山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目六任务一 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目六：机器与机构 任务一：平面运动副及分类 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. 偏心轮机构有低副（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 2. 平面运动副按其接触特性,可分为（ ） A. 移动副与高副 B. 低副与高副 C. 转动副与高副 D. 转动副与移动副 3. 两构件直接接触并允许它们之间产生相对运动的连接被称为什么？（ ） A. 键连接 B. 运动副 C. 螺纹连接 D. 联轴器 4. 下列机构中的运动副，属于高副的是（ ） A. 火车车轮与铁轨之间的运动副 B. 螺旋千斤顶中螺杆与螺母之间的运动副 C. 车床床鞍与导轨之间的运动副 D. 打气筒的筒壁与活塞 5. 如图示，是______的表示方法（ ） A. 转动副 B. 高副 C. 移动副 D. 螺旋副 6. 凸轮与尖顶从动件之间的接触属于（ ） A. 低副 B. 转动副 C. 高副 D. 回转副 7. 单缸内燃机中,活塞与连杆之间的连接属于（ ） A. 移动副 B. 转动副 C. 螺旋副 D. 高副 8. 齿轮与齿轮接触属于（ ） A. 移动副 B. 螺旋副 C. 转动副 D. 高副 9. 单缸内燃机中，活塞与缸体之间的连接属于（ ） A. 移动副 B. 螺旋副 C. 转动副 D. 高副 10. 图中所示机构有（ ）低副。 A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 11. 火车车轮与轮轨之间的连接属于（ ） A. 移动 B. 低 C. 高 D. 转动 12. 两构件之间以面接触形成的运动副,称为（ ） A. 移动副 B. 高副 C. 低副 D. 转动副 13. 列车车轮与轨道的接触是（ ） A. 移动副 B. 螺旋副 C. 转动副 D. 高副 14. 下列属于高副的是（ ） A. 孔轴的相对转动 B. 暖水瓶螺旋瓶盖的开合 C. 凸轮机构 D. 抽屉的来回运动 15. 下图为长把雨伞的结构简图，下列说法错误的是（ ） A. 该机构有5个活动构件 B. 该机构有6个转动副 C. 该机构有1个移动副 D. 该机构有1个高副 16. 平面连杆机构中，高副的主要缺点是（ ） A. 制造困难 B. 磨损快 C. 不能传递较大的力 D. 运动精度低 17. 液压缸的活塞和缸筒所组成的运动副为（ ） A. 移动副 B. 高副 C. 转动副 D. 螺旋副 18. 铰链四杆机构是由四根杆件通过（ ）连接而成的（ ） A. 高副 B. 转动副 C. 移动副 D. 螺旋副 19. 平面运动副按运动范围分类，不包括（ ） A. 平面低副 B. 平面高副 C. 空间运动副 D. 平面转动副 20. 能够传递较复杂运动的运动副的接触形式是（ ） A. 螺旋副接触 B. 带与带轮接触 C. 活塞与汽缸壁接触 D. 凸轮接触 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 运动副是什么，运动副该如何分类？ 22. 简述平面运动副的分类及各类的特点。 23. 什么是运动副？按接触形式分为哪两类？ 24. 什么是运动副？什么是低副和高副？ 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 如图所示为一种差动螺旋微调机构。手轮4与螺杆3固定连接，螺杆与机架1的内螺纹组成一螺旋副，导程为Ph1=2mm，螺杆以内螺纹与移动螺杆2组成另一螺旋副，导程为Ph2=1.4mm，移动螺杆在机架内只能沿导向键左右移动而不能转动。设两螺旋副均为左旋，则如图示方向回转手轮时，移动螺杆的实际位移量 ？移动方向？ 26. 某平面曲柄滑块机构由机架、曲柄、连杆和滑块组成。曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间均通过圆柱销连接，滑块在机架导轨中作直线往复运动。设构件总数为 4 个，机构中不含高副。求：（1）该机构中转动副和移动副的数量；（2）根据平面机构自由度公式 ，计算该机构的自由度。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某机械加工设备采用平面四杆机构传递运动。机架为固定构件，另外有曲柄、连杆和摇杆3个运动构件，4个构件之间通过4个铰链连接。设平面机构的自由度计算公式为 ，其中， 为活动构件数， 为低副数， 为高副数。（1）判断该机构中的4个铰链分别属于哪种运动副，并说明其接触形式。（2）计算该机构的自由度。（3）若将其中一个转动副改为移动副，且运动副总数不变，判断机构自由度是否发生变化，并说明理由。 28.（5分）某冲压设备采用曲柄滑块机构完成冲压运动。机构由机架、曲柄、连杆和滑块组成，曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间均采用销轴连接，滑块沿机架导轨作直线往复运动。各构件均视为刚体，销轴间隙忽略不计。（1）计算该机构的自由度。（2）指出机构中各运动副的类型，并按两构件的相对运动形式和接触形式进行分类。（3）若将滑块与机架之间的面接触移动副改为单个滚轮与导轨的线接触高副，其他条件不变，按理想平面机构计算其自由度，并判断该改动是否仍能保证曲柄单独驱动滑块作确定运动。 29.（10分）某自动送料装置采用曲柄滑块机构。机架、曲柄、连杆和滑块共4个构件，曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间各有1个铰链，滑块与机架之间通过直线导轨配合。维修人员需要根据运动副类型判断各连接处的受力和运动特点。（1）分别判断曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块、滑块与机架之间的运动副类型。（2）按平面低副的约束特点，计算该机构受到的总约束数，并求机构自由度。（3）若导轨处改为凸轮与滑块的点接触，判断该处属于低副还是高副，并说明这种改变对机构自由度的影响。 30.（10分）某数控送料机构采用盘形凸轮驱动直动从动件。机构由机架、凸轮和从动件组成，凸轮与机架之间为转动连接，从动件与机架之间为直线导向，凸轮工作廓线与从动件端部保持接触。为改进机构设计，技术人员需要分析运动副的分类及自由度。（1）判断凸轮与机架、从动件与机架、凸轮与从动件之间的运动副类型，并按接触形式分类。（2）计算该凸轮机构的自由度。已知活动构件数为2，低副数为2，高副数为1。（3）若取消凸轮廓线与从动件的接触约束，使从动件只保留导向副约束，计算机构自由度，并说明为什么该方案不能实现确定的往复送料运动。 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（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目六：机器与机构 任务一：平面运动副及分类 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. 偏心轮机构有低副（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】D 【解析】偏心轮机构中，偏心轮与机架、偏心轮与连杆、连杆与滑块之间为转动副，滑块与机架之间为移动副，共有4个低副，因此选D。 2. 平面运动副按其接触特性,可分为（ ） A. 移动副与高副 B. 低副与高副 C. 转动副与高副 D. 转动副与移动副 【答案】B 【解析】根据两构件之间的接触情况,平面运动副可分为高副和低副两大类。低副根据两构件的相对运动情况又分为转动副、移动副、螺旋副。 3. 两构件直接接触并允许它们之间产生相对运动的连接被称为什么？（ ） A. 键连接 B. 运动副 C. 螺纹连接 D. 联轴器 【答案】B 【解析】运动副是指两个构件直接接触，同时允许它们之间产生相对运动的连接。 4. 下列机构中的运动副，属于高副的是（ ） A. 火车车轮与铁轨之间的运动副 B. 螺旋千斤顶中螺杆与螺母之间的运动副 C. 车床床鞍与导轨之间的运动副 D. 打气筒的筒壁与活塞 【答案】A 【解析】高副是两构件之间以点接触或线接触形成的运动副。火车车轮与铁轨之间主要为点或线接触，属于高副，因此选A。螺旋千斤顶中螺杆与螺母之间属于螺旋副，车床床鞍与导轨之间以及打气筒筒壁与活塞之间属于移动副。 5. 如图示，是______的表示方法（ ） A. 转动副 B. 高副 C. 移动副 D. 螺旋副 【答案】A 6. 凸轮与尖顶从动件之间的接触属于（ ） A. 低副 B. 转动副 C. 高副 D. 回转副 【答案】C 【解析】凸轮与尖顶从动件之间为点接触，属于高副，因此选C。 7. 单缸内燃机中,活塞与连杆之间的连接属于（ ） A. 移动副 B. 转动副 C. 螺旋副 D. 高副 【答案】B 【解析】活塞与连杆通过活塞销连接。工作时，活塞销与连杆小头之间发生相对转动，两个构件之间的相对运动为转动，因此属于转动副，选B。 8. 齿轮与齿轮接触属于（ ） A. 移动副 B. 螺旋副 C. 转动副 D. 高副 【答案】D 【解析】齿轮传动中，主动轮与从动轮的轮齿在啮合处通常为点接触，属于点接触形成的高副，因此选D。 9. 单缸内燃机中，活塞与缸体之间的连接属于（ ） A. 移动副 B. 螺旋副 C. 转动副 D. 高副 【答案】A 【解析】若组成运动副的两构件间的相对运动是移动,则称这种运动副为移动副。内燃机工作时，活塞在缸体内往复直线移动，所以活塞与缸体之间的连接是移动副。 10. 图中所示机构有（ ）低副。 A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】D 11. 火车车轮与轮轨之间的连接属于（ ） A. 移动 B. 低 C. 高 D. 转动 【答案】C 【解析】火车车轮与钢轨之间为点或线接触，属于高副。选项C为“高”，因此选C。 12. 两构件之间以面接触形成的运动副,称为（ ） A. 移动副 B. 高副 C. 低副 D. 转动副 【答案】C 【解析】两构件之间以面接触形成的运动副称为低副。选项C为“低副”，因此选C。 13. 列车车轮与轨道的接触是（ ） A. 移动副 B. 螺旋副 C. 转动副 D. 高副 【答案】D 【解析】两构件之间作点或线接触的运动副称为高副。列车车轮与轨道的接触处是一条线，属于高副。 14. 下列属于高副的是（ ） A. 孔轴的相对转动 B. 暖水瓶螺旋瓶盖的开合 C. 凸轮机构 D. 抽屉的来回运动 【答案】C 【解析】凸轮机构是点或线接触，属于高副。 15. 下图为长把雨伞的结构简图，下列说法错误的是（ ） A. 该机构有5个活动构件 B. 该机构有6个转动副 C. 该机构有1个移动副 D. 该机构有1个高副 【答案】D 【解析】由图中机构运动简图可知，该机构没有高副。 16. 平面连杆机构中，高副的主要缺点是（ ） A. 制造困难 B. 磨损快 C. 不能传递较大的力 D. 运动精度低 【答案】B 【解析】高副是点或线接触，接触应力大，相对运动时磨损快；制造困难不是其主要缺点，高副能传递一定大小的力且运动精度不一定低，所以选B。 17. 液压缸的活塞和缸筒所组成的运动副为（ ） A. 移动副 B. 高副 C. 转动副 D. 螺旋副 【答案】A 【解析】液压缸的活塞在缸筒内作直线往复运动，活塞与缸筒组成移动副，因此选A。 18. 铰链四杆机构是由四根杆件通过（ ）连接而成的（ ） A. 高副 B. 转动副 C. 移动副 D. 螺旋副 【答案】B 【解析】铰链四杆机构的四根杆件通过铰链连接，铰链处形成转动副，因此选B。 19. 平面运动副按运动范围分类，不包括（ ） A. 平面低副 B. 平面高副 C. 空间运动副 D. 平面转动副 【答案】D 【解析】平面运动副按运动范围分为平面运动副和空间运动副，平面运动副又分为高副和低副，平面转动副属于平面低副，不是按运动范围的分类，所以选D。 20. 能够传递较复杂运动的运动副的接触形式是（ ） A. 螺旋副接触 B. 带与带轮接触 C. 活塞与汽缸壁接触 D. 凸轮接触 【答案】D 【解析】凸轮机构通过凸轮与从动件之间的接触传递较复杂的运动，凸轮接触属于高副，因此选D。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 运动副是什么，运动副该如何分类？ 【答案】运动副是两构件之间直接接触并能产生相对运动的可动连接。根据两构件之间的接触形式，运动副可分为高副和低副两大类。（1）低副：两构件之间作面接触的运动副，常见的有转动副、移动副和螺旋副。（2）高副：两构件之间作点接触或线接触的运动副，常见的有滚动轮接触、凸轮接触和齿轮接触。 【解析】运动副是两构件之间直接接触并能产生相对运动的可动连接。按两构件的接触形式分类：两构件作面接触的运动副为低副，常见形式有转动副、移动副和螺旋副；两构件作点接触或线接触的运动副为高副，常见形式有滚动轮接触、凸轮接触和齿轮接触。因此，运动副按接触形式可分为高副和低副两大类。 22. 简述平面运动副的分类及各类的特点。 【答案】平面运动副按接触形式分为高副和低副。高副是两构件之间作点接触或线接触的运动副，接触应力较大，易磨损，通常能传递较复杂的运动；低副是两构件之间作面接触的运动副，承载能力较强、工作较平稳，常见的有转动副、移动副和螺旋副。转动副实现两构件的相对转动，移动副实现两构件的相对移动，螺旋副实现转动与移动的复合相对运动。 【解析】平面运动副按两构件之间的接触形式分为高副和低副。高副为点接触或线接触，接触面积较小、接触应力较大，容易磨损，但能够实现和传递较复杂的运动，凸轮副和齿轮副属于高副。低副为面接触，通常承载能力较强、工作较平稳，常见的有转动副、移动副和螺旋副。转动副允许两构件作相对转动，移动副允许两构件作相对移动，螺旋副实现转动与移动的复合相对运动。 23. 什么是运动副？按接触形式分为哪两类？ 【答案】运动副是构件间直接接触并能产生相对运动的连接。按接触形式分为低副（面接触）和高副（点或线接触） 【解析】运动副是两构件之间直接接触并能产生相对运动的可动连接。按两构件的接触形式，运动副分为低副和高副两类：两构件作面接触的是低副，两构件作点接触或线接触的是高副。因此，题目所给答案中的定义和分类均正确。 24. 什么是运动副？什么是低副和高副？ 【答案】运动副是指两构件直接接触且又能产生一定形式的相对运动的可动连接。低副是指两构件之间以面接触形成的运动副。高副是指两构件之间以点接触或线接触形成的运动副。 【解析】运动副是指两构件直接接触，并能产生一定形式相对运动的可动连接。根据两构件的接触形式，运动副分为低副和高副：低副是两构件之间以面接触形成的运动副，如转动副和移动副；高副是两构件之间以点接触或线接触形成的运动副，如凸轮副、齿轮副等。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 如图所示为一种差动螺旋微调机构。手轮4与螺杆3固定连接，螺杆与机架1的内螺纹组成一螺旋副，导程为Ph1=2mm，螺杆以内螺纹与移动螺杆2组成另一螺旋副，导程为Ph2=1.4mm，移动螺杆在机架内只能沿导向键左右移动而不能转动。设两螺旋副均为左旋，则如图示方向回转手轮时，移动螺杆的实际位移量 ？移动方向？ 【答案】螺纹左旋，用左手判定螺杆向左移动。 因为两处螺纹旋向相同，则镗刀的移动距离 L=N（Ph1-Ph2）=() *（2-1.4）=0.2mm 计算结果为正值，镗刀的移动方向与螺杆移动方向相反，即向左移动了0.2mm。 26. 某平面曲柄滑块机构由机架、曲柄、连杆和滑块组成。曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间均通过圆柱销连接，滑块在机架导轨中作直线往复运动。设构件总数为 4 个，机构中不含高副。求：（1）该机构中转动副和移动副的数量；（2）根据平面机构自由度公式 ，计算该机构的自由度。 【答案】（1）转动副有 3 个，移动副有 1 个。（2）低副数 ，高副数 ，自由度 。 【解析】（1）三个销连接属于转动副，滑块与机架导轨属于移动副。（2）代入平面机构自由度公式，得 ，说明该机构需要一个独立原动件。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某机械加工设备采用平面四杆机构传递运动。机架为固定构件，另外有曲柄、连杆和摇杆3个运动构件，4个构件之间通过4个铰链连接。设平面机构的自由度计算公式为 ，其中， 为活动构件数， 为低副数， 为高副数。（1）判断该机构中的4个铰链分别属于哪种运动副，并说明其接触形式。（2）计算该机构的自由度。（3）若将其中一个转动副改为移动副，且运动副总数不变，判断机构自由度是否发生变化，并说明理由。 【答案】（1）4个铰链均为转动副，属于低副。两构件通过面接触形成运动副。（2）活动构件数为 ，低副数为 ，高副数为 。。该机构的自由度为1。（3）自由度不发生变化。转动副和移动副都属于低副，每个低副均使平面机构减少2个自由度，运动副数量不变时，机构自由度仍为1。 【解析】（1）铰链只允许两构件相对转动，属于转动低副。（2）代入平面机构自由度公式，计算得 。（3）转动副与移动副的约束数相同，替换后公式中的低副数量未变，因此自由度不变。 28.（5分）某冲压设备采用曲柄滑块机构完成冲压运动。机构由机架、曲柄、连杆和滑块组成，曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间均采用销轴连接，滑块沿机架导轨作直线往复运动。各构件均视为刚体，销轴间隙忽略不计。（1）计算该机构的自由度。（2）指出机构中各运动副的类型，并按两构件的相对运动形式和接触形式进行分类。（3）若将滑块与机架之间的面接触移动副改为单个滚轮与导轨的线接触高副，其他条件不变，按理想平面机构计算其自由度，并判断该改动是否仍能保证曲柄单独驱动滑块作确定运动。 【答案】（1）该机构共有4个构件，其中机架为固定构件，因此活动构件数为3。机构中有3个转动副和1个移动副，共4个低副。每个低副限制2个相对自由度，机构自由度为。因此，该曲柄滑块机构的自由度为1。 （2）曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间均为转动副，允许两构件相对转动，属于面接触的低副；滑块与机架之间为移动副，允许两构件相对直线移动，也属于面接触的低副。 （3）改用单个滚轮与导轨的线接触高副后，低副数为3，高副数为1，机构自由度为。自由度由1变为2，不能保证仅由曲柄驱动滑块作确定运动，还需要增加约束或采用合理的导向结构。 【解析】（1）机构有4个构件，机架固定，活动构件数为3；含3个转动副和1个移动副，均为面接触低副。故F=3(4-1)-2×4=1。（2）曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块为转动副，滑块与机架为移动副，均属面接触低副。（3）改为滚轮导轨线接触高副后，PL=3、PH=1，F=3(4-1)-2×3-1=2。自由度增加，不能仅靠曲柄保证滑块确定运动。 29.（10分）某自动送料装置采用曲柄滑块机构。机架、曲柄、连杆和滑块共4个构件，曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间各有1个铰链，滑块与机架之间通过直线导轨配合。维修人员需要根据运动副类型判断各连接处的受力和运动特点。（1）分别判断曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块、滑块与机架之间的运动副类型。（2）按平面低副的约束特点，计算该机构受到的总约束数，并求机构自由度。（3）若导轨处改为凸轮与滑块的点接触，判断该处属于低副还是高副，并说明这种改变对机构自由度的影响。 【答案】（1）曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间为转动副；滑块与机架之间为移动副。4个运动副均属于低副。（2）活动构件数为 ，低副数为 。每个平面低副提供2个约束，因此总约束数为。机构自由度为。（3）凸轮与滑块之间为高副。此时 ，，机构自由度为。按理想运动副计数，替换后自由度增加1。 【解析】（1）铰链产生相对转动，导轨限制相对转动而允许直线移动。（2）平面机构每个低副减少2个自由度，计算得总约束数为8，自由度为1。（3）点接触属于高副，高副仅减少1个自由度，故按公式计算自由度增加。 30.（10分）某数控送料机构采用盘形凸轮驱动直动从动件。机构由机架、凸轮和从动件组成，凸轮与机架之间为转动连接，从动件与机架之间为直线导向，凸轮工作廓线与从动件端部保持接触。为改进机构设计，技术人员需要分析运动副的分类及自由度。（1）判断凸轮与机架、从动件与机架、凸轮与从动件之间的运动副类型，并按接触形式分类。（2）计算该凸轮机构的自由度。已知活动构件数为2，低副数为2，高副数为1。（3）若取消凸轮廓线与从动件的接触约束，使从动件只保留导向副约束，计算机构自由度，并说明为什么该方案不能实现确定的往复送料运动。 【答案】（1）凸轮与机架之间为转动副，允许凸轮相对机架转动，属于面接触的低副；从动件与机架之间为移动副，允许从动件相对机架作直线移动，属于面接触的低副；凸轮与从动件之间为高副，凸轮廓线与从动件端部以点接触或线接触形成相对运动。 （2）已知活动构件数为，低副数为，高副数为。代入平面机构自由度公式，得。因此，该凸轮机构的自由度为1。 （3）取消凸轮廓线与从动件之间的高副后，，。代入公式得。机构多出1个自由度，从动件不能由凸轮转角唯一确定，因而不能实现确定的往复送料运动。 【解析】（1）凸轮与机架之间为转动副，允许相对转动；从动件与机架之间为移动副，允许相对直线移动。转动副和移动副均以面接触形成，属于低副。凸轮与从动件之间通过凸轮廓线与从动件端部接触，属于高副，其接触形式为点接触或线接触。 （2）采用公式，代入、、，得。 （3）取消凸轮与从动件之间的高副后，，所以。自由度增加1，从动件不再受到凸轮接触约束，不能由凸轮转角唯一确定，因此不能实现确定的往复送料运动。 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 $