动可靠，可灵活调节棘轮动、停时间；传动精度平稳性差，适用于低速、轻载场合 D. 图中采用了凸轮机构，滚子接触，承载能力较大，对于较复杂的轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律 4. 铰链四杆机构ABCD各杆的长度分别是40mm，90mm，55mm，100mm。如果取杆为机架，则该机构是（ ） A. 双曲柄机构 B. 双摇杆机构 C. 曲柄摇杆机构 D. 转动导杆机构 5. 以下哪种机构可作为防止机构逆转的装置（ ） A. 凸轮机构 B. 棘轮机构 C. 槽轮机构 D. 齿轮机构 6. 凸轮机构中，凸轮的基圆是什么（ ） A. 凸轮的最大直径 B. 凸轮的最小直径 C. 凸轮的圆心处的圆 D. 凸轮的法向高度最大值处的圆 7. 如图所示的铰链四杆机构ABCD中，如果以AB 为机架，当机构为双摇杆机构时，各杆的长度可为（ ） A. AB=120， BC=150， CD=175， AD=200 B. AB=200， BC=170， CD=165， AD=130 C. AB=175， BC=130， CD=185， AD=200 D. AB=150， BC=130， CD=165， AD=200 8. 凸轮机构中，凸轮的基圆直径与凸轮的转动角度之间的关系（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 成平方关系 9. 在内燃机配气凸轮机构中，凸轮与从动件之间的锁合是利用（ ） A. 重力 B. 从动件末端结构 C. 凸轮凹槽轮廓 D. 弹簧力 10. 如图所示的惯性筛机构示意图，若机架AD长度为50 cm，两连架杆AB、CD杆长度分别为150 cm、100 cm，则连杆BC长度L的取值范围是______。（ ） A. 50 cm≤L≤150 cm B. 100 cm≤L≤150 cm C. 150 cm≤L≤200 cm D. 100 cm≤L≤200 cm 11. 凸轮机构中，凸轮的形状对机构的运动有重要影响，凸轮的形状通常分为哪几种类型（ ） A. 圆形、方形、三角形 B. 正方形、长方形、圆形 C. 方形、梯形、椭圆形 D. 圆形、椭圆形、心形 12. 下面运动副中，属于高副的是（ ） A. 螺旋副 B. 转动副 C. 移动副 D. 齿轮副 13. 下列关于凸轮机构的表述，正确的是（ ） A. 凸轮作从动件 B. 从动件只能做摆动 C. 通常不用于高速启动 D. 不能用于运动规律要求严格的场合 14. 下图为汽车发动机配气机构传动示意图，叙述错误的是（ ） A. 滚子链由内链板、外链板、套筒、销轴和滚子组成 B. 为保证同步带传动同步，防止发生干涉现象，安装同步带时，应先固定张紧轮，后安装同步带 C. 曲轴常用于往复式运动机械中，通过曲轴可以实现直线运动与旋转运动的转换 D. 该机构中的凸轮按照形状和运动形式分属于盘形凸轮 15. _________对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。（ ） A. 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C. 平底式从动杆 D. 移动从动件 16. 凸轮机构中，从动件的运动规律取决于（ ） A. 凸轮的转速 B. 凸轮的轮廓曲线 C. 凸轮的形状 D. 从动件的形状 17. 凸轮机构最常用的运动形式凸轮回转时，从动件作______的运动循环。（ ） A. 升停降停 B. 升升降降 C. 升停停降 D. 升降停升 18. 凸轮机构从动杆的运动规律，其决定的因素是凸轮的（ ） A. 滚子 B. 压力角 C. 轮廓曲线 D. 形状 19. 下述几种运动规律中，______既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击可用于高速场合（ ） A. 等速运动规律 B. 简谐运动规律(余弦加速度运动规律) C. 等加速等减速运动规律 D. 摆线运动规律(正弦加速度运动规律) 20. 在凸轮机构中，凸轮的轮廓形状决定了（ ） A. 从动件的运动方向 B. 从动件的运动速度 C. 从动件的运动轨迹 D. 从动件的加速度 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 利用改变构件之间相对长度的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构（ ） 22. 在曲柄摇杆机构中，如果将摇杆改为机架，即得到双摇杆机构。（ ） 23. 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（ ） 24. 尖顶式从动件一般用于重载、动作灵敏的场合。（ ） 25. 凸轮机构结构简单、紧凑，工作可靠。但是，凸轮从动件容易磨损，所以凸轮机构用在传递动力不大的场合。（ ） 26. 刀具进给凸轮机构，凸轮和从动件利用重力进行锁合。（ ） 27. 下图为从动件末端结构形式，图a、b、c、d从动件作往复直线移动，图e、f、g、h从动件作往复摆动（ ） 28. 从动件作等速运动，将产生刚性冲击，而等加速等减速运动不产生冲击。（ ） 29. 凸轮机构的运动分析中，凸轮的转动角度不影响从动件的运动轨迹。（ ） 30. 尖顶式从动件的承载能力比滚子式从动件强。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述凸轮基圆的概念。 32. 如图所示为港口起重用吊车，吊钩上重物G的移动轨迹近似水平线。问此吊车应用了哪种铰链四杆机构?指出该机构中各杆件的名称。 33. 简述凸轮机构的组成及优缺点。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某自动冲压送料装置中，曲柄滑块机构用于驱动冲头往复运动，曲柄半径为 30 mm，连杆长度为 150 mm，曲柄转速为 120 r/min。装置中的盘形凸轮与曲柄同轴等速转动，采用直动滚子从动件。凸轮基圆半径为 40 mm，从动件升程为 20 mm，凸轮转过 时完成升程，随后停歇 ；再转过 完成回程，最后停歇 。升程段和回程段均采用等速运动规律。（1）计算冲头的行程以及完成一次往复运动所需的时间。（2）凸轮从升程开始转过 时，计算从动件的位移和滚子中心所在理论轮廓点到凸轮轴心的距离，并指出该凸轮机构的类型。（3）简述采用滚子从动件的盘形凸轮轮廓绘制步骤，并说明凸轮工作表面常用的材料及其性能要求。 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 $