江苏省（职教高考）机电类 《机械基础》项目一任务四 45分钟专题训练卷

江苏省（职教高考）机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共245份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《金属加工基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机电类 《机械基础》 项目一：机器与机构 任务四：运动副的自由度与约束 时间：45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. 两个构件直接接触并能按规定相对运动，这种连接称为（ ） A. 机械 B. 运动副 C. 机构 D. 构件 2. 运动副是指（ ） A. 两构件直接接触并能产生确定相对运动的连接 B. 两构件间只传递动力而不发生相对运动的连接 C. 两构件通过中间件实现完全固定的连接 D. 两构件仅在装配时保持接触的连接 3. 平面内作一般运动的刚体具有的自由度数为（ ） A. 3个 B. 2个 C. 1个 D. 4个 4. 平面内作一般运动的刚性构件，相对于固定构件具有几个独立自由度（ ） A. 具有1个独立自由度 B. 具有3个独立自由度 C. 具有2个独立自由度 D. 具有4个独立自由度 5. 平面转动副对两构件施加的独立约束数为（ ） A. 1个 B. 3个 C. 2个 D. 0个 6. 转动副允许两构件产生的相对运动是（ ） A. 沿运动平面内的一条直线移动 B. 绕运动平面内的一条直线转动 C. 绕垂直运动平面的轴线转动 D. 在运动平面内任意方向移动 7. 平面移动副允许两构件之间产生的相对运动是（ ） A. 绕一点相对转动 B. 沿任意方向相对移动 C. 绕任意轴相对转动 D. 沿一条确定方向相对移动 8. 移动副允许两构件产生的相对运动是（ ） A. 绕垂直运动平面的轴线转动 B. 沿两条相互垂直的直线移动 C. 绕运动平面内的一条直线转动 D. 沿运动平面内一条直线移动 9. 凸轮与从动件组成的运动副属于（ ） A. 高副 B. 转动副 C. 移动副 D. 螺旋副 10. 关于低副的说法，正确的是（ ） A. 通过两个构件的面接触形成 B. 通过两个构件的点接触形成 C. 通过两个构件的线接触形成 D. 通过两个构件的固定连接形成 11. 平面转动副限制两个构件之间的（ ）个相对运动自由度。 A. 一个平动自由度 B. 两个相对自由度 C. 三个转动自由度 D. 四个空间自由度 12. 运动副对构件相对运动的约束，实质上是（ ） A. 增加构件之间的相对自由度 B. 减少构件之间的一个独立自由度 C. 改变构件材料的强度等级 D. 增大机构所需的驱动力矩 13. 两个平面构件通过移动副连接后，该运动副允许两构件之间发生的相对运动是（ ） A. 沿导路的相对移动 B. 绕连接点的相对转动 C. 任意方向的平面移动 D. 平移转动复合运动 14. 在平面机构中，转动副和移动副各具有一个相对运动自由度，因此每个运动副分别限制（ ）个相对运动自由度。 A. 转动副限制一个，移动副限制一个 B. 转动副限制两个，移动副限制两个 C. 转动副限制两个，移动副限制一个 D. 转动副限制一个，移动副限制两个 15. 计算平面机构自由度时，若活动构件数为 ，低副数为 ，高副数为 ，常用公式是（ ） A. B. C. D. 16. 平面机构中，若活动构件数为 n，低副数为 ，高副数为 ，则其自由度计算公式为（ ） A. F＝3n－2＋ B. F＝3n－－2 C. F＝3n－2－2 D. F＝3n－2－ 17. 某平面机构有4个活动构件、5个低副且无高副，则其自由度数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 18. 某平面机构有4个活动构件、5个低副，且没有高副。若机构要实现确定运动，所需独立输入数为（ ） A. 自由度为1，需1个独立输入 B. 自由度为1，需2个独立输入 C. 自由度为2，需2个独立输入 D. 自由度为2，需1个独立输入 19. 某平面机构有机架和5个活动构件，构件间形成6个低副和1个高副，不计复合副及局部自由度。若将其中1个高副改为低副，其他条件不变，则改造前后的自由度数分别为（ ） A. 2和1 B. 1和2 C. 2和3 D. 3和2 20. 某平面机构有6个活动构件、7个转动副、1个移动副和1个高副。若将该高副改为一个低副，则自由度变化为（ ） A. 原自由度为1，替换后为0，机构将失去独立运动 B. 原自由度为2，替换后为1，机构仍需两个输入 C. 原自由度为1，替换后为2，机构运动更加灵活 D. 原自由度为0，替换后为1，机构获得独立运动 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 两构件通过面接触形成的运动副称为______，通过点或线接触形成的运动副称为______。 22. 平面内作一般运动的刚体具有______个自由度，一个平面转动副保留______个相对自由度。 23. 平面高副通常保留______个相对自由度，并对两构件形成______个约束。 24. 平面机构中，固定构件相对于机架的自由度为______，受到的约束数为______。 25. 一个作平面运动的自由构件具有______个自由度；若通过转动副与机架连接，则该构件还剩______个自由度。 26. 平面移动副允许两构件沿导路作相对______，并限制相对______和另一方向的相对移动。 27. 某平面四杆机构含机架在内共有4个构件，具有4个转动副且无高副，则其自由度为______，属于______机构。 28. 某平面机构含机架在内共有5个构件，设有4个转动副和1个移动副，且无高副，则其自由度为______。 29. 三个构件在同一处通过一个销轴连接组成复合铰链时，计算自由度时应按______个转动副计数。 30. 某平面机构含机架在内有6个构件、7个低副和0个高副，另有1个局部自由度及1个虚约束，则该机构的实际自由度为______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 平面内自由运动的刚体具有三个自由度，即沿两个坐标轴方向的移动和绕垂直于平面的轴线转动。（ ） 32. 平面转动副允许两构件相对转动，限制两构件沿平面内两个方向的相对移动。（ ） 33. 平面移动副允许两构件沿规定方向相对移动，同时限制相对转动和垂直于移动方向的移动。（ ） 34. 平面高副通常只允许两构件相对转动，不能产生相对移动。（ ） 35. 运动副的约束越多，两构件之间保留的相对自由度就越少。（ ） 36. 在平面机构中，移动副和转动副都只允许两构件之间保留一个相对运动自由度。（ ） 37. 计算平面机构自由度时，活动构件数应包括机架。（ ） 38. 在不存在虚约束和局部自由度的情况下，平面机构的自由度可按 计算。（ ） 39. 由三个活动构件和四个转动副组成的平面四杆机构，其自由度为两个。（ ） 40. 若平面机构中存在虚约束，仍直接套用未修正的自由度公式，所得自由度可能小于机构的实际自由度。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述平面运动副中自由度与约束的基本含义，并说明转动副和移动副各具有几个相对自由度和约束。 42. 比较平面转动副与移动副在相对运动形式和约束作用方面的主要区别。 43. 某平面四杆机构由机架和3个活动构件组成，构件之间共有4个低副，且没有高副。计算该机构的自由度，并说明其运动是否具有确定性。 44. 某平面机构运动简图中，两个构件通过转动副连接，另有一个构件通过移动副与机架连接。简述绘制该简图和计算机构自由度时应注意的要点。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某自动送料装置采用平面连杆机构传递动力。设计方案甲为六杆机构，包括机架在内共有6个构件，构件之间设置7个转动副；设计方案乙为五杆机构，包括机架在内共有5个构件，构件之间设置5个转动副。现将转动副视为低副，暂不考虑构件变形和间隙。（1）根据平面机构自由度计算公式，分别计算方案甲的独立运动数、约束数及自由度。（2）计算方案乙的自由度，并判断两种方案能否均采用一个主动构件驱动。（3）若要求方案乙也能由一个主动构件稳定驱动，提出一种合理的改进措施，并说明改进后的自由度变化。 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 $ 江苏省（职教高考）机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共245份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《金属加工基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机电类 《机械基础》 项目一：机器与机构 任务四：运动副的自由度与约束 时间：45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. 两个构件直接接触并能按规定相对运动，这种连接称为（ ） A. 机械 B. 运动副 C. 机构 D. 构件 【答案】B 【解析】运动副是两个构件直接接触并组成具有确定相对运动的连接。 2. 运动副是指（ ） A. 两构件直接接触并能产生确定相对运动的连接 B. 两构件间只传递动力而不发生相对运动的连接 C. 两构件通过中间件实现完全固定的连接 D. 两构件仅在装配时保持接触的连接 【答案】A 【解析】运动副由两个构件直接接触形成，并使两构件具有确定的相对运动。 3. 平面内作一般运动的刚体具有的自由度数为（ ） A. 3个 B. 2个 C. 1个 D. 4个 【答案】A 【解析】平面刚体可沿两个坐标方向移动，并可绕垂直于平面的轴转动，因此具有3个自由度。 4. 平面内作一般运动的刚性构件，相对于固定构件具有几个独立自由度（ ） A. 具有1个独立自由度 B. 具有3个独立自由度 C. 具有2个独立自由度 D. 具有4个独立自由度 【答案】B 【解析】平面刚性构件可沿两个坐标方向移动，并绕垂直于平面的轴线转动，因此有3个自由度。 5. 平面转动副对两构件施加的独立约束数为（ ） A. 1个 B. 3个 C. 2个 D. 0个 【答案】C 【解析】平面转动副只允许相对转动，限制两个相对移动自由度，因此提供2个独立约束。 6. 转动副允许两构件产生的相对运动是（ ） A. 沿运动平面内的一条直线移动 B. 绕运动平面内的一条直线转动 C. 绕垂直运动平面的轴线转动 D. 在运动平面内任意方向移动 【答案】C 【解析】转动副限制两构件的相对移动，只允许两构件绕垂直于运动平面的轴线转动。 7. 平面移动副允许两构件之间产生的相对运动是（ ） A. 绕一点相对转动 B. 沿任意方向相对移动 C. 绕任意轴相对转动 D. 沿一条确定方向相对移动 【答案】D 【解析】移动副只允许两构件沿确定方向相对移动，并限制相对转动及其他方向的移动。 8. 移动副允许两构件产生的相对运动是（ ） A. 绕垂直运动平面的轴线转动 B. 沿两条相互垂直的直线移动 C. 绕运动平面内的一条直线转动 D. 沿运动平面内一条直线移动 【答案】D 【解析】移动副限制相对转动，只允许两构件沿规定方向作相对直线移动。 9. 凸轮与从动件组成的运动副属于（ ） A. 高副 B. 转动副 C. 移动副 D. 螺旋副 【答案】A 【解析】凸轮与从动件通常通过点或线接触传递运动，属于高副。 10. 关于低副的说法，正确的是（ ） A. 通过两个构件的面接触形成 B. 通过两个构件的点接触形成 C. 通过两个构件的线接触形成 D. 通过两个构件的固定连接形成 【答案】A 【解析】低副是两构件通过面接触形成的运动副，转动副和移动副均属于低副。 11. 平面转动副限制两个构件之间的（ ）个相对运动自由度。 A. 一个平动自由度 B. 两个相对自由度 C. 三个转动自由度 D. 四个空间自由度 【答案】B 【解析】平面内一个构件具有两个移动自由度和一个转动自由度。转动副只允许两构件相对转动，因此限制两个相对运动自由度。 12. 运动副对构件相对运动的约束，实质上是（ ） A. 增加构件之间的相对自由度 B. 减少构件之间的一个独立自由度 C. 改变构件材料的强度等级 D. 增大机构所需的驱动力矩 【答案】B 【解析】一个独立约束可限制一种相对运动，从而减少构件之间的一个独立自由度。 13. 两个平面构件通过移动副连接后，该运动副允许两构件之间发生的相对运动是（ ） A. 沿导路的相对移动 B. 绕连接点的相对转动 C. 任意方向的平面移动 D. 平移转动复合运动 【答案】A 【解析】移动副只允许两构件沿给定导路作相对移动，限制相对转动及垂直于导路的移动。 14. 在平面机构中，转动副和移动副各具有一个相对运动自由度，因此每个运动副分别限制（ ）个相对运动自由度。 A. 转动副限制一个，移动副限制一个 B. 转动副限制两个，移动副限制两个 C. 转动副限制两个，移动副限制一个 D. 转动副限制一个，移动副限制两个 【答案】C 【解析】平面构件之间有三个相对运动自由度。转动副允许相对转动，限制两个移动自由度；移动副允许沿导路移动，限制一个转动自由度和一个移动自由度，共限制两个自由度。 15. 计算平面机构自由度时，若活动构件数为 ，低副数为 ，高副数为 ，常用公式是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】平面机构自由度公式为 ，其中低副提供两个约束，高副提供一个约束。 16. 平面机构中，若活动构件数为 n，低副数为 ，高副数为 ，则其自由度计算公式为（ ） A. F＝3n－2＋ B. F＝3n－－2 C. F＝3n－2－2 D. F＝3n－2－ 【答案】D 【解析】平面机构中活动构件提供3n个自由度，低副和高副分别引入2个和1个约束。 17. 某平面机构有4个活动构件、5个低副且无高副，则其自由度数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】按公式计算， 等于 ，结果为2。 18. 某平面机构有4个活动构件、5个低副，且没有高副。若机构要实现确定运动，所需独立输入数为（ ） A. 自由度为1，需1个独立输入 B. 自由度为1，需2个独立输入 C. 自由度为2，需2个独立输入 D. 自由度为2，需1个独立输入 【答案】C 【解析】按自由度公式计算，F为3×4－2×5，结果为2；机构确定运动通常需要两个独立输入。 19. 某平面机构有机架和5个活动构件，构件间形成6个低副和1个高副，不计复合副及局部自由度。若将其中1个高副改为低副，其他条件不变，则改造前后的自由度数分别为（ ） A. 2和1 B. 1和2 C. 2和3 D. 3和2 【答案】A 【解析】改造前 等于 ，为2；改造后低副增至7个， 为1。 20. 某平面机构有6个活动构件、7个转动副、1个移动副和1个高副。若将该高副改为一个低副，则自由度变化为（ ） A. 原自由度为1，替换后为0，机构将失去独立运动 B. 原自由度为2，替换后为1，机构仍需两个输入 C. 原自由度为1，替换后为2，机构运动更加灵活 D. 原自由度为0，替换后为1，机构获得独立运动 【答案】A 【解析】初始自由度为3×6－2×8－1，结果为1；高副改为低副后约束增加1个，自由度降为0。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 两构件通过面接触形成的运动副称为______，通过点或线接触形成的运动副称为______。 【答案】低副；高副 【解析】低副以面接触为特征，高副以点接触或线接触为特征。 22. 平面内作一般运动的刚体具有______个自由度，一个平面转动副保留______个相对自由度。 【答案】3；1 【解析】平面刚体可沿两个坐标方向移动并绕垂直于平面的轴转动，转动副只允许相对转动。 23. 平面高副通常保留______个相对自由度，并对两构件形成______个约束。 【答案】2；1 【解析】平面高副接触条件限制一个相对运动，因此保留两个相对自由度。 24. 平面机构中，固定构件相对于机架的自由度为______，受到的约束数为______。 【答案】0；3 【解析】平面构件具有三个自由度，固定构件的移动和转动均被限制。 25. 一个作平面运动的自由构件具有______个自由度；若通过转动副与机架连接，则该构件还剩______个自由度。 【答案】3；1 【解析】平面自由构件可分别沿两个坐标方向移动并绕垂直于平面的轴转动，共有三个自由度。转动副限制两个自由度，只保留一个转动自由度。 26. 平面移动副允许两构件沿导路作相对______，并限制相对______和另一方向的相对移动。 【答案】移动；转动 【解析】移动副的唯一相对运动是沿导路的移动，因此限制两构件之间的相对转动以及不沿导路方向的移动。 27. 某平面四杆机构含机架在内共有4个构件，具有4个转动副且无高副，则其自由度为______，属于______机构。 【答案】1；单自由度 【解析】按平面机构自由度公式计算，，故为单自由度机构。 28. 某平面机构含机架在内共有5个构件，设有4个转动副和1个移动副，且无高副，则其自由度为______。 【答案】2 【解析】该机构有5个低副，，因此具有两个独立输入运动。 29. 三个构件在同一处通过一个销轴连接组成复合铰链时，计算自由度时应按______个转动副计数。 【答案】2 【解析】同一点连接的三个构件，等效形成两个独立的转动副，不能只按一个转动副计算。 30. 某平面机构含机架在内有6个构件、7个低副和0个高副，另有1个局部自由度及1个虚约束，则该机构的实际自由度为______。 【答案】1 【解析】按修正公式计算，，局部自由度和虚约束应分别修正。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 平面内自由运动的刚体具有三个自由度，即沿两个坐标轴方向的移动和绕垂直于平面的轴线转动。（ ） 【答案】正确 【解析】平面刚体可产生两个相互垂直方向的移动和一个平面内转动，共三个自由度。 32. 平面转动副允许两构件相对转动，限制两构件沿平面内两个方向的相对移动。（ ） 【答案】正确 【解析】转动副只保留一个相对转动自由度，对平面内两个方向的相对移动形成约束。 33. 平面移动副允许两构件沿规定方向相对移动，同时限制相对转动和垂直于移动方向的移动。（ ） 【答案】正确 【解析】移动副保留一个沿导路方向的移动自由度，限制另外两个相对运动。 34. 平面高副通常只允许两构件相对转动，不能产生相对移动。（ ） 【答案】错误 【解析】平面高副通常保留两个相对自由度，既可能有相对转动，也可能有沿接触处切线方向的相对移动。 35. 运动副的约束越多，两构件之间保留的相对自由度就越少。（ ） 【答案】正确 【解析】两构件平面相对运动原有三个自由度，运动副施加约束后，剩余自由度相应减少。 36. 在平面机构中，移动副和转动副都只允许两构件之间保留一个相对运动自由度。（ ） 【答案】正确 【解析】平面转动副只允许相对转动，移动副只允许沿导路相对移动，二者均保留一个相对运动自由度，同时限制另外两个相对运动自由度。 37. 计算平面机构自由度时，活动构件数应包括机架。（ ） 【答案】错误 【解析】按公式计算时，构件数通常取活动构件数，机架作为固定参考构件不计入活动构件数。 38. 在不存在虚约束和局部自由度的情况下，平面机构的自由度可按 计算。（ ） 【答案】正确 【解析】式中 为活动构件数， 为低副数， 为高副数，适用于一般平面机构自由度计算。 39. 由三个活动构件和四个转动副组成的平面四杆机构，其自由度为两个。（ ） 【答案】错误 【解析】该机构的自由度为 ，通常需要一个原动件即可确定其运动。 40. 若平面机构中存在虚约束，仍直接套用未修正的自由度公式，所得自由度可能小于机构的实际自由度。（ ） 【答案】正确 【解析】虚约束未产生独立约束，直接计入约束数会使计算自由度偏小，因此应识别并修正。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述平面运动副中自由度与约束的基本含义，并说明转动副和移动副各具有几个相对自由度和约束。 【答案】（1）自由度是构件相对于参考构件能够独立运动的数目，约束是运动副对构件相对运动所施加的限制。（2）转动副只允许两构件相对转动，具有1个相对自由度和2个约束。（3）移动副只允许两构件相对移动，具有1个相对自由度和2个约束。 【解析】平面刚体具有3个自由度。转动副和移动副均限制其他两种相对运动，因此各保留1个相对自由度，并产生2个约束。 42. 比较平面转动副与移动副在相对运动形式和约束作用方面的主要区别。 【答案】（1）转动副允许两构件绕相互连接的固定轴线作相对转动，不允许两构件发生相对移动。 （2）移动副允许两构件沿给定导路作相对移动，不允许两构件发生相对转动。 （3）在平面运动中，转动副和移动副均保留一个相对运动自由度，并分别限制另外两个相对运动自由度。 【解析】比较这两类运动副时，应先说明允许的相对运动形式，再说明对平面三个相对运动自由度的限制情况。二者的运动形式不同，但自由度和约束数量相同。 43. 某平面四杆机构由机架和3个活动构件组成，构件之间共有4个低副，且没有高副。计算该机构的自由度，并说明其运动是否具有确定性。 【答案】（1）活动构件数为3，低副数为4，高副数为0。（2）平面机构自由度公式为 。（3）代入得 。（4）该机构自由度为1，若给定一个主动件的运动，其他构件的运动通常能够确定。 【解析】平面机构自由度由活动构件数、低副数和高副数共同决定。该机构只有1个独立运动参数，因此需一个主动件即可确定机构运动。 44. 某平面机构运动简图中，两个构件通过转动副连接，另有一个构件通过移动副与机架连接。简述绘制该简图和计算机构自由度时应注意的要点。 【答案】（1）转动副应表示为两构件绕垂直于运动平面的轴线相对转动，移动副应表示为构件沿导路相对移动。（2）绘图时应保留各构件之间的连接关系和运动副类型，省略与运动无关的外形细节。（3）计算自由度时，应正确统计活动构件数、低副数和高副数，并使用 。（4）若机构计算所得自由度为1，则应设置一个独立主动件；若自由度为0，则不能形成连续相对运动。 【解析】运动简图的核心是准确表达构件连接和运动副类型。自由度计算必须以活动构件为统计对象，并根据低副和高副的约束数进行判断。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某自动送料装置采用平面连杆机构传递动力。设计方案甲为六杆机构，包括机架在内共有6个构件，构件之间设置7个转动副；设计方案乙为五杆机构，包括机架在内共有5个构件，构件之间设置5个转动副。现将转动副视为低副，暂不考虑构件变形和间隙。（1）根据平面机构自由度计算公式，分别计算方案甲的独立运动数、约束数及自由度。（2）计算方案乙的自由度，并判断两种方案能否均采用一个主动构件驱动。（3）若要求方案乙也能由一个主动构件稳定驱动，提出一种合理的改进措施，并说明改进后的自由度变化。 【答案】（1）方案甲中，除机架外的5个活动构件具有的独立运动数为。7个转动副产生的约束数为，所以自由度为。（2）方案乙的自由度为。方案甲可采用一个主动构件驱动；方案乙有两个自由度，不能仅用一个主动构件实现确定运动。（3）可在方案乙中增加一个独立的高副约束，例如设置凸轮与从动件接触。改进后，可采用一个主动构件驱动。 【解析】（1）平面机构中每个活动构件有3个自由度，每个低副提供2个约束，按计算。（2）方案乙自由度为2，输入一个独立运动后仍有一个相对运动未被确定。（3）独立高副提供1个约束，可使自由度由2降为1，但应避免约束重复。 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 $