内容正文:
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》
项目六:机器与机构
任务一:机器的结构
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. 下列机器中属于工作机的是( )
A. 铣床
B. 电动机
C. 蒸汽机
D. 内燃机
【答案】A
【解析】工作机是直接完成生产任务的机器,通常将原动机输出的机械能转换为其他形式的能量或用于加工、运输等生产活动。铣床通过铣刀切削工件,直接完成金属加工任务,属于工作机。电动机、蒸汽机和内燃机均将其他形式的能量转换为机械能,为机器提供动力,属于原动机。因此选A。
2. 机器与机构的显著区别在于( )
A. 机器的运动和受力较复杂
B. 机器能变换运动形式
C. 机器能完成有用的机械功和转换机械能
D. 机器需要电力作为动力
【答案】C
【解析】机构是由构件组成、构件之间具有确定相对运动的组合体,其主要作用是传递或变换运动和力。机器除具有机构的基本特征外,还能完成有用的机械功,或实现机械能与其他形式能量之间的转换。因此,机器与机构的显著区别在于机器能完成有用的机械功和转换机械能,选C。
3. 以下哪种机械的工作部分是通过多个构件组成的复杂机构来实现复杂动作,且对各构件间的运动精度要求较高的( )
A. 普通家用缝纫机
B. 简易手动榨汁机
C. 手持式电钻
D. 传统的石磨
【答案】A
【解析】简易手动榨汁机工作部分相对简单,通过简单杠杆等原理工作。手持式电钻工作部分主要是电机带动钻头旋转,结构较单一。传统石磨是通过简单的转动实现磨粉等。而普通家用缝纫机的工作部分,如针杆机构等是复杂机构,各构件运动精度要求高,所以选A。
4. 在机械传动中,以下哪个不是基本概念?( )
A. 零件
B. 构件
C. 部件
D. 转速
【答案】D
【解析】转速是机械传动的特性之一,而不是基本概念。
5. 机器与机构的主要区别是( )
A. 机器的运动较复杂
B. 机器的结构较复杂
C. 机器能完成有用的机械功
D. 机器能变换运动形式
【答案】C
【解析】机器能完成有用的机械功或转换机械能,而机构只是完成运动或力的传递、或改变运动形式的实体组合,由若干构件通过运动副连接而成。
6. 下列对机器、机构、构件和零件的描述,错误的是( )
A. 机器是一种用来变换或传递能量、物料或信息的物体组合,如数控车床
B. 机构是具有确定相对运动的构件的组合体,是传递或变换运动和力的装置,如自行车上的车轮
C. 构件是机械设备中的运动单元,也称运动分析单元,如自行车上的链轮
D. 零件是机械设备中不可拆的最小物件,也称加工制造单元,如自行车车轮上的钢丝
【答案】B
【解析】机器是由若干机构组成、能够变换或传递能量、物料或信息并完成有用功的装置。机构是由构件组成、构件之间具有确定相对运动,并能传递或变换运动和力的装置。构件是机械中的运动单元,零件是机械中的加工制造单元。自行车上的车轮通常作为零件或构件存在,本身不构成机构,因此B项错误,选B。
7. 下图台虎钳属于( )
A. 螺杆转动,螺母直线移动
B. 螺母不动,螺杆转动并做轴向移动
C. 螺母转动,螺杆直线移动
D. 螺杆不动,螺母转动并做轴向移动
【答案】B
8. 自行车属于( )
A. 机器
B. 机构
C. 零件
D. 构件
【答案】A
【解析】机器是由若干机构组成,能够传递或变换能量,并完成有用机械功的装置。自行车通过脚踏驱动、链传动和车轮转动,将人体输入的能量转化为车辆行驶所需的机械能,能够完成运输功能,因此属于机器,选A。
9. 下列实物中,哪一种属于专用零件( )
A. 钉
B. 起重吊钩
C. 螺母
D. 键
【答案】B
【解析】钉、螺母和键具有通用性,可在多种机械中使用,属于通用零件。起重吊钩通常根据起重设备的具体用途、载荷和结构要求专门设计,属于专用零件。
10. 下列实物:(1)螺钉、(2)起重机吊钩、(3)螺母、(4)键、(5)缝纫机脚踏板,其中( ) 属于通用零件。
A. (1)和(2)
B. (2)和(3)
C. (4)和(5)
D. (1)(3)和(4)
【答案】D
【解析】通用零件是能在多种机器中广泛使用、具有通用结构和尺寸标准的零件。螺钉、螺母和键可用于多种机械设备,属于通用零件;起重机吊钩和缝纫机脚踏板通常根据具体设备的功能和结构要求设计,属于专用零件。因此(1)、(3)和(4)属于通用零件,选D。
11. 构件定义的正确表述是( )
A. 构件是机器的运动单元
B. 构件是机器的制造单元
C. 构件是机械零件组合而成的
D. 构件是机器的装配单元
【答案】A
【解析】构件是机器中具有确定相对运动的运动单元,可以由一个零件组成,也可以由若干零件刚性连接组成。因此,构件是机器的运动单元。
12. 下列机械中,属于机构的是( )
A. 电动机
B. 自行车
C. 摩托车
D. 车床
【答案】B
【解析】机构是由若干构件组成、具有确定相对运动并能传递或变换运动和力的装置。自行车由多个构件组成,各构件之间存在确定的相对运动,属于机构。
13. 下列哪项是机构中用来改变运动形式的部件( )
A. 原动机
B. 传动轮
C. 连杆
D. 工作部件
【答案】C
【解析】连杆是机构中常用的连接和传动部件,它可以通过不同的连接方式(如铰接、滑动等)实现运动形式的改变和传递。原动机通常提供动力源;传动轮主要用于传递动力;工作部件则执行具体的工作任务。
14. 如图所示,内燃机连杆中的连杆体1是( )
A. 机构
B. 零件
C. 部件
D. 构件
【答案】B
15. 下列各机械中,属于机构的是( )
A. 纺织机
B. 拖拉机
C. 发电机
D. 千斤顶
【答案】D
【解析】千斤顶是实现简单运动转换的组合,属于机构。
16. 机构串接组合是指什么?( )
A. 将机构按照顺序连接起来
B. 将机构按照并联连接起来
C. 将机构按照循环连接起来
D. 将机构按照时间连接起来
【答案】A
【解析】机构串接组合是将多个机构按照顺序连接起来,形成一个整体。
17. 机构时序组合与其他组合方式最大的不同是什么?( )
A. 输入和输出方向相反
B. 输入和输出方向一致
C. 机构间存在空隙
D. 按照时间顺序连接
【答案】D
【解析】机构时序组合是按照时间顺序将多个机构连接起来,与其他组合方式最大的不同在于其连接方式是按照时间顺序进行的。
18. 由机械原理知识可知,脚踏自行车应属于( )
A. 机器
B. 机构
C. 通用零件
D. 专用零件
【答案】B
【解析】脚踏自行车只能把脚踏板的转动转换成车轮的转动,能够传递力和运动,不能转变能量或传递物料信息。它自己没有动力部分。
19. 机构时序组合是指什么?( )
A. 将机构按照顺序连接起来
B. 将机构按照并联连接起来
C. 将机构按照循环连接起来
D. 将机构按照时间连接起来
【答案】D
【解析】机构时序组合是指按照时间顺序将多个机构连接起来,形成一个按照时间顺序运行的系统。
20. 机构串接组合的特点是什么?( )
A. 前一机构的输出作为后一机构的输入
B. 各机构的输入端与输出端分别连接
C. 各机构按固定时间间隔依次启动
D. 各机构的输入、输出方向保持一致
【答案】A
【解析】机构串接组合是将多个机构依次连接,使前一机构的输出成为后一机构的输入,从而逐级传递或变换运动和力。机构串接并不限定整体输入、输出的方向必须相同,故选A。
二、计算题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21. 某自动送料机由以下装配单元组成:动力部分包括电动机1个;传动部分包括减速器1个、联轴器2个和链传动装置1个;工作部分包括输送滚筒组件1个、输送带1条和导料组件1个;控制部分包括控制箱1个。按装配单元计数,求:(1)传动部分共有多少个装配单元。(2)该送料机共有多少个装配单元,传动部分所占比例约为多少。(3)从机器的组成看,该送料机是否具备机器的基本组成部分。
【答案】(1)传动部分共有 个装配单元。(2)装配单元总数为 个,传动部分所占比例为 。(3)具备。该送料机具有动力部分、传动部分、工作部分和控制部分。
【解析】(1)传动部分由减速器、联轴器和链传动装置组成,共4个装配单元。(2)分别统计各部分装配单元数量,再计算传动部分占总数的百分比。(3)机器通常由动力、传动、工作和控制等部分组成,该设备的组成完整。
22. 某平面铰链四杆机构由机架、曲柄、连杆和摇杆组成,各构件之间形成4个转动副。已知平面机构自由度计算公式为 ,其中 为活动构件数, 为低副数, 为高副数。求:(1)该机构的活动构件数和低副数。(2)该机构的自由度。(3)该机构正常运动时,至少需要设置几个原动件。
【答案】(1)活动构件数为 ,低副数为 。(2)自由度为 。(3)至少需要设置1个原动件。
【解析】(1)机架不属于活动构件,曲柄、连杆和摇杆均为活动构件。(2)该机构仅含4个转动副,不含高副,计算得自由度为1。(3)机构自由度为1时,一个原动件即可确定其运动。
23. 某冲床的送料机构采用曲柄滑块机构,由机架、曲柄、连杆和滑块组成。曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间均为转动副,滑块与机架之间为移动副。求:(1)该机构中活动构件数和低副数。(2)全部低副对活动构件运动施加的约束数。(3)该机构的自由度,并说明能否用1台电动机作为原动件驱动。
【答案】(1)活动构件数为 ,低副数为 。(2)低副施加的约束数为 个。(3)自由度为 ,可以用1台电动机作为原动件驱动。
【解析】机构含机架、曲柄、连杆和滑块,活动构件n=3;3个转动副和1个移动副均为低副,PL=4。低副共施加2PL=8个约束,F=3n-2PL=1,故可由1台电动机驱动。
24. 某包装机的封口装置采用尖顶移动从动件凸轮机构,由机架、凸轮和移动从动件组成。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。求:(1)该机构的活动构件数、低副数和高副数。(2)该机构的自由度。(3)若凸轮由电动机带动连续转动,从动件能否按预定规律完成往复直线运动。
【答案】(1)活动构件数为 ,低副数为 ,高副数为 。(2)自由度为 。(3)能够。凸轮转动作为一个原动运动,可使从动件完成预定的往复直线运动。
【解析】机架固定,凸轮和从动件为活动构件,n=2。转动副、移动副各1个,PL=2;凸轮与从动件接触为高副,PH=1。F=3n-2PL-PH=1,凸轮连续转动可使从动件按预定规律往复移动。
25. 某自动分拣设备的执行机构为平面六杆机构,共有6个构件,其中1个为机架,其余5个为活动构件。该机构中共有7个转动副,不含高副。现计划在机构中增加1个高副接触约束,构件数量和低副数量均不改变。求:(1)原机构中活动构件所具有的总自由运动数。(2)原机构的自由度,并判断采用1个原动件能否驱动该机构。(3)增加1个高副后,机构的自由度是多少,并说明该改动对机构运动的影响。
【答案】(1)活动构件的总自由运动数为 。(2)原机构自由度为 ,采用1个原动件可以驱动该机构。(3)增加高副后,自由度为 。机构失去独立运动条件,不能按原设计实现连续运动。
【解析】平面活动构件各有3个自由运动,故总自由运动数为3n=3×5=15。原机构PL=7、PH=0,F=15-14=1,可用1个原动件驱动。增加1个高副后F=15-14-1=0,机构失去独立连续运动条件。
三、综合应用题(本大题共6小题,共40分)
26.(5分)某工厂安装一台皮带输送机,用于将零件输送至装配工位。电动机转速为 ,电动机皮带轮直径为 ,减速器输入皮带轮直径为 。减速器内主动齿轮齿数为 ,从动齿轮齿数为 ,输送滚筒直径为 。(1)计算输送滚筒的转速和输送带的线速度。(2)判断该皮带输送机属于机器还是机构,并说明理由。(3)从机器的组成角度,说明电动机、减速器、输送带和控制按钮分别属于哪一部分。
【答案】(1)皮带传动后转速为 。齿轮传动后滚筒转速为 。输送带线速度为 。(2)该装置属于机器。它由多个构件组成,构件之间具有确定的相对运动,能够传递电动机的能量并完成输送零件的有用功。(3)电动机属于动力部分;减速器属于传动部分;输送带和滚筒属于工作部分;控制按钮属于控制部分。
【解析】带传动后n1=1440×100/300=480 r/min,齿轮传动后滚筒n2=480×20/60=160 r/min;v=π×0.2×160/60≈1.68 m/s。该装置能传递能量并完成输送作业,属于机器;电动机、减速器、输送带滚筒、按钮分别属动力、传动、工作、控制部分。
27.(5分)某工厂安装一台皮带输送机,电动机转速为1440 r/min。电动机带轮直径为80 mm,从动带轮直径为240 mm;减速器内主动齿轮齿数为20,从动齿轮齿数为60。输送机滚筒由从动齿轮带动。(1)计算输送机滚筒的转速。(2)判断该输送机是否属于机器,并说明皮带传动和齿轮传动在系统中的作用。(3)说明该输送机应具备的动力、传动、执行和控制部分。
【答案】(1)带传动后转速为。齿轮传动后滚筒转速为。输送机滚筒转速为160 r/min。(2)该输送机属于机器。电动机提供机械能,皮带传动和齿轮传动将运动和动力传递给滚筒,并降低滚筒转速、增大输出转矩。(3)动力部分为电动机;传动部分为带传动、齿轮传动及传动轴;执行部分为滚筒和输送带;控制部分为启动、停止及过载保护装置。
【解析】带传动后n1=1440×80/240=480 r/min,齿轮传动后滚筒n2=480×20/60=160 r/min。输送机利用电动机能量完成输送,属于机器;带传动和齿轮传动传递动力、降速增矩。各部分依次为电动机、传动装置、滚筒输送带及启停过载保护装置。
28.(5分)某冲压车间的曲柄压力机采用电动机驱动。电动机转速为 ,经带传动后,主动轮直径为 ,从动轮直径为 ;再经一对齿轮传动,主动齿轮齿数为 ,从动齿轮齿数为 。曲柄半径为 ,滑块每转一周完成一次往复运动。(1)计算曲柄转速和滑块的平均往复运动速度。(2)曲柄、连杆、滑块和机架组成的系统属于机器还是机构,说明判断依据。(3)若压力机只能完成滑块运动而不能实现冲压生产,分析还应配置哪些机器组成部分。
【答案】(1)带传动后转速为 。齿轮传动后曲柄转速为 。滑块行程为 。滑块每转一周的运动路程为 。平均往复运动速度为 。(2)该系统属于机构。各构件之间具有确定的相对运动,能够将曲柄的转动转化为滑块的往复直线运动,但其本身不具备独立完成冲压工作的全部条件。(3)应配置动力部分,如电动机;配置工作部分,如冲模;配置控制部分,如离合器、制动器和操作控制装置。
【解析】带传动后n1=960×80/240=320 r/min,齿轮传动后曲柄转速n2=320×25/75≈106.67 r/min。滑块行程S=0.12 m,每转往复路程为0.24 m,平均速度约0.43 m/s。曲柄滑块系统仅实现运动转换,属机构;还需电动机、冲模及控制装置组成完整压力机。
29.(5分)某自动钻孔设备采用电动机驱动主轴。电动机转速为960 r/min,主动带轮直径为100 mm,从动带轮直径为200 mm;主轴箱内小齿轮齿数为24,大齿轮齿数为72。设备工作时,主轴带动钻头在工件上加工孔。(1)计算主轴的实际转速。(2)判断“带传动和齿轮传动组合”以及“自动钻孔设备”分别属于机构还是机器。(3)从机器组成角度,说明电动机、传动装置、主轴与钻头、按钮和限位开关的主要作用。
【答案】(1)带传动后转速为。齿轮传动后主轴转速为。主轴实际转速为160 r/min。(2)带传动和齿轮传动组合属于机构,其主要作用是传递和变换运动、动力。自动钻孔设备属于机器,因为它能够利用机械能完成钻孔工作。(3)电动机属于动力部分,提供机械能;传动装置属于传动部分,传递并改变运动参数;主轴与钻头属于执行部分,直接完成钻孔;按钮和限位开关属于控制部分,实现启停和行程控制。
【解析】带传动后n1=960×100/200=480 r/min,齿轮传动后主轴转速n2=480×24/72=160 r/min。带、齿轮传动组合用于传递和变换运动,属机构;钻孔设备能完成钻孔有用功,属机器。电动机供能,传动装置变速传力,主轴钻头执行加工,按钮和限位开关控制启停与行程。
30.(10分)某食品企业使用立式搅拌设备混合粉状原料。电动机转速为 ,减速器由两级传动组成,第一级传动比为 ,第二级传动比为 。搅拌叶片的最大旋转直径为 。(1)计算搅拌轴的转速和叶片外缘的线速度。(2)若设备由电动机、减速器、搅拌轴、搅拌叶片、搅拌桶和启停控制装置组成,判断其是否构成完整机器,并说明理由。(3)为提高设备运行的安全性和可靠性,写出两项结构或控制方面的改进措施。
【答案】(1)减速器总传动比为 。搅拌轴转速为 。叶片外缘线速度为 。(2)该设备构成完整机器。电动机提供动力,减速器传递并降低转速,搅拌叶片对物料做功,启停控制装置控制设备运行。(3)在传动部位设置防护罩,防止人员接触旋转部件。设置急停按钮和过载保护装置,出现异常时及时切断动力。定期检查搅拌轴、联轴器和紧固件,防止松动或断裂。
【解析】总传动比i=2.5×4=10,搅拌轴转速n=1450/10=145 r/min;叶片外缘速度v=π×0.4×145/60≈3.04 m/s。设备具备动力、传动、工作和控制部分,能完成搅拌,构成完整机器。可设置传动防护罩,并增设急停按钮和过载保护装置。
31.(10分)维修技师使用手动螺旋千斤顶顶起设备底座。操作手柄每分钟转动60 r,经一对齿轮传动后带动丝杠旋转。主动齿轮齿数为12,从动齿轮齿数为48,丝杠螺距为5 mm,连续操作2 min。(1)计算丝杠在2 min内的转数和千斤顶的理论顶升高度。(2)判断丝杠螺母副属于机构还是机器,并说明理由。(3)分析该手动螺旋千斤顶作为完整机器时,还应具备哪些基本组成部分,并提出一项安全改进措施。
【答案】(1)丝杠转速为。2 min内丝杠转数为。理论顶升高度为。(2)丝杠螺母副属于机构。它由构件组成,构件之间具有确定的相对运动,可将旋转运动转变为直线运动。(3)动力部分为人工施加的手柄转动力;传动部分为齿轮副和丝杠螺母副;执行部分为顶升托盘;控制部分可设置限位或防过载装置。可增设机械锁止机构,防止载荷下降。
【解析】齿轮传动后丝杠转速n1=60×12/48=15 r/min,2 min转数N=15×2=30 r,理论顶升高度h=Np=30×5=150 mm。丝杠螺母副能将转动转为直线运动,属机构。完整千斤顶还包括手柄动力、齿轮丝杠传动、顶升托盘及限位防过载控制,可增设机械锁止防止载荷下滑。
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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》
项目六:机器与机构
任务一:机器的结构
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. 下列机器中属于工作机的是( )
A. 铣床
B. 电动机
C. 蒸汽机
D. 内燃机
2. 机器与机构的显著区别在于( )
A. 机器的运动和受力较复杂
B. 机器能变换运动形式
C. 机器能完成有用的机械功和转换机械能
D. 机器需要电力作为动力
3. 以下哪种机械的工作部分是通过多个构件组成的复杂机构来实现复杂动作,且对各构件间的运动精度要求较高的( )
A. 普通家用缝纫机
B. 简易手动榨汁机
C. 手持式电钻
D. 传统的石磨
4. 在机械传动中,以下哪个不是基本概念?( )
A. 零件
B. 构件
C. 部件
D. 转速
5. 机器与机构的主要区别是( )
A. 机器的运动较复杂
B. 机器的结构较复杂
C. 机器能完成有用的机械功
D. 机器能变换运动形式
6. 下列对机器、机构、构件和零件的描述,错误的是( )
A. 机器是一种用来变换或传递能量、物料或信息的物体组合,如数控车床
B. 机构是具有确定相对运动的构件的组合体,是传递或变换运动和力的装置,如自行车上的车轮
C. 构件是机械设备中的运动单元,也称运动分析单元,如自行车上的链轮
D. 零件是机械设备中不可拆的最小物件,也称加工制造单元,如自行车车轮上的钢丝
7. 下图台虎钳属于( )
A. 螺杆转动,螺母直线移动
B. 螺母不动,螺杆转动并做轴向移动
C. 螺母转动,螺杆直线移动
D. 螺杆不动,螺母转动并做轴向移动
8. 自行车属于( )
A. 机器
B. 机构
C. 零件
D. 构件
9. 下列实物中,哪一种属于专用零件( )
A. 钉
B. 起重吊钩
C. 螺母
D. 键
10. 下列实物:(1)螺钉、(2)起重机吊钩、(3)螺母、(4)键、(5)缝纫机脚踏板,其中( ) 属于通用零件。
A. (1)和(2)
B. (2)和(3)
C. (4)和(5)
D. (1)(3)和(4)
11. 构件定义的正确表述是( )
A. 构件是机器的运动单元
B. 构件是机器的制造单元
C. 构件是机械零件组合而成的
D. 构件是机器的装配单元
12. 下列机械中,属于机构的是( )
A. 电动机
B. 自行车
C. 摩托车
D. 车床
13. 下列哪项是机构中用来改变运动形式的部件( )
A. 原动机
B. 传动轮
C. 连杆
D. 工作部件
14. 如图所示,内燃机连杆中的连杆体1是( )
A. 机构
B. 零件
C. 部件
D. 构件
15. 下列各机械中,属于机构的是( )
A. 纺织机
B. 拖拉机
C. 发电机
D. 千斤顶
16. 机构串接组合是指什么?( )
A. 将机构按照顺序连接起来
B. 将机构按照并联连接起来
C. 将机构按照循环连接起来
D. 将机构按照时间连接起来
17. 机构时序组合与其他组合方式最大的不同是什么?( )
A. 输入和输出方向相反
B. 输入和输出方向一致
C. 机构间存在空隙
D. 按照时间顺序连接
18. 由机械原理知识可知,脚踏自行车应属于( )
A. 机器
B. 机构
C. 通用零件
D. 专用零件
19. 机构时序组合是指什么?( )
A. 将机构按照顺序连接起来
B. 将机构按照并联连接起来
C. 将机构按照循环连接起来
D. 将机构按照时间连接起来
20. 机构串接组合的特点是什么?( )
A. 前一机构的输出作为后一机构的输入
B. 各机构的输入端与输出端分别连接
C. 各机构按固定时间间隔依次启动
D. 各机构的输入、输出方向保持一致
二、计算题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21. 某自动送料机由以下装配单元组成:动力部分包括电动机1个;传动部分包括减速器1个、联轴器2个和链传动装置1个;工作部分包括输送滚筒组件1个、输送带1条和导料组件1个;控制部分包括控制箱1个。按装配单元计数,求:(1)传动部分共有多少个装配单元。(2)该送料机共有多少个装配单元,传动部分所占比例约为多少。(3)从机器的组成看,该送料机是否具备机器的基本组成部分。
22. 某平面铰链四杆机构由机架、曲柄、连杆和摇杆组成,各构件之间形成4个转动副。已知平面机构自由度计算公式为 ,其中 为活动构件数, 为低副数, 为高副数。求:(1)该机构的活动构件数和低副数。(2)该机构的自由度。(3)该机构正常运动时,至少需要设置几个原动件。
23. 某冲床的送料机构采用曲柄滑块机构,由机架、曲柄、连杆和滑块组成。曲柄与机架、曲柄与连杆、连杆与滑块之间均为转动副,滑块与机架之间为移动副。求:(1)该机构中活动构件数和低副数。(2)全部低副对活动构件运动施加的约束数。(3)该机构的自由度,并说明能否用1台电动机作为原动件驱动。
24. 某包装机的封口装置采用尖顶移动从动件凸轮机构,由机架、凸轮和移动从动件组成。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。求:(1)该机构的活动构件数、低副数和高副数。(2)该机构的自由度。(3)若凸轮由电动机带动连续转动,从动件能否按预定规律完成往复直线运动。
25. 某自动分拣设备的执行机构为平面六杆机构,共有6个构件,其中1个为机架,其余5个为活动构件。该机构中共有7个转动副,不含高副。现计划在机构中增加1个高副接触约束,构件数量和低副数量均不改变。求:(1)原机构中活动构件所具有的总自由运动数。(2)原机构的自由度,并判断采用1个原动件能否驱动该机构。(3)增加1个高副后,机构的自由度是多少,并说明该改动对机构运动的影响。
三、综合应用题(本大题共6小题,共40分)
26.(5分)某工厂安装一台皮带输送机,用于将零件输送至装配工位。电动机转速为 ,电动机皮带轮直径为 ,减速器输入皮带轮直径为 。减速器内主动齿轮齿数为 ,从动齿轮齿数为 ,输送滚筒直径为 。(1)计算输送滚筒的转速和输送带的线速度。(2)判断该皮带输送机属于机器还是机构,并说明理由。(3)从机器的组成角度,说明电动机、减速器、输送带和控制按钮分别属于哪一部分。
27.(5分)某工厂安装一台皮带输送机,电动机转速为1440 r/min。电动机带轮直径为80 mm,从动带轮直径为240 mm;减速器内主动齿轮齿数为20,从动齿轮齿数为60。输送机滚筒由从动齿轮带动。(1)计算输送机滚筒的转速。(2)判断该输送机是否属于机器,并说明皮带传动和齿轮传动在系统中的作用。(3)说明该输送机应具备的动力、传动、执行和控制部分。
28.(5分)某冲压车间的曲柄压力机采用电动机驱动。电动机转速为 ,经带传动后,主动轮直径为 ,从动轮直径为 ;再经一对齿轮传动,主动齿轮齿数为 ,从动齿轮齿数为 。曲柄半径为 ,滑块每转一周完成一次往复运动。(1)计算曲柄转速和滑块的平均往复运动速度。(2)曲柄、连杆、滑块和机架组成的系统属于机器还是机构,说明判断依据。(3)若压力机只能完成滑块运动而不能实现冲压生产,分析还应配置哪些机器组成部分。
29.(5分)某自动钻孔设备采用电动机驱动主轴。电动机转速为960 r/min,主动带轮直径为100 mm,从动带轮直径为200 mm;主轴箱内小齿轮齿数为24,大齿轮齿数为72。设备工作时,主轴带动钻头在工件上加工孔。(1)计算主轴的实际转速。(2)判断“带传动和齿轮传动组合”以及“自动钻孔设备”分别属于机构还是机器。(3)从机器组成角度,说明电动机、传动装置、主轴与钻头、按钮和限位开关的主要作用。
30.(10分)某食品企业使用立式搅拌设备混合粉状原料。电动机转速为 ,减速器由两级传动组成,第一级传动比为 ,第二级传动比为 。搅拌叶片的最大旋转直径为 。(1)计算搅拌轴的转速和叶片外缘的线速度。(2)若设备由电动机、减速器、搅拌轴、搅拌叶片、搅拌桶和启停控制装置组成,判断其是否构成完整机器,并说明理由。(3)为提高设备运行的安全性和可靠性,写出两项结构或控制方面的改进措施。
31.(10分)维修技师使用手动螺旋千斤顶顶起设备底座。操作手柄每分钟转动60 r,经一对齿轮传动后带动丝杠旋转。主动齿轮齿数为12,从动齿轮齿数为48,丝杠螺距为5 mm,连续操作2 min。(1)计算丝杠在2 min内的转数和千斤顶的理论顶升高度。(2)判断丝杠螺母副属于机构还是机器,并说明理由。(3)分析该手动螺旋千斤顶作为完整机器时,还应具备哪些基本组成部分,并提出一项安全改进措施。
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