内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》项目一任务四 45分钟专题训练卷

内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《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. 机构中自由度为零时，意味着机构处于什么状态？（ ） A. 完全静止 B. 匀速运动 C. 加速运动 D. 减速运动 【答案】A 【解析】当机构自由度为零时，所有构件都受到足够的约束，机构处于完全静止状态。 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. 1 C. 2 D. 3 【答案】B 【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. 平面运动副中，低副的自由度为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】A 【解析】低副限制两个相对运动，自由度为1。 4. 在进行平面机构自由度计算时，下列哪项通常由公式求得？（ ） A. 运动副的数量 B. 构件的数量 C. 联杆数 D. 机构的自由度 【答案】D 【解析】平面机构的自由度计算公式为F=3n-2PL-PH，其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数，F为机构的自由度。运动副数量和构件数量等数据代入公式后，可以求得机构的自由度。因此，通常由公式求得的是机构的自由度，选D。 5. 机构自由度计算公式F=3n-2PL-PH中，n表示（ ） A. 构件数 B. 低副数 C. 高副数 D. 原动件数 【答案】A 【解析】n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数，用于计算机构自由度。 6. 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。 7. ______不会影响机构自由度的计算（ ） A. 引入虚约束 B. 构件的材料 C. 引入复合铰链 D. 引入局部自由度 【答案】B 【解析】构件的材料对机构自由度的计算无直接影响。 8. 在平面运动中，转动副对两个相连构件的相对运动所起的作用是（ ） A. 保留两个平移和一个转动自由度 B. 保留一个转动自由度并限制两个平移自由度 C. 保留一个平移和两个转动自由度 D. 限制全部自由度使两构件固连 【答案】B 【解析】平面内一个刚体具有两个平移自由度和一个转动自由度。转动副允许两构件绕转动中心相对转动，同时限制两个方向的相对移动，因此相对自由度为1。 9. 转动副的约束数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】转动副只能限制两个移动自由度，约束数为 2。 10. 两构件组成运动副的条件是（ ） A. 直接接触并具有相对运动 B. 直接接触并不具有相对运动 C. 不直接接触并具有相对运动 D. 不直接接触并不具有相对运动 【答案】A 【解析】两构件组成运动副的条件是直接接触且具有相对运动 11. 两个平面构件原有3个相对自由度，采用移动副连接后，移动副对其施加的约束数为（ ） A. 限制1个相对自由度 B. 限制2个相对自由度 C. 限制3个相对自由度 D. 不限制相对自由度 【答案】B 【解析】平面移动副只允许两构件沿导路方向相对移动，限制了垂直于导路的移动和相对转动，因此施加2个约束，相对自由度剩余1个。 12. 两个平面构件通过光滑接触面相互接触时，若不考虑摩擦，接触约束通常限制（ ） A. 法线方向的相对运动 B. 切线方向的相对运动 C. 法线移动和相对转动 D. 切线移动和相对转动 【答案】A 【解析】光滑接触面只能阻止接触物体沿接触面的法线方向相互穿入，不能限制沿接触面的切向运动，也不能直接限制相对转动，因此通常施加1个约束。 13. 一个作平面运动的活动构件原有3个自由度，与机架组成移动副后，该构件相对于机架还剩（ ）个自由度 A. 0个自由度 B. 1个自由度 C. 2个自由度 D. 3个自由度 【答案】B 【解析】作平面运动的自由构件具有沿两个坐标轴移动和绕垂直于运动平面轴线转动这3个自由度。移动副只允许构件沿导路方向移动，限制另外两个独立运动，因此还剩1个自由度。 14. 维修一台往复送料装置时，要求滑块相对导轨只能作直线移动，不能发生相对转动，应选用的运动副是（ ） A. 转动副 B. 移动副 C. 螺旋副 D. 球面副 【答案】B 【解析】移动副允许两构件沿规定方向作相对直线移动，并限制其他方向的相对移动及相对转动，适合实现滑块沿导轨往复运动。 15. 在平面机构中，固定副使一个构件相对于另一个构件（ ） A. 保留1个自由度 B. 保留2个自由度 C. 保留3个自由度 D. 不保留相对自由度 【答案】D 【解析】平面内一个构件相对于另一个构件具有两个平移自由度和一个转动自由度。固定副将这3个相对自由度全部限制，使两构件保持相对静止。 16. 下列关于机构自由度的说法，正确的是（ ） A. 自由度越大，机构运动越不确定 B. 自由度为零时，机构处于死点位置 C. 自由度等于原动件数时，机构具有确定的相对运动 D. 自由度可以小于零 【答案】C 【解析】自由度等于原动件数时，机构具有确定的相对运动 17. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（ ） A. 构件数 B. 约束数 C. 自由度 D. 运动参数 【答案】C 【解析】自由度是机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目。 18. 在理想平面高副中，两个构件通过点接触或线接触形成运动副，通常保留的相对自由度数为（ ） A. 保留0个相对自由度 B. 保留1个相对自由度 C. 保留2个相对自由度 D. 保留3个相对自由度 【答案】C 【解析】平面内两个构件原有3个相对自由度，高副接触通常只限制法线方向的相对运动，施加1个约束，因此通常保留2个相对自由度。 19. 在平面机构自由度计算中，字母n所代表的是（ ） A. 机构的数量 B. 运动副的数量 C. 构件的数量 D. 机构的自由度 【答案】C 【解析】n表示机构中活动构件的数量。 20. 在平面机构的自由度计算中，连杆数的含义是？（ ） A. 连杆的数量 B. 运动副的数量 C. 构件的数量 D. 机构的自由度 【答案】A 【解析】在平面机构的自由度计算中，联杆数指的是机构中连杆的数量，它是计算自由度的重要参数之一。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 光滑铰链的约束特点是：限制两物体沿______相对运动，而不能限制两物体绕______相对转动。 【答案】① 某些方向的 ② 铰链轴线 【解析】光滑铰链限制两物体沿垂直于铰链轴线的某些方向发生相对移动，但允许两物体绕铰链轴线相对转动。因此，第一空为“某些方向的”，第二空为“铰链轴线”。 22. 一个作平面运动的自由构件具有______个自由度，分别是沿x、y方向的移动和绕平面内某点的______。 【答案】① 3 ② 转动 【解析】平面自由构件可独立移动和转动，共有3个自由度。 23. 运动副限制了两个构件之间的______。 【答案】某些相对运动 【解析】运动副通过限制相对运动来实现构件间的连接。 24. 两构件通过面接触组成的运动副称为______，通过点或线接触组成的运动副称为______。 【答案】① 低副 ② 高副 【解析】面接触形成低副，点或线接触形成高副。 25. 平面运动副中，转动副引入______个约束，移动副引入______个约束，高副引入______个约束。 【答案】① 2 ② 2 ③ 1 【解析】转动副和移动副各限制2个自由度，高副限制1个自由度。 26. 平面机构的自由度与机构内构件的______以及运动副的数量和类型有关。 【答案】数量 【解析】平面机构的自由度可按公式F=3n-2PL-PH计算，其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数。因此，机构自由度与机构内构件的数量以及运动副的数量和类型有关。本题修正后的空格应填“数量”。 27. 在计算机构自由度时，应注意______、______和虚约束这三种特殊情况。 【答案】① 复合铰链 ② 局部自由度 【解析】计算时需识别复合铰链、局部自由度和虚约束。 28. 计算平面机构自由度时，需要考虑构件的______。 【答案】数量和类型 【解析】在计算平面机构自由度时，需要考虑构件的数量和类型，因为它们直接影响机构的自由度。 29. 平面机构自由度计算公式为F=______-2PL -PH（其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数） 【答案】3n 【解析】平面机构自由度公式为F=3n-2PL-PH。 30. 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度等于______。 【答案】原动件数目 【解析】机构自由度等于原动件数目时，机构具有确定运动。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 一个运动副引入的约束数一定小于或等于3。（ ） 【答案】错误 【解析】题干未限定运动副为平面运动副。平面运动副最多引入2个约束，但空间运动副最多可引入5个约束。因此，一个运动副引入的约束数不一定小于或等于3，题干表述错误。 32. 自由度是机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目。（ ） 【答案】正确 【解析】自由度表示构件相对机架的独立运动数目。 33. 平面机构中，高副引入的约束数比低副多。（ ） 【答案】错误 【解析】低副（面接触）引入2个约束，高副（点/线接触）引入1个约束，故高副引入的约束数更少，表述错误。 34. 平面运动副的最大约束为2，最小约束为1。（ ） 【答案】正确 【解析】平面刚体具有3个自由度，即沿x轴、y轴的两个移动自由度和绕垂直于平面的轴的一个转动自由度。平面运动副至少保留1个相对运动自由度，因此最多引入2个约束；高副通常引入1个约束，低副通常引入2个约束。因此，平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1，题干表述正确。 35. 在平面机构中，固定副使相连构件之间的两个相对平移自由度和一个相对转动自由度均受到限制，因此其约束数为3。（ ） 【答案】正确 【解析】平面构件相对于另一构件具有两个平移自由度和一个转动自由度。固定副将这3个自由度全部限制，所以约束数为3。 36. 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。 37. 运动副的存在会增加机构的自由度。（ ） 【答案】错误 【解析】运动副会限制构件的自由度。 38. 移动副连接的两个构件只能发生相对转动，不能发生相对直线移动。（ ） 【答案】错误 【解析】移动副的特征是允许两个构件沿规定方向发生相对直线移动，并限制相对转动。题干将移动副与转动副的运动特征混淆，正确说法应为移动副允许相对直线移动。 39. 机构的自由度越大，运动越灵活，越好用。（ ） 【答案】错误 【解析】自由度大于原动件数时，运动不确定，无法正常工作。 40. 机构的自由度数F＜0时，机构不能运动，称为超静定机构。（ ） 【答案】正确 【解析】F＜0表示机构的约束过多，构件间无相对运动可能，属于超静定机构（需通过强度计算分析约束反力），表述正确。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 机构具有确定运动的条件是什么？ 【答案】机构的自由度F等于原动件数目。F>原动件数，运动不确定；F<原动件数，机构卡死。 【解析】此条件是机构正常工作的基础，确保运动按预定规律进行。 42. 计算图示机构其自由度。 【答案】F＝3n-＝3×7－2×10－0＝1 43. 简述平面机构自由度的计算公式，并说明机构具有确定运动的条件。 【答案】平面机构自由度计算公式为F=3n-2PL-PH，其中：F为机构自由度，n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数。机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数F等于原动件的数目。 【解析】公式中“3n”是未受约束时活动构件的总自由度，“2PL”是低副约束数，“PH”是高副约束数，二者差值即为机构实际自由度。当F=原动件数时，原动件的独立运动可完全确定从动件的运动轨迹，机构运动确定；若F＞原动件数，从动件运动不确定；若F＜原动件数，机构无法运动。 44. 简述平面机构自由度的计算步骤。 【答案】确定机构中的活动构件数n（固定构件机架不计）；确定低副数PL和高副数PH；代入公式F=3n-2PL-PH计算自由度；若存在局部自由度、虚约束，需先扣除后再计算。 【解析】步骤核心是先明确构件和运动副数量，再用基本公式计算，同时修正局部自由度（如滚子从动件的滚子）和虚约束（如重复约束），确保自由度计算准确。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某冲床采用曲柄滑块机构驱动滑块往复运动。技术员根据实物结构绘制运动简图：机架为固定构件，曲柄通过转动副与机架连接，连杆通过转动副分别与曲柄和滑块连接，滑块通过移动副与机架连接。该机构共有4个构件，其中机架也计入构件数；转动副有3个，移动副有1个，未设置高副。（1）计算该平面机构的自由度，并写出各运动副对平面构件自由度的约束数。（2）判断该机构能否用一个独立的原动件确定滑块的运动，并说明理由。（3）若将滑块与机架之间的移动副改为滑轮沿导轨滚动接触的高副，其他条件不变，计算改动后机构的自由度，并说明应采取的改进措施。 【答案】（1）平面单个构件具有3个自由度。该机构的总约束数为，机构自由度为。每个转动副和移动副均限制2个相对自由度。（2）能够。该机构自由度为1，只需确定曲柄的转角，其他构件的位置和滑块的运动便可随之确定。（3）改为高副后，低副数为3，高副数为1。机构自由度为。应增加一个独立约束，例如增设一个适当的低副或导向约束，使机构自由度恢复为1。 【解析】（1）按平面机构自由度公式计算，4个构件提供9个自由度，4个低副共施加8个约束，因此剩余1个自由度。（2）自由度为1时，一个独立输入即可确定机构运动。（3）高副仅约束1个相对自由度，约束减少后自由度增加，应补充独立约束。 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 $ 内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《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. 机构中自由度为零时，意味着机构处于什么状态？（ ） A. 完全静止 B. 匀速运动 C. 加速运动 D. 减速运动 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. 1 C. 2 D. 3 3. 平面运动副中，低副的自由度为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 4. 在进行平面机构自由度计算时，下列哪项通常由公式求得？（ ） A. 运动副的数量 B. 构件的数量 C. 联杆数 D. 机构的自由度 5. 机构自由度计算公式F=3n-2PL-PH中，n表示（ ） A. 构件数 B. 低副数 C. 高副数 D. 原动件数 6. 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 7. ______不会影响机构自由度的计算（ ） A. 引入虚约束 B. 构件的材料 C. 引入复合铰链 D. 引入局部自由度 8. 在平面运动中，转动副对两个相连构件的相对运动所起的作用是（ ） A. 保留两个平移和一个转动自由度 B. 保留一个转动自由度并限制两个平移自由度 C. 保留一个平移和两个转动自由度 D. 限制全部自由度使两构件固连 9. 转动副的约束数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 10. 两构件组成运动副的条件是（ ） A. 直接接触并具有相对运动 B. 直接接触并不具有相对运动 C. 不直接接触并具有相对运动 D. 不直接接触并不具有相对运动 11. 两个平面构件原有3个相对自由度，采用移动副连接后，移动副对其施加的约束数为（ ） A. 限制1个相对自由度 B. 限制2个相对自由度 C. 限制3个相对自由度 D. 不限制相对自由度 12. 两个平面构件通过光滑接触面相互接触时，若不考虑摩擦，接触约束通常限制（ ） A. 法线方向的相对运动 B. 切线方向的相对运动 C. 法线移动和相对转动 D. 切线移动和相对转动 13. 一个作平面运动的活动构件原有3个自由度，与机架组成移动副后，该构件相对于机架还剩（ ）个自由度 A. 0个自由度 B. 1个自由度 C. 2个自由度 D. 3个自由度 14. 维修一台往复送料装置时，要求滑块相对导轨只能作直线移动，不能发生相对转动，应选用的运动副是（ ） A. 转动副 B. 移动副 C. 螺旋副 D. 球面副 15. 在平面机构中，固定副使一个构件相对于另一个构件（ ） A. 保留1个自由度 B. 保留2个自由度 C. 保留3个自由度 D. 不保留相对自由度 16. 下列关于机构自由度的说法，正确的是（ ） A. 自由度越大，机构运动越不确定 B. 自由度为零时，机构处于死点位置 C. 自由度等于原动件数时，机构具有确定的相对运动 D. 自由度可以小于零 17. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（ ） A. 构件数 B. 约束数 C. 自由度 D. 运动参数 18. 在理想平面高副中，两个构件通过点接触或线接触形成运动副，通常保留的相对自由度数为（ ） A. 保留0个相对自由度 B. 保留1个相对自由度 C. 保留2个相对自由度 D. 保留3个相对自由度 19. 在平面机构自由度计算中，字母n所代表的是（ ） A. 机构的数量 B. 运动副的数量 C. 构件的数量 D. 机构的自由度 20. 在平面机构的自由度计算中，连杆数的含义是？（ ） A. 连杆的数量 B. 运动副的数量 C. 构件的数量 D. 机构的自由度 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 光滑铰链的约束特点是：限制两物体沿______相对运动，而不能限制两物体绕______相对转动。 22. 一个作平面运动的自由构件具有______个自由度，分别是沿x、y方向的移动和绕平面内某点的______。 23. 运动副限制了两个构件之间的______。 24. 两构件通过面接触组成的运动副称为______，通过点或线接触组成的运动副称为______。 25. 平面运动副中，转动副引入______个约束，移动副引入______个约束，高副引入______个约束。 26. 平面机构的自由度与机构内构件的______以及运动副的数量和类型有关。 27. 在计算机构自由度时，应注意______、______和虚约束这三种特殊情况。 28. 计算平面机构自由度时，需要考虑构件的______。 29. 平面机构自由度计算公式为F=______-2PL -PH（其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数） 30. 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度等于______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 一个运动副引入的约束数一定小于或等于3。（ ） 32. 自由度是机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目。（ ） 33. 平面机构中，高副引入的约束数比低副多。（ ） 34. 平面运动副的最大约束为2，最小约束为1。（ ） 35. 在平面机构中，固定副使相连构件之间的两个相对平移自由度和一个相对转动自由度均受到限制，因此其约束数为3。（ ） 36. 平面机构中，引入一个高副将引入1个约束。（ ） 37. 运动副的存在会增加机构的自由度。（ ） 38. 移动副连接的两个构件只能发生相对转动，不能发生相对直线移动。（ ） 39. 机构的自由度越大，运动越灵活，越好用。（ ） 40. 机构的自由度数F＜0时，机构不能运动，称为超静定机构。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 机构具有确定运动的条件是什么？ 42. 计算图示机构其自由度。 43. 简述平面机构自由度的计算公式，并说明机构具有确定运动的条件。 44. 简述平面机构自由度的计算步骤。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某冲床采用曲柄滑块机构驱动滑块往复运动。技术员根据实物结构绘制运动简图：机架为固定构件，曲柄通过转动副与机架连接，连杆通过转动副分别与曲柄和滑块连接，滑块通过移动副与机架连接。该机构共有4个构件，其中机架也计入构件数；转动副有3个，移动副有1个，未设置高副。（1）计算该平面机构的自由度，并写出各运动副对平面构件自由度的约束数。（2）判断该机构能否用一个独立的原动件确定滑块的运动，并说明理由。（3）若将滑块与机架之间的移动副改为滑轮沿导轨滚动接触的高副，其他条件不变，计算改动后机构的自由度，并说明应采取的改进措施。 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 $