山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目二任务十 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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技术类理论知识，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技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目二：常用机构 任务十：凸轮机构的结构 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. 凸轮机构中的传动元件包括以下哪些（ ） A. 齿轮和皮带 B. 凸轮和从动件 C. 轴承和轴套 D. 滑块和导轨 2. 在凸轮机构中，从动杆的端部形式可以分为哪几种？（ ） A. 尖顶端部、滚子端部和平底端部 B. 旋转端部和滑动端部 C. 四边形端部和六边形端部 D. 封闭端部和开放端部 3. 如图所示的绕线机机构中，叙述正确的是（ ） A. 此机构采用了曲柄摇杆机构 B. 此机构采用了圆柱凸轮机构 C. 此凸轮机构适用于传动灵敏、高速运动的场合 D. 从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线 4. 凸轮和推杆接触处的运动副属于（ ） A. 高副 B. 移动副 C. 转动副 D. 低副 5. 下列有关凸轮机构的叙述正确的为（ ） A. 主动凸轮、从动顶杆组成 B. 易磨损，可高速运转，可实现复杂运动 C. 凸轮形状相同，则从动件的运动规律相同 D. 圆柱凸轮可构成平面凸轮机构传动采用张紧装置 6. 某间歇送料装置采用凸轮机构，能够将连续转动转换为从动件的往复直线运动。该机构中与从动件直接接触并具有轮廓曲线的主动构件是（ ）。 A. A. 凸轮 B. B. 推杆 C. C. 机架 D. D. 导路 7. 如图所示为罐头盒封盖机构，原动件1连续等速转动，通过凸轮3带动从动件2上的端点C沿预期的轨迹——接合缝S运动，关于凸轮机构下列说法正确的是（ ） A. 该凸轮机构是属于一种滚子从动件的空间凸轮机构 B. 滚子从动件和凸轮之间磨损较大，因此适用于传递动力不大的场合 C. 盘形凸轮是一个用平板制成的具有变化端面凹槽或变化半径的盘形机构，并沿导路作反复移动 D. 凸轮一般作为主动件，做等速回转运动或往复直线运动 8. 要求速度不高.承载较大的场合常应用的从动件形式为（ ） A. 尖顶式 B. 滚子式 C. 平底式 D. 曲面式 9. 一台自动分度设备需要使从动件沿垂直方向作直线往复运动，且从动件端部装有可转动的滚轮以减小磨损。该机构的从动件类型是（ ）。 A. A. 尖顶式从动件 B. B. 滚子式从动件 C. C. 平底式从动件 D. D. 摆动式从动件 10. 如图所示为凸轮送料机构简图，所采用的凸轮类型是（ ） A. 移动凸轮 B. 盘形槽凸轮 C. 圆柱凸轮 D. 板状凸轮 11. 在盘形凸轮机构中，为保证直动从动件只能沿规定方向移动，通常需要设置的辅助结构是（ ）。 A. A. 用于限定运动方向的导路 B. B. 用于连接主动轴的联轴器 C. C. 用于储存能量的飞轮 D. D. 用于传递动力的带轮 12. 某设备要求从动件绕固定轴线作往复摆动，凸轮安装在机架上的固定转轴上并作连续转动。按从动件的运动形式，该凸轮机构应选用（ ）。 A. A. 直动从动件盘形凸轮机构 B. B. 摆动从动件盘形凸轮机构 C. C. 直动从动件移动凸轮机构 D. D. 摆动从动件移动凸轮机构 13. 组成凸轮机构的基本构件有 ______个。（ ） A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个 14. 如图所示，下列摇杆机构中的1号件和2号件所用的凸轮分别是（ ） A. 曲面凸轮和移动凸轮 B. 盘形凸轮和曲面凸轮 C. 几何锁合式盘形凸轮和圆柱凸轮 D. 圆柱凸轮和盘形凸轮 15. 凸轮与从动件接触处的运动副属于（ ） A. 高副 B. 转动副 C. 移动副 D. 螺旋副 16. 凸轮机构中通常用作主动件的是（ ） A. 凸轮 B. 从动杆 C. 轨道 D. 固定机架 17. 书籍打包机构中的滑块，在工作时存在一定的间歇期，主要是靠（ ）实现的。 A. 平面连杆机构 B. 蜗杆机构 C. 凸轮机构 D. 曲柄滑块机构 18. 检修一套凸轮机构时，发现从动件与凸轮轮廓始终保持接触。除凸轮和从动件外，实现这一作用的常用构件是（ ）。 A. A. 提供压紧作用的弹簧 B. B. 提供传动作用的齿轮 C. C. 提供减速作用的蜗杆 D. D. 提供制动作用的闸瓦 19. 某自动装配设备要求从动件在空间内同时完成转动和轴向移动，设计人员选用带有螺旋槽的圆柱形凸轮。该凸轮机构属于（ ）。 A. A. 平面凸轮机构 B. B. 空间凸轮机构 C. C. 移动凸轮机构 D. D. 等径凸轮机构 20. 某高速轻载仪表机构需要选用传动灵敏的从动件，但允许接触部位磨损较快。最适宜选用的从动件端部结构是（ ）。 A. A. 端部制成尖顶的从动件 B. B. 端部装有滚子的从动件 C. C. 端部制成平底的从动件 D. D. 端部连接摆杆的从动件 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某自动送料装置采用盘形凸轮机构，凸轮转速为 。一个工作循环中，推杆在凸轮转过 时上升 30 mm，在随后 内保持不动，其余角度内返回原位。（1）计算凸轮完成一个工作循环所需的时间。（2）计算推杆上升阶段所需的时间。（3）计算推杆上升阶段的平均速度。 22. 某内燃机配气机构采用凸轮机构驱动气门。凸轮轴转速为 ，一个凸轮工作循环中，气门在 的凸轮转角内开启至最大升程 8 mm，在 的凸轮转角内保持最大升程。（1）计算凸轮轴转一周所需时间。（2）计算气门开启阶段所需时间。（3）计算气门开启阶段的平均速度。 23. 某包装设备采用移动凸轮机构驱动直动滚子从动件。凸轮在 1 个工作循环内移动 240 mm，其中推动从动件上升 45 mm 的有效行程占凸轮移动距离的 ，其余行程用于停歇和回程。已知凸轮移动速度为 。（1）计算推动从动件上升时，凸轮的移动距离。（2）计算凸轮完成一个工作循环所需时间。（3）计算从动件上升阶段的平均速度。 24. 某自动定位装置采用盘形凸轮驱动直动尖顶从动件。将盘形凸轮、从动件和机架视为构件，凸轮与机架之间为转动副，从动件与机架之间为移动副，凸轮与从动件之间为高副。 （1）写出机构中活动构件数、低副数和高副数。 （2）按平面机构自由度公式 F=3n-2PL-PH，计算该凸轮机构的自由度。 25. 某分度装置采用圆柱凸轮驱动摆动尖顶从动件。圆柱凸轮绕固定轴转动，摆动从动件绕固定轴摆动，二者的工作表面直接接触。 （1）写出该机构的活动构件数、低副数和高副数。 （2）按平面机构自由度公式 F=3n-2PL-PH，计算该机构的自由度。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某包装机的压紧装置采用盘形凸轮驱动直动平底从动件。凸轮绕机架上的固定轴转动，从动件沿机架导路作直线往复运动，凸轮轮廓与从动件平底保持接触。 （1）将凸轮、从动件和机架视为构件，写出活动构件数、低副数和高副数，并计算机构自由度。计算采用公式 F=3n-2PL-PH。 （2）按凸轮形状、从动件运动形式和从动件端部结构，写出该机构的完整名称。 （3）说明机架在该凸轮机构中的两项主要作用。 27.（5分）某检测设备利用移动凸轮推动直动尖顶从动件完成工位切换。移动凸轮沿机架导轨作直线运动，从动件沿另一条导轨作直线运动，二者通过工作轮廓接触传力。 （1）该机构有2个活动构件、2个低副和1个高副。计算全部运动副对机构施加的约束数，并计算机构自由度。计算采用约束数为2PL加PH，自由度公式为 F=3n-2PL-PH。 （2）按凸轮运动形式、从动件运动形式和端部结构，写出该机构的完整名称。 （3）说明从动件导轨不能直接固定在移动凸轮上的原因。 28.（5分）某折弯设备采用盘形凸轮驱动摆动平底从动件。盘形凸轮通过转轴安装在机架上，从动件通过铰轴安装在机架上，平底端与凸轮轮廓接触。 （1）写出该机构中活动构件数、低副数和高副数，并按 F=3n-2PL-PH 计算自由度。 （2）按凸轮形状、从动件运动形式和端部结构，写出该机构的完整名称。 （3）比较直动从动件与摆动从动件的结构安装特点，说明本装置采用摆动从动件时需要设置的关键支承部位。 29.（5分）某自动装配设备采用圆柱凸轮驱动直动尖顶从动件。圆柱凸轮安装在机架的转轴上，从动件安装在机架导路内，尖顶端与圆柱凸轮的工作轮廓接触。 （1）写出该机构中转动副、移动副和高副的数量，并计算机构自由度。计算采用公式 F=3n-2PL-PH。 （2）按凸轮形状和从动件运动形式，说明该机构属于哪类凸轮机构。 （3）说明圆柱凸轮的工作轮廓设置在何处，并指出该结构相对盘形凸轮在布置上的一个特点。 30.（10分）某自动送料设备拟在以下两种方案中选择：方案甲采用盘形凸轮驱动直动尖顶从动件，方案乙采用盘形凸轮驱动摆动尖顶从动件。两种方案均由凸轮绕机架固定轴转动，从动件分别通过导轨或铰轴与机架连接。 （1）分别写出两种方案的活动构件数、低副数和高副数，并按 F=3n-2PL-PH 计算各自的自由度。 （2）若送料杆必须沿固定直线方向伸出和退回，应选择哪种方案，并说明理由。 （3）说明方案甲和方案乙中，从动件与机架所形成的低副类型分别是什么。 31.（10分）某封装设备的设计说明写有“移动凸轮固定在机架上，并带动直动从动件运动”。技术员认为该表述存在结构矛盾。经核对，正确结构应为：凸轮沿机架导轨移动，从动件沿另一导轨直线运动，凸轮轮廓与从动件尖顶接触。 （1）按正确结构写出活动构件数、低副数和高副数，并按 F=3n-2PL-PH 计算机构自由度。 （2）指出原设计说明中的结构矛盾，并写出正确表述。 （3）说明该机构中两个导轨分别对凸轮和从动件起到的结构作用。 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）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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技术类理论知识，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技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目二：常用机构 任务十：凸轮机构的结构 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. 凸轮机构中的传动元件包括以下哪些（ ） A. 齿轮和皮带 B. 凸轮和从动件 C. 轴承和轴套 D. 滑块和导轨 【答案】B 【解析】凸轮作为驱动元件，与从动件直接进行运动传递。 2. 在凸轮机构中，从动杆的端部形式可以分为哪几种？（ ） A. 尖顶端部、滚子端部和平底端部 B. 旋转端部和滑动端部 C. 四边形端部和六边形端部 D. 封闭端部和开放端部 【答案】A 【解析】按从动件与凸轮的接触端形状分类，从动件端部常见形式有尖顶式、滚子式和平底式。故选 A。 3. 如图所示的绕线机机构中，叙述正确的是（ ） A. 此机构采用了曲柄摇杆机构 B. 此机构采用了圆柱凸轮机构 C. 此凸轮机构适用于传动灵敏、高速运动的场合 D. 从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线 【答案】D 【解析】此机构采用了曲柄滑块机构、盘形凸轮机构，构件2是尖端推杆，不适合高速；从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线。 4. 凸轮和推杆接触处的运动副属于（ ） A. 高副 B. 移动副 C. 转动副 D. 低副 【答案】A 【解析】凸轮与从动件接触处为点或线接触，所以是高副。 5. 下列有关凸轮机构的叙述正确的为（ ） A. 主动凸轮、从动顶杆组成 B. 易磨损，可高速运转，可实现复杂运动 C. 凸轮形状相同，则从动件的运动规律相同 D. 圆柱凸轮可构成平面凸轮机构传动采用张紧装置 【答案】B 【解析】凸轮机构能够按照设计的凸轮轮廓使从动件获得预定的、较复杂的运动规律；在合理设计和润滑条件下可高速运转。但凸轮与从动件之间通常为高副接触，接触应力较大，容易磨损。故选 B。 6. 某间歇送料装置采用凸轮机构，能够将连续转动转换为从动件的往复直线运动。该机构中与从动件直接接触并具有轮廓曲线的主动构件是（ ）。 A. A. 凸轮 B. B. 推杆 C. C. 机架 D. D. 导路 【答案】A 【解析】凸轮是具有特定轮廓曲线的主动构件，转动时通过轮廓推动从动件运动。推杆属于从动件，机架和导路起支承、导向作用。 7. 如图所示为罐头盒封盖机构，原动件1连续等速转动，通过凸轮3带动从动件2上的端点C沿预期的轨迹——接合缝S运动，关于凸轮机构下列说法正确的是（ ） A. 该凸轮机构是属于一种滚子从动件的空间凸轮机构 B. 滚子从动件和凸轮之间磨损较大，因此适用于传递动力不大的场合 C. 盘形凸轮是一个用平板制成的具有变化端面凹槽或变化半径的盘形机构，并沿导路作反复移动 D. 凸轮一般作为主动件，做等速回转运动或往复直线运动 【答案】D 【解析】A不能断定该凸轮机构是滚子从动件的空间凸轮机构。B滚子从动件和凸轮之间的磨损情况取决于多种因素，包括材料、润滑条件以及传递的力的大小。C盘形凸轮确实是一个具有变化端面凹槽或变化半径的盘形机构但它通常是在固定轴上做回转运动，而不是沿导路作反复移动。这个描述与盘形凸轮的实际运动不符。 8. 要求速度不高.承载较大的场合常应用的从动件形式为（ ） A. 尖顶式 B. 滚子式 C. 平底式 D. 曲面式 【答案】B 【解析】要求速度不高.承载较大的场合常应用的从动件形式为滚子式 9. 一台自动分度设备需要使从动件沿垂直方向作直线往复运动，且从动件端部装有可转动的滚轮以减小磨损。该机构的从动件类型是（ ）。 A. A. 尖顶式从动件 B. B. 滚子式从动件 C. C. 平底式从动件 D. D. 摆动式从动件 【答案】B 【解析】滚子式从动件的端部装有可自由转动的滚子，凸轮与滚子之间以滚动接触为主，能减小摩擦和磨损。尖顶式、平底式和摆动式从动件的结构特征均不符合题意。 10. 如图所示为凸轮送料机构简图，所采用的凸轮类型是（ ） A. 移动凸轮 B. 盘形槽凸轮 C. 圆柱凸轮 D. 板状凸轮 【答案】B 【解析】根据凸轮的形状可以判断出为盘形槽凸轮 11. 在盘形凸轮机构中，为保证直动从动件只能沿规定方向移动，通常需要设置的辅助结构是（ ）。 A. A. 用于限定运动方向的导路 B. B. 用于连接主动轴的联轴器 C. C. 用于储存能量的飞轮 D. D. 用于传递动力的带轮 【答案】A 【解析】直动从动件需要借助导路限定其运动方向，避免在受凸轮作用力时发生偏摆。联轴器、飞轮和带轮不承担从动件导向功能。 12. 某设备要求从动件绕固定轴线作往复摆动，凸轮安装在机架上的固定转轴上并作连续转动。按从动件的运动形式，该凸轮机构应选用（ ）。 A. A. 直动从动件盘形凸轮机构 B. B. 摆动从动件盘形凸轮机构 C. C. 直动从动件移动凸轮机构 D. D. 摆动从动件移动凸轮机构 【答案】B 【解析】从动件绕固定轴线作往复摆动时，属于摆动从动件；主动件为绕固定轴转动的盘形凸轮，因此应采用摆动从动件盘形凸轮机构。 13. 组成凸轮机构的基本构件有 ______个。（ ） A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个 【答案】B 【解析】凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。因此选 B。 14. 如图所示，下列摇杆机构中的1号件和2号件所用的凸轮分别是（ ） A. 曲面凸轮和移动凸轮 B. 盘形凸轮和曲面凸轮 C. 几何锁合式盘形凸轮和圆柱凸轮 D. 圆柱凸轮和盘形凸轮 【答案】C 【解析】1号件选择盘形凸轮，2号件选择圆柱凸轮。 15. 凸轮与从动件接触处的运动副属于（ ） A. 高副 B. 转动副 C. 移动副 D. 螺旋副 【答案】A 【解析】凸轮与从动件属于点或线接触，为高副。 16. 凸轮机构中通常用作主动件的是（ ） A. 凸轮 B. 从动杆 C. 轨道 D. 固定机架 【答案】A 【解析】凸轮机构中，主动件为凸轮，从动件为从动杆 。 17. 书籍打包机构中的滑块，在工作时存在一定的间歇期，主要是靠（ ）实现的。 A. 平面连杆机构 B. 蜗杆机构 C. 凸轮机构 D. 曲柄滑块机构 【答案】C 【解析】书籍打包机构是盘形凸轮机构的典型应用。 18. 检修一套凸轮机构时，发现从动件与凸轮轮廓始终保持接触。除凸轮和从动件外，实现这一作用的常用构件是（ ）。 A. A. 提供压紧作用的弹簧 B. B. 提供传动作用的齿轮 C. C. 提供减速作用的蜗杆 D. D. 提供制动作用的闸瓦 【答案】A 【解析】在力封闭凸轮机构中，常利用弹簧使从动件压紧凸轮轮廓，从而保证二者持续接触。齿轮、蜗杆和闸瓦不能完成从动件与凸轮的压紧任务。 19. 某自动装配设备要求从动件在空间内同时完成转动和轴向移动，设计人员选用带有螺旋槽的圆柱形凸轮。该凸轮机构属于（ ）。 A. A. 平面凸轮机构 B. B. 空间凸轮机构 C. C. 移动凸轮机构 D. D. 等径凸轮机构 【答案】B 【解析】圆柱凸轮的轮廓通常为圆柱面上的螺旋槽，运动副的接触和运动位于空间中，因此属于空间凸轮机构。盘形凸轮和移动凸轮通常归入平面凸轮机构。 20. 某高速轻载仪表机构需要选用传动灵敏的从动件，但允许接触部位磨损较快。最适宜选用的从动件端部结构是（ ）。 A. A. 端部制成尖顶的从动件 B. B. 端部装有滚子的从动件 C. C. 端部制成平底的从动件 D. D. 端部连接摆杆的从动件 【答案】A 【解析】尖顶式从动件与凸轮之间为点接触，传动灵敏，但接触应力大、易磨损，适用于受力较小的场合。滚子式和平底式从动件的接触特点不同，摆杆描述的是从动件的运动形式。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某自动送料装置采用盘形凸轮机构，凸轮转速为 。一个工作循环中，推杆在凸轮转过 时上升 30 mm，在随后 内保持不动，其余角度内返回原位。（1）计算凸轮完成一个工作循环所需的时间。（2）计算推杆上升阶段所需的时间。（3）计算推杆上升阶段的平均速度。 【答案】（1）一个工作循环所需时间为 。（2）推杆上升时间为 。（3）推杆上升阶段平均速度为 。 【解析】（1）凸轮转速为 ，周期为 。（2）上升角为 ，上升时间为 。（3）平均速度为 。 22. 某内燃机配气机构采用凸轮机构驱动气门。凸轮轴转速为 ，一个凸轮工作循环中，气门在 的凸轮转角内开启至最大升程 8 mm，在 的凸轮转角内保持最大升程。（1）计算凸轮轴转一周所需时间。（2）计算气门开启阶段所需时间。（3）计算气门开启阶段的平均速度。 【答案】（1）凸轮轴转一周所需时间为 。（2）气门开启阶段所需时间为 。（3）气门开启阶段平均速度约为 。 【解析】（1）周期为 。（2）开启时间为 。（3）平均速度为 。 23. 某包装设备采用移动凸轮机构驱动直动滚子从动件。凸轮在 1 个工作循环内移动 240 mm，其中推动从动件上升 45 mm 的有效行程占凸轮移动距离的 ，其余行程用于停歇和回程。已知凸轮移动速度为 。（1）计算推动从动件上升时，凸轮的移动距离。（2）计算凸轮完成一个工作循环所需时间。（3）计算从动件上升阶段的平均速度。 【答案】（1）凸轮推动阶段的移动距离为 90 mm。（2）一个工作循环所需时间为 。（3）从动件上升阶段平均速度为 。 【解析】（1）推动距离为 。（2）凸轮移动速度为 ，周期为 。（3）上升时间为 ，平均速度为 。 24. 某自动定位装置采用盘形凸轮驱动直动尖顶从动件。将盘形凸轮、从动件和机架视为构件，凸轮与机架之间为转动副，从动件与机架之间为移动副，凸轮与从动件之间为高副。 （1）写出机构中活动构件数、低副数和高副数。 （2）按平面机构自由度公式 F=3n-2PL-PH，计算该凸轮机构的自由度。 【答案】（1）活动构件数n为2，低副数PL为2，高副数PH为1。 （2）F为3×2-2×2-1，计算得机构自由度为1。 【解析】盘形凸轮和直动从动件均相对机架运动，因此活动构件数为2。凸轮轴与机架、从动件导路与机架构成两个低副，凸轮轮廓与尖顶从动件构成一个高副，代入平面机构自由度公式可得自由度为1。 25. 某分度装置采用圆柱凸轮驱动摆动尖顶从动件。圆柱凸轮绕固定轴转动，摆动从动件绕固定轴摆动，二者的工作表面直接接触。 （1）写出该机构的活动构件数、低副数和高副数。 （2）按平面机构自由度公式 F=3n-2PL-PH，计算该机构的自由度。 【答案】（1）活动构件数n为2，低副数PL为2，高副数PH为1。 （2）F为3×2-2×2-1，计算得机构自由度为1。 【解析】圆柱凸轮和摆动从动件都是活动构件。两构件分别通过转动副与机架连接，形成两个低副；凸轮工作面与尖顶从动件的接触属于高副，因此机构自由度为1。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某包装机的压紧装置采用盘形凸轮驱动直动平底从动件。凸轮绕机架上的固定轴转动，从动件沿机架导路作直线往复运动，凸轮轮廓与从动件平底保持接触。 （1）将凸轮、从动件和机架视为构件，写出活动构件数、低副数和高副数，并计算机构自由度。计算采用公式 F=3n-2PL-PH。 （2）按凸轮形状、从动件运动形式和从动件端部结构，写出该机构的完整名称。 （3）说明机架在该凸轮机构中的两项主要作用。 【答案】（1）活动构件数n为2，低副数PL为2，高副数PH为1。F为3×2-2×2-1，机构自由度为1。 （2）该机构为盘形凸轮直动平底从动件机构。 （3）机架用于支承和定位凸轮转轴；机架用于设置从动件导路，保证从动件按规定方向运动。 【解析】（1）凸轮和从动件为活动构件，二者分别与机架构成一个低副，凸轮轮廓与平底从动件构成一个高副，因此自由度为1。 （2）盘形凸轮、直动从动件和平底端部共同决定机构的分类名称。 （3）机架既提供各构件的安装基准，又约束从动件的运动方向。 27.（5分）某检测设备利用移动凸轮推动直动尖顶从动件完成工位切换。移动凸轮沿机架导轨作直线运动，从动件沿另一条导轨作直线运动，二者通过工作轮廓接触传力。 （1）该机构有2个活动构件、2个低副和1个高副。计算全部运动副对机构施加的约束数，并计算机构自由度。计算采用约束数为2PL加PH，自由度公式为 F=3n-2PL-PH。 （2）按凸轮运动形式、从动件运动形式和端部结构，写出该机构的完整名称。 （3）说明从动件导轨不能直接固定在移动凸轮上的原因。 【答案】（1）运动副施加的约束数为2×2+1，计算得5个约束。F为3×2-2×2-1，机构自由度为1。 （2）该机构为移动凸轮直动尖顶从动件机构。 （3）从动件导轨应固定在机架上，才能约束从动件作直线运动；若导轨随移动凸轮一起运动，机构的相对运动关系将发生改变，不能保证预定的从动件运动形式。 【解析】（1）每个低副施加两个约束，高副施加一个约束，因此该机构共有5个约束，自由度为1。 （2）凸轮作直线移动、从动件作直线运动且端部为尖顶，是该机构分类的依据。 （3）机架承担导向和定位作用，导轨随凸轮移动会破坏从动件相对机架的直动约束。 28.（5分）某折弯设备采用盘形凸轮驱动摆动平底从动件。盘形凸轮通过转轴安装在机架上，从动件通过铰轴安装在机架上，平底端与凸轮轮廓接触。 （1）写出该机构中活动构件数、低副数和高副数，并按 F=3n-2PL-PH 计算自由度。 （2）按凸轮形状、从动件运动形式和端部结构，写出该机构的完整名称。 （3）比较直动从动件与摆动从动件的结构安装特点，说明本装置采用摆动从动件时需要设置的关键支承部位。 【答案】（1）活动构件数n为2，低副数PL为2，高副数PH为1。F为3×2-2×2-1，机构自由度为1。 （2）该机构为盘形凸轮摆动平底从动件机构。 （3）直动从动件需要由导轨限制直线运动；摆动从动件需要由固定铰轴限制绕轴转动。本装置应在机架上设置从动件的铰轴支承部位。 【解析】（1）凸轮和摆动从动件为两个活动构件，两个转动副属于低副，凸轮与平底端接触属于高副，因此自由度为1。 （2）机构名称应同时反映凸轮形状、从动件运动形式和端部类型。 （3）直动从动件依靠导轨导向，摆动从动件依靠铰轴支承，两者的机架结构不同。 29.（5分）某自动装配设备采用圆柱凸轮驱动直动尖顶从动件。圆柱凸轮安装在机架的转轴上，从动件安装在机架导路内，尖顶端与圆柱凸轮的工作轮廓接触。 （1）写出该机构中转动副、移动副和高副的数量，并计算机构自由度。计算采用公式 F=3n-2PL-PH。 （2）按凸轮形状和从动件运动形式，说明该机构属于哪类凸轮机构。 （3）说明圆柱凸轮的工作轮廓设置在何处，并指出该结构相对盘形凸轮在布置上的一个特点。 【答案】（1）转动副为1个，移动副为1个，高副为1个。活动构件数n为2，低副数PL为2，高副数PH为1，F为3×2-2×2-1，机构自由度为1。 （2）该机构属于圆柱凸轮直动从动件机构。 （3）圆柱凸轮的工作轮廓设置在圆柱面上。该结构可利用圆柱面的空间位置布置从动件，适合较紧凑的空间传动布置。 【解析】（1）凸轮轴与机架构成转动副，从动件与导路构成移动副，两者均为低副；凸轮轮廓与尖顶接触构成高副，自由度为1。 （2）圆柱凸轮的外形和从动件的直线运动形式是分类依据。 （3）圆柱凸轮利用圆柱面设置工作轮廓，在空间布置中具有较大的灵活性。 30.（10分）某自动送料设备拟在以下两种方案中选择：方案甲采用盘形凸轮驱动直动尖顶从动件，方案乙采用盘形凸轮驱动摆动尖顶从动件。两种方案均由凸轮绕机架固定轴转动，从动件分别通过导轨或铰轴与机架连接。 （1）分别写出两种方案的活动构件数、低副数和高副数，并按 F=3n-2PL-PH 计算各自的自由度。 （2）若送料杆必须沿固定直线方向伸出和退回，应选择哪种方案，并说明理由。 （3）说明方案甲和方案乙中，从动件与机架所形成的低副类型分别是什么。 【答案】（1）两种方案的活动构件数n均为2，低副数PL均为2，高副数PH均为1。两种方案的F均为3×2-2×2-1，机构自由度均为1。 （2）应选择方案甲。直动从动件在机架导轨约束下沿固定直线方向运动，符合送料杆的运动要求。 （3）方案甲中，从动件与机架形成移动副；方案乙中，从动件与机架形成转动副。 【解析】（1）两种方案均由凸轮、从动件和机架组成，均包含两个低副和一个高副，因此自由度相同。 （2）机构自由度相同不代表输出形式相同，直动从动件才能直接满足固定直线送料要求。 （3）导轨限制构件作直线相对运动，铰轴限制构件绕固定轴转动。 31.（10分）某封装设备的设计说明写有“移动凸轮固定在机架上，并带动直动从动件运动”。技术员认为该表述存在结构矛盾。经核对，正确结构应为：凸轮沿机架导轨移动，从动件沿另一导轨直线运动，凸轮轮廓与从动件尖顶接触。 （1）按正确结构写出活动构件数、低副数和高副数，并按 F=3n-2PL-PH 计算机构自由度。 （2）指出原设计说明中的结构矛盾，并写出正确表述。 （3）说明该机构中两个导轨分别对凸轮和从动件起到的结构作用。 【答案】（1）活动构件数n为2，低副数PL为2，高副数PH为1。F为3×2-2×2-1，机构自由度为1。 （2）移动凸轮不能固定在机架上。正确表述为：移动凸轮沿机架导轨作直线运动，并通过轮廓接触驱动直动从动件。 （3）凸轮导轨限制凸轮相对机架作直线移动；从动件导轨限制从动件按规定直线方向运动。 【解析】（1）正确结构中，移动凸轮和直动从动件均为活动构件，各自与机架构成一个移动副，二者接触构成一个高副，因此自由度为1。 （2）“移动”说明凸轮必须相对机架运动，固定在机架上就失去移动凸轮的结构特征。 （3）两个导轨分别限定两个活动构件的运动方向，是保证机构结构关系正确的必要条件。 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 $