山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目十五任务一 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》 项目十五：气压传动 任务一：工作原理 时间：45分钟 总分：95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. 气动夹具完成一次夹紧动作时，压缩空气能量传递到工件的正确过程是（ ） A. 空气压缩机、气缸、换向阀、夹具 B. 空气压缩机、换向阀、气缸、夹具 C. 换向阀、空气压缩机、夹具、气缸 D. 气缸、换向阀、空气压缩机、夹具 【答案】B 【解析】压缩空气由空气压缩机提供，经换向阀改变流向后进入气缸，气缸将气压能转化为机械能，驱动夹具夹紧工件。 2. 气压传动的工作原理是利用______使空气介质产生压力能，在控制元件的控制下，将气体压力能传输给执行元件，从而使执行元件完成直线运动或旋转运动。（ ） A. 空气压缩机 B. 储气罐 C. 后冷却器 D. 气压元器件 【答案】A 【解析】气压传动系统中，空气压缩机将机械能转化为压缩空气的压力能，为系统提供气源；储气罐用于储存压缩空气，后冷却器用于冷却压缩空气。因此选A。 3. 双作用气缸的活塞杆需要伸出时，换向阀应使压缩空气进入气缸的（ ） A. 有杆腔，并使无杆腔排气 B. 无杆腔，并使有杆腔排气 C. 有杆腔，并使气源口封闭 D. 无杆腔，并使排气口封闭 【答案】B 【解析】双作用气缸活塞杆伸出时，压缩空气进入无杆腔推动活塞运动，同时有杆腔内的空气经换向阀排出。 4. 某气动装置中，气缸活塞杆到达行程终点后不再移动，但供气仍未切断。此时气缸内主要发生的是（ ） A. 空气继续膨胀推动活塞加速 B. 空气压力维持并作用于活塞 C. 空气全部排出使推力消失 D. 空气反向流动使活塞回退 【答案】B 【解析】活塞到达机械行程终点后不能继续运动，若气源保持接通，腔内空气压力仍作用在活塞有效面积上，形成保持力。 5. 气动系统中，换向阀处于中位且各工作口封闭时，双作用气缸的主要状态是（ ） A. 两腔同时进气而快速伸出 B. 两腔同时排气而自由移动 C. 两腔压力保持而停止运动 D. 两腔连通大气而自动复位 【答案】C 【解析】当换向阀中位将各工作口封闭时，气缸两腔的空气不能进出，活塞在外力不超过保持力的条件下停止运动。 6. 气动系统的减压阀调定出口压力后，气源压力在允许范围内升高，减压阀的工作结果是（ ） A. 出口压力随气源压力同步升高 B. 出口压力保持在调定值附近 C. 出口压力降为大气压力状态 D. 出口压力变为零而停止供气 【答案】B 【解析】减压阀利用出口压力反馈调节阀口开度，使出口压力在气源压力波动时基本稳定在调定值附近。 7. 根据气动平口钳示意图，下列表述错误的是（ ） A. 空气压缩机为气压系统的气源部分，将电动机的机械能转换成气体的压力能 B. 气缸用于实现直线运动或摆动，将气体的压力能转换为机械能 C. 换向阀用于控制和调节气压系统中气体的流动速度 D. 过滤器为气压系统辅助元件 【答案】C 8. 自动送料机构采用单作用气缸，按下启动按钮后活塞杆伸出；松开按钮后活塞杆依靠弹簧缩回。该动作说明气缸缩回的动力来自（ ） A. 有杆腔的压缩空气压力 B. 无杆腔的压缩空气压力 C. 换向阀的电磁吸力作用 D. 气缸内部的复位弹簧作用 【答案】D 【解析】单作用气缸通常只在一个方向利用压缩空气驱动，另一方向依靠内置弹簧或外部负载实现复位。本题中缩回动力来自复位弹簧。 9. 气压传动系统的工作原理是基于以下哪种原理？（ ） A. 电动原理 B. 气压原理 C. 磁力原理 D. 电磁原理 【答案】B 【解析】气压传动以压缩空气为工作介质，利用气体压力能传递力和运动。空气压缩机产生压缩空气，经控制元件控制后驱动执行元件运动，因此其工作原理属于气压原理，选B。 10. 气动系统中，节流阀安装在气缸排气通路上调节开度，其直接作用是改变气缸的（ ） A. 输出运动速度 B. 输出运动方向 C. 最大工作行程 D. 供气压力等级 【答案】A 【解析】节流阀通过限制排出空气的流量来控制气缸运动速度，不改变换向关系、气缸行程和气源的压力等级。 11. 气动控制回路中，按下按钮阀后气缸动作；松开按钮阀后气缸立即停止。按钮阀在该回路中的主要作用是（ ） A. 将机械能转化为气压能 B. 控制压缩空气的通断 C. 把气压能转化为机械能 D. 降低压缩空气的含水量 【答案】B 【解析】按钮阀属于控制元件，按下或松开时改变气路的通断状态，从而向执行元件发出动作或停止的控制信号。 12. 气动机械手需要先夹紧工件，再将工件送出。为保证动作顺序正确，应利用前一执行元件的何种状态作为后一动作的控制信号（ ） A. 气缸达到预定位置的信号 B. 气源达到额定压力的信号 C. 储气罐达到规定容积的信号 D. 空气过滤达到清洁程度的信号 【答案】A 【解析】顺序控制要求后一动作以前一动作完成为条件。气缸到达预定位置时发出的信号，可控制下一执行元件开始动作。 13. 某气缸在换向阀切换后仍无动作，检查发现供气正常但排气口被堵塞。产生该现象的主要原因是（ ） A. 进气压力无法建立在气缸内 B. 排气受阻使两腔空气难以置换 C. 活塞面积减小使输出力不足 D. 气源含水使空气完全失去压力 【答案】C 【解析】双作用气缸运动时，一侧进气推动活塞，另一侧必须排气。排气口堵塞会使被压缩空气无法排出，阻碍两腔空气置换，导致气缸难以动作。 14. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 【答案】A 15. 液压传动系统中，将原动机输出的机械能转换为液压能的元件是（ ） A. 液压泵 B. 液压缸 C. 控制阀 D. 油箱 【答案】A 【解析】液压泵由原动机驱动，将机械能转换为油液的压力能和流量能，是液压系统的动力元件。 16. 在液压传动系统中，换向阀的主要作用是（ ） A. 调节油液流量控制速度 B. 改变油液流向控制运动 C. 限制系统压力防止过载 D. 储存油液补偿系统泄漏 【答案】B 【解析】换向阀通过改变油液流动方向，使执行元件实现启动、停止或改变运动方向。 17. 液压传动系统驱动液压缸伸出时，液压能转化为机械能的主要环节是（ ） A. 液压泵将油液吸入并提高压力 B. 换向阀改变压力油的流动方向 C. 液压缸推动活塞产生直线运动 D. 油箱储存回流油液并辅助散热 【答案】C 【解析】液压缸内压力油作用于活塞有效面积，产生推力并推动活塞杆作直线运动，完成液压能向机械能的转换。液压泵、换向阀和油箱分别承担供油、换向和储油等作用。 18. 双作用气缸由二位五通电磁换向阀控制。当电磁铁得电后，压缩空气进入气缸左腔，右腔空气经阀门排出，此时活塞杆的运动状态是（ ） A. 活塞杆向右伸出并带动负载运动 B. 活塞杆向左缩回并带动负载运动 C. 活塞杆保持原位且两腔同时保压 D. 活塞杆停止运动且两腔同时排气 【答案】A 【解析】压缩空气进入气缸左腔时，左腔压力作用于活塞左侧，推动活塞向右运动，因此活塞杆伸出。右腔空气排出可减小活塞运动阻力。 19. 在液压泵、溢流阀、换向阀和双作用液压缸组成的基本回路中，换向阀处于中位且液压缸停止运动时，溢流阀的主要工作作用是（ ） A. 限制系统压力并使多余油液回油箱 B. 改变油液方向并使液压缸换向 C. 调节进入液压缸的油液流量 D. 过滤回油中的杂质并清除水分 【答案】A 【解析】当执行元件不需要运动而液压泵仍供油时，系统压力升高至溢流阀调定压力，溢流阀开启并将多余油液导回油箱，从而限制系统最高压力。 20. 某液压缸采用单向节流阀控制速度。要求活塞杆伸出时速度可调，缩回时油液自由通过，则单向节流阀应使（ ） A. 伸出油路节流通过，回程油路单向导通 B. 伸出油路单向导通，回程油路节流通过 C. 伸出油路与回程油路同时节流通过 D. 伸出油路与回程油路同时单向导通 【答案】A 【解析】单向节流阀由节流通道和单向阀组成。需要调节伸出速度时，应使伸出方向的油液经节流通道流动；回程时油液经单向阀自由通过，以获得较快的回程速度。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 一台液压送料装置采用双作用液压缸推动工件。液压缸无杆腔有效面积为30 cm2，送料行程为400 mm；液压泵向无杆腔供油的实际流量为18 L/min。忽略泄漏和油液压缩量，求： （1）液压缸完成一次送料行程所需的油液体积。 （2）活塞杆的理论伸出速度和送料时间。 （3）说明换向阀换向后，液压缸实现回程的油液流动过程。 【答案】（1）无杆腔所需油液体积为1.2 L。 （2）活塞杆理论伸出速度为0.10 m/s，送料时间为4 s。 （3）换向阀换向后，压力油进入液压缸有杆腔，推动活塞杆回缩；无杆腔中的油液经换向阀回流至油箱。 【解析】（1）液压缸无杆腔容积为有效面积乘以行程，即30 cm2乘以40 cm，得到1200 cm3，折合1.2 L。 （2）18 L/min折合300 cm3/s，活塞速度为300 cm3/s除以30 cm2，得到10 cm/s，即0.10 m/s；送料时间为40 cm除以10 cm/s，得到4 s。 （3）换向阀通过改变压力油和回油通路，使液压缸两腔受压状态互换，从而实现活塞杆回程。 22. 某气动顶出机构由双作用气缸驱动。气缸活塞有效面积为12 cm2，活塞杆伸出行程为250 mm，工作压力为0.50 MPa。忽略摩擦损失，求： （1）气缸伸出时的理论推力。 （2）活塞杆完成一次伸出行程时，气缸工作腔的几何容积。 （3）说明压缩空气进入工作腔后，气缸产生推力并完成顶出动作的工作原理。 【答案】（1）气缸理论推力为6000 N，即6.0 kN。 （2）工作腔几何容积为0.30 L。 （3）压缩空气进入气缸工作腔后，对活塞产生压力作用，压力与活塞有效面积共同形成推力，推动活塞杆伸出并带动顶出机构运动；另一腔空气经换向阀排出。 【解析】（1）压力为0.50 MPa，即0.50 N/mm2；活塞有效面积为12 cm2，即1200 mm2。理论推力为压力乘以有效面积，得到6000 N。 （2）行程为250 mm，即25 cm。工作腔容积为12 cm2乘以25 cm，得到300 cm3，即0.30 L。 （3）气动执行元件利用压缩空气压力推动活塞，将气压能转化为直线运动机械能。 23. 某液压夹紧回路中，液压泵输出流量为24 L/min。夹紧液压缸无杆腔有效面积为16 cm2，活塞杆需伸出150 mm后完成夹紧；系统工作压力稳定为5 MPa。忽略泄漏和摩擦损失，求： （1）液压缸完成夹紧行程所需的油液体积。 （2）液压缸的理论夹紧力和完成夹紧行程所需时间。 （3）说明溢流阀在工件已夹紧、换向阀尚未换向时的作用。 【答案】（1）所需油液体积为0.24 L。 （2）理论夹紧力为8.0 kN，完成夹紧行程所需时间为0.6 s。 （3）工件夹紧后液压缸停止运动，系统压力升高至调定值，溢流阀开启使多余油液流回油箱，限制系统压力并保护元件。 【解析】（1）150 mm等于15 cm，所需油液体积为16 cm2乘以15 cm，得到240 cm3，即0.24 L。 （2）5 MPa等于5 N/mm2，16 cm2等于1600 mm2，理论夹紧力为5 N/mm2乘以1600 mm2，得到8000 N。24 L/min等于0.4 L/s，夹紧时间为0.24 L除以0.4 L/s，得到0.6 s。 （3）溢流阀利用压力达到调定值时开启的原理，使液压泵输出的多余油液卸回油箱。 24. 某气动搬运装置使用双作用气缸完成推送动作。气缸伸出腔有效面积为20 cm2，行程为300 mm；进入气缸的压缩空气实际体积流量为6 L/s。忽略泄漏、余隙容积和负载变化，求： （1）气缸伸出腔充满一次所需的几何容积。 （2）活塞杆的理论伸出速度和完成推送行程所需时间。 （3）说明换向阀在该气动系统中的工作作用。 【答案】（1）伸出腔所需几何容积为0.60 L。 （2）理论伸出速度为0.30 m/s，完成推送行程所需时间为1 s。 （3）换向阀控制压缩空气的进气和排气通路，使压缩空气交替进入气缸两腔，从而控制活塞杆伸出、缩回或停止。 【解析】（1）20 cm2乘以30 cm，得到600 cm3，即0.60 L。 （2）活塞速度为体积流量除以有效面积。6 L/s等于6000 cm3/s，6000 cm3/s除以20 cm2，得到300 cm/s，即0.30 m/s；行程为0.30 m，因此所需时间为1 s。 （3）换向阀是气动系统中控制执行元件运动方向的元件，通过切换气路改变气缸两腔的受压状态。 25. 某液压工作台采用节流调速回路。液压缸无杆腔有效面积为25 cm2，工作台需要以0.08 m/s的速度前进，前进行程为480 mm。忽略泄漏，求： （1）液压缸前进时所需流量。 （2）工作台完成前进行程所需时间。 （3）说明节流阀开度减小时，工作台前进速度发生变化的原因。 【答案】（1）液压缸前进所需流量为12 L/min。 （2）工作台完成前进行程所需时间为6 s。 （3）节流阀开度减小时，油液通过节流口的阻力增大，进入液压缸的流量减小，因此工作台前进速度降低。 【解析】（1）0.08 m/s等于8 cm/s。所需流量为25 cm2乘以8 cm/s，得到200 cm3/s，即12 L/min。 （2）480 mm等于0.48 m，时间为0.48 m除以0.08 m/s，得到6 s。 （3）节流调速的基本原理是利用节流口改变油液流量，液压缸速度随进入其工作腔的流量变化。 三、综合应用题（本大题共6题（含1篇语篇、2个小题），共35分） 26.（5分）某自动钻床的液压进给机构由液压泵、溢流阀、三位四通换向阀、单向节流阀和双作用液压缸组成。液压缸无杆腔有效面积为20 cm2，进给行程为360 mm。钻削时要求进给速度为0.06 m/s，快退速度为0.18 m/s；液压缸有杆腔有效面积为12 cm2。忽略泄漏。 （1）计算液压缸钻削进给时所需流量，以及完成进给行程所需时间。 （2）计算液压缸快退时所需流量，并比较快退流量与进给流量的大小。 （3）说明该机构完成“进给、保压、快退”一个工作循环时，换向阀、单向节流阀和溢流阀的主要工作过程。 【答案】（1）进给时，液压缸无杆腔流量为Q1=A1v1=20×6=120 cm3/s=7.2 L/min。完成进给行程所需时间为t=s/v1=0.36/0.06=6 s。 （2）快退时，液压缸有杆腔所需流量为Q2=A2v2=12×18=216 cm3/s=12.96 L/min。快退流量大于进给流量。 （3）进给时，换向阀使压力油进入液压缸无杆腔，单向节流阀在进给方向对流量进行节流控制，使液压缸以稳定的钻削速度伸出；有杆腔油液经换向阀回油箱。保压时，换向阀使液压缸停止运动；当系统压力达到溢流阀调定值时，溢流阀开启溢流，以限制系统最高压力。快退时，换向阀换向，使压力油进入有杆腔；单向节流阀在反向提供较小阻力，相关回油通路近似自由流动，使液压缸快速回缩。具体是进油节流还是回油节流，取决于单向节流阀在回路中的安装方向。 【解析】（1）进给速度0.06 m/s=6 cm/s。无杆腔面积A1=20 cm2，因此进给所需流量为Q1=A1v1=20×6=120 cm3/s。由于1 L=1000 cm3、1 min=60 s，Q1=120×60/1000=7.2 L/min。进给行程s=360 mm=0.36 m，所需时间为t=s/v1=0.36/0.06=6 s。 （2）快退速度0.18 m/s=18 cm/s。有杆腔面积A2=12 cm2，因此快退所需流量为Q2=A2v2=12×18=216 cm3/s=216×60/1000=12.96 L/min。因为12.96 L/min>7.2 L/min，所以快退流量大于进给流量。 （3）换向阀通过改变压力油和回油的通路，控制液压缸伸出、停止和回缩。进给时，压力油进入无杆腔，单向节流阀在进给方向限制流量，以控制进给速度；保压时，换向阀使液压缸停止，系统压力升高至溢流阀调定压力后，溢流阀开启，将多余流量导回油箱并限制最高压力；快退时，换向阀换向，压力油进入有杆腔，单向节流阀反向阻力较小，回油通路近似自由流动，从而实现快速回缩。节流阀具体控制进油还是回油，须根据其安装方向确定。 27.（5分）某螺旋升降装置用于调整装配工位的夹具高度。装置采用单线梯形螺杆，螺距为4 mm，螺母固定在机架上，螺杆与承载平台连接。操作人员以36 r/min的转速转动手柄，要求平台上升90 mm。 （1）计算手柄连续转动25 s时平台的理论上升距离。 （2）计算平台理论上升90 mm至少需要的时间，并判断25 s内能否完成调整。 （3）说明该装置将手柄旋转运动转化为平台直线运动的工作原理，并指出承载平台上升时螺杆的运动形式。 【答案】（1）单线螺杆的导程等于螺距，即4 mm。25 s内螺杆转数为36×25÷60=15 r。平台理论上升距离为15×4=60 mm。 （2）平台上升90 mm需要的螺杆转数为90÷4=22.5 r。所需时间为22.5÷36×60=37.5 s。由于37.5 s>25 s，因此25 s内不能完成调整。 （3）手柄带动螺杆旋转，固定螺母约束螺母不能转动，并通过螺纹副将螺杆的旋转运动转化为轴向直线运动，使螺杆带动承载平台沿轴线移动。平台上升时，螺杆作旋转运动和沿轴线向上的直线运动的复合运动。 【解析】（1）单线螺杆每转一周，轴向移动一个螺距，因此导程p=4 mm。25 s内的转数为n=36×25/60=15 r，平台上升距离h=np=15×4=60 mm。 （2）平台上升90 mm所需转数为n=90/4=22.5 r。按转速36 r/min换算，所需时间为t=n/36×60=22.5/36×60=37.5 s。由于37.5 s大于25 s，所以25 s内不能完成90 mm的调整。 （3）手柄带动螺杆旋转，固定螺母不能转动，螺杆与螺母的螺纹面相互啮合。在螺杆旋转一周时，螺杆相对螺母沿轴向移动一个导程，从而将旋转运动转换为直线运动。由于螺杆与承载平台连接，螺杆的轴向移动带动平台升降；平台上升时，螺杆同时进行旋转和沿轴线向上的直线运动。 28.（5分）根据图所示的气压传动系统回答下列问题： （1）（1）写出图中各序号元件的名称及作用； 【答案】各序号元件的名称及作用： 1、二位三通电磁换向阀：换向作用： 2、排气节流阀（快速排气阀）：改变气缸工作时的运动速度： 3、5单向节流阀：改变气缸工作时的运动速度； 4、二位五通换向阀：换向作用； 气动三联件（空气过滤器6、减压阀7、油雾器8）：过滤空气、稳压、润滑等。 （2）（2）气缸活塞是如何实现以两种不同速度向右运动的？ 【答案】电磁换向阀4通电，阀4左位接入系统，压缩空气经单向节流阀5到气缸左腔，推动活塞右移，换向阀1通电，阀1右位接入系统，排气节流阀2快速排出，实现了活塞快速右移；电磁换向阀4通电，阀4左位接入系统，压缩空气经单向节流阀5到气缸左腔推动活塞右移，换向阀1断电，阀1左位接入系统，经单向节流阀3排出，实现了活塞低速右移。 29.（5分）某输送机构采用两级外啮合圆柱齿轮传动。第一级中，主动齿轮齿数为20，从动齿轮齿数为60；第二级中，与第一级从动齿轮同轴的主动齿轮齿数为15，末级从动齿轮齿数为45。输入轴转速为120 r/min。 （1）计算第一级从动齿轮的转速和末级从动齿轮的转速。 （2）计算该两级传动的总传动比，并判断末级从动齿轮与输入齿轮的转向关系。 （3）说明两级齿轮传动将动力传递到输送机构时的主要工作原理。 【答案】（1）第一级从动齿轮转速为120×20÷60，结果为40 r/min。末级从动齿轮转速为40×15÷45，结果为13.3 r/min。 （2）总传动比为120÷13.3，约为9；也可由60÷20×45÷15计算得到9。外啮合齿轮每啮合一次转向相反，两级啮合后末级从动齿轮与输入齿轮转向相同。 （3）输入齿轮转动时，轮齿相互啮合并传递圆周力和转矩，带动第一级从动齿轮转动。同轴齿轮再将转矩传给第二级齿轮，通过两级减速使输送机构获得较低转速和较大转矩。 【解析】（1）外啮合齿轮传动中，从动轮转速等于主动轮转速乘主动轮齿数，再除以从动轮齿数。 （2）两级传动的总传动比等于各级传动比的乘积，两个外啮合齿轮副会使输入轴和输出轴转向相同。 （3）齿轮副依靠轮齿啮合传递运动和动力，减速传动可降低输出转速并增大输出转矩。 30.（5分）某冲压送料机构采用曲柄滑块机构。曲柄半径为35 mm，曲柄转速为180 r/min，连杆长度相对曲柄半径足够大，可按滑块行程等于曲柄直径进行计算。 （1）计算滑块的理论行程和曲柄转动一周所需时间。 （2）计算滑块完成一次往复运动的平均速度，并计算其单程平均速度。 （3）说明曲柄滑块机构实现旋转运动与往复直线运动转换的工作原理，并说明滑块在行程两端附近运动速度较低的原因。 【答案】（1）滑块理论行程为2×35，结果为70 mm。曲柄转动一周所需时间为60÷180，结果为0.333 s。 （2）滑块一次往复的路程为2×70，结果为140 mm。往复平均速度为140÷0.333，约为420 mm/s。单程时间为0.333÷2，约为0.167 s，单程平均速度为70÷0.167，约为420 mm/s。 （3）曲柄绕固定轴旋转，通过连杆牵引或推动滑块，使滑块沿导轨作往复直线运动。滑块接近行程两端时，曲柄、连杆和滑块的运动方向接近共线，滑块需要改变运动方向，因此瞬时速度降低至接近零。 【解析】（1）连杆较长时，滑块行程 H=2r=2×35=70 mm；曲柄转一周时间 T=60/n=60/180≈0.333 s。 （2）一次往复路程 s=2H=2×70=140 mm，按运动路程计算平均速率（工程中常称平均速度）v均=s/T=140/0.333≈420 mm/s。单程时间 t=T/2=0.333/2≈0.167 s，单程平均速率 v单=H/t=70/0.167≈420 mm/s。 （3）曲柄绕固定轴旋转，通过连杆牵引或推动滑块，使滑块沿导轨作往复直线运动。滑块接近行程两端时，曲柄与连杆接近共线，曲柄销速度在滑块运动方向的有效分量趋于零，滑块需换向，故瞬时速度降至接近零。 31.（10分）某包装设备的转盘采用单头蜗杆和蜗轮减速机构驱动。蜗杆转速为180 r/min，蜗轮齿数为36，要求转盘每完成1周依次停留在12个工位进行作业。 （1）计算蜗轮的转速，以及转盘转过相邻两个工位所需的理论时间。 （2）计算转盘连续运行8 min时的转数和理论经过的工位次数。 （3）说明蜗杆蜗轮机构的主要工作原理，并说明该机构用于转盘驱动时的两个特点。 【答案】（1）单头蜗杆转动一周，蜗轮转过一个齿。蜗轮转速为180÷36，结果为5 r/min。转盘相邻两个工位的转角对应1÷12周，所需时间为60÷5÷12，结果为1 s。 （2）转盘连续运行8 min的转数为5×8，结果为40 r。理论经过的工位次数为40×12，结果为480次。 （3）蜗杆旋转时，其螺旋齿面推动蜗轮轮齿，使蜗轮绕自身轴线转动，从而传递运动和转矩。该机构传动比大，能够在较小空间内获得较低转速；蜗杆与蜗轮轴线相互垂直，便于改变动力传递方向。 【解析】（1）蜗杆传动比等于蜗轮齿数除以蜗杆头数，单头蜗杆驱动36齿蜗轮时，输出转速为输入转速的三十六分之一。 （2）先根据蜗轮转速求出规定时间内的转盘转数，再乘每周设置的工位数，即可得到经过工位次数。 （3）蜗杆蜗轮依靠螺旋齿面与轮齿啮合传递动力，常用于需要较大减速比和改变传动方向的场合。 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》 项目十五：气压传动 任务一：工作原理 时间：45分钟 总分：95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. 气动夹具完成一次夹紧动作时，压缩空气能量传递到工件的正确过程是（ ） A. 空气压缩机、气缸、换向阀、夹具 B. 空气压缩机、换向阀、气缸、夹具 C. 换向阀、空气压缩机、夹具、气缸 D. 气缸、换向阀、空气压缩机、夹具 2. 气压传动的工作原理是利用______使空气介质产生压力能，在控制元件的控制下，将气体压力能传输给执行元件，从而使执行元件完成直线运动或旋转运动。（ ） A. 空气压缩机 B. 储气罐 C. 后冷却器 D. 气压元器件 3. 双作用气缸的活塞杆需要伸出时，换向阀应使压缩空气进入气缸的（ ） A. 有杆腔，并使无杆腔排气 B. 无杆腔，并使有杆腔排气 C. 有杆腔，并使气源口封闭 D. 无杆腔，并使排气口封闭 4. 某气动装置中，气缸活塞杆到达行程终点后不再移动，但供气仍未切断。此时气缸内主要发生的是（ ） A. 空气继续膨胀推动活塞加速 B. 空气压力维持并作用于活塞 C. 空气全部排出使推力消失 D. 空气反向流动使活塞回退 5. 气动系统中，换向阀处于中位且各工作口封闭时，双作用气缸的主要状态是（ ） A. 两腔同时进气而快速伸出 B. 两腔同时排气而自由移动 C. 两腔压力保持而停止运动 D. 两腔连通大气而自动复位 6. 气动系统的减压阀调定出口压力后，气源压力在允许范围内升高，减压阀的工作结果是（ ） A. 出口压力随气源压力同步升高 B. 出口压力保持在调定值附近 C. 出口压力降为大气压力状态 D. 出口压力变为零而停止供气 7. 根据气动平口钳示意图，下列表述错误的是（ ） A. 空气压缩机为气压系统的气源部分，将电动机的机械能转换成气体的压力能 B. 气缸用于实现直线运动或摆动，将气体的压力能转换为机械能 C. 换向阀用于控制和调节气压系统中气体的流动速度 D. 过滤器为气压系统辅助元件 8. 自动送料机构采用单作用气缸，按下启动按钮后活塞杆伸出；松开按钮后活塞杆依靠弹簧缩回。该动作说明气缸缩回的动力来自（ ） A. 有杆腔的压缩空气压力 B. 无杆腔的压缩空气压力 C. 换向阀的电磁吸力作用 D. 气缸内部的复位弹簧作用 9. 气压传动系统的工作原理是基于以下哪种原理？（ ） A. 电动原理 B. 气压原理 C. 磁力原理 D. 电磁原理 10. 气动系统中，节流阀安装在气缸排气通路上调节开度，其直接作用是改变气缸的（ ） A. 输出运动速度 B. 输出运动方向 C. 最大工作行程 D. 供气压力等级 11. 气动控制回路中，按下按钮阀后气缸动作；松开按钮阀后气缸立即停止。按钮阀在该回路中的主要作用是（ ） A. 将机械能转化为气压能 B. 控制压缩空气的通断 C. 把气压能转化为机械能 D. 降低压缩空气的含水量 12. 气动机械手需要先夹紧工件，再将工件送出。为保证动作顺序正确，应利用前一执行元件的何种状态作为后一动作的控制信号（ ） A. 气缸达到预定位置的信号 B. 气源达到额定压力的信号 C. 储气罐达到规定容积的信号 D. 空气过滤达到清洁程度的信号 13. 某气缸在换向阀切换后仍无动作，检查发现供气正常但排气口被堵塞。产生该现象的主要原因是（ ） A. 进气压力无法建立在气缸内 B. 排气受阻使两腔空气难以置换 C. 活塞面积减小使输出力不足 D. 气源含水使空气完全失去压力 14. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 15. 液压传动系统中，将原动机输出的机械能转换为液压能的元件是（ ） A. 液压泵 B. 液压缸 C. 控制阀 D. 油箱 16. 在液压传动系统中，换向阀的主要作用是（ ） A. 调节油液流量控制速度 B. 改变油液流向控制运动 C. 限制系统压力防止过载 D. 储存油液补偿系统泄漏 17. 液压传动系统驱动液压缸伸出时，液压能转化为机械能的主要环节是（ ） A. 液压泵将油液吸入并提高压力 B. 换向阀改变压力油的流动方向 C. 液压缸推动活塞产生直线运动 D. 油箱储存回流油液并辅助散热 18. 双作用气缸由二位五通电磁换向阀控制。当电磁铁得电后，压缩空气进入气缸左腔，右腔空气经阀门排出，此时活塞杆的运动状态是（ ） A. 活塞杆向右伸出并带动负载运动 B. 活塞杆向左缩回并带动负载运动 C. 活塞杆保持原位且两腔同时保压 D. 活塞杆停止运动且两腔同时排气 19. 在液压泵、溢流阀、换向阀和双作用液压缸组成的基本回路中，换向阀处于中位且液压缸停止运动时，溢流阀的主要工作作用是（ ） A. 限制系统压力并使多余油液回油箱 B. 改变油液方向并使液压缸换向 C. 调节进入液压缸的油液流量 D. 过滤回油中的杂质并清除水分 20. 某液压缸采用单向节流阀控制速度。要求活塞杆伸出时速度可调，缩回时油液自由通过，则单向节流阀应使（ ） A. 伸出油路节流通过，回程油路单向导通 B. 伸出油路单向导通，回程油路节流通过 C. 伸出油路与回程油路同时节流通过 D. 伸出油路与回程油路同时单向导通 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 一台液压送料装置采用双作用液压缸推动工件。液压缸无杆腔有效面积为30 cm2，送料行程为400 mm；液压泵向无杆腔供油的实际流量为18 L/min。忽略泄漏和油液压缩量，求： （1）液压缸完成一次送料行程所需的油液体积。 （2）活塞杆的理论伸出速度和送料时间。 （3）说明换向阀换向后，液压缸实现回程的油液流动过程。 22. 某气动顶出机构由双作用气缸驱动。气缸活塞有效面积为12 cm2，活塞杆伸出行程为250 mm，工作压力为0.50 MPa。忽略摩擦损失，求： （1）气缸伸出时的理论推力。 （2）活塞杆完成一次伸出行程时，气缸工作腔的几何容积。 （3）说明压缩空气进入工作腔后，气缸产生推力并完成顶出动作的工作原理。 23. 某液压夹紧回路中，液压泵输出流量为24 L/min。夹紧液压缸无杆腔有效面积为16 cm2，活塞杆需伸出150 mm后完成夹紧；系统工作压力稳定为5 MPa。忽略泄漏和摩擦损失，求： （1）液压缸完成夹紧行程所需的油液体积。 （2）液压缸的理论夹紧力和完成夹紧行程所需时间。 （3）说明溢流阀在工件已夹紧、换向阀尚未换向时的作用。 24. 某气动搬运装置使用双作用气缸完成推送动作。气缸伸出腔有效面积为20 cm2，行程为300 mm；进入气缸的压缩空气实际体积流量为6 L/s。忽略泄漏、余隙容积和负载变化，求： （1）气缸伸出腔充满一次所需的几何容积。 （2）活塞杆的理论伸出速度和完成推送行程所需时间。 （3）说明换向阀在该气动系统中的工作作用。 25. 某液压工作台采用节流调速回路。液压缸无杆腔有效面积为25 cm2，工作台需要以0.08 m/s的速度前进，前进行程为480 mm。忽略泄漏，求： （1）液压缸前进时所需流量。 （2）工作台完成前进行程所需时间。 （3）说明节流阀开度减小时，工作台前进速度发生变化的原因。 三、综合应用题（本大题共6题（含1篇语篇、2个小题），共35分） 26.（5分）某自动钻床的液压进给机构由液压泵、溢流阀、三位四通换向阀、单向节流阀和双作用液压缸组成。液压缸无杆腔有效面积为20 cm2，进给行程为360 mm。钻削时要求进给速度为0.06 m/s，快退速度为0.18 m/s；液压缸有杆腔有效面积为12 cm2。忽略泄漏。 （1）计算液压缸钻削进给时所需流量，以及完成进给行程所需时间。 （2）计算液压缸快退时所需流量，并比较快退流量与进给流量的大小。 （3）说明该机构完成“进给、保压、快退”一个工作循环时，换向阀、单向节流阀和溢流阀的主要工作过程。 27.（5分）某螺旋升降装置用于调整装配工位的夹具高度。装置采用单线梯形螺杆，螺距为4 mm，螺母固定在机架上，螺杆与承载平台连接。操作人员以36 r/min的转速转动手柄，要求平台上升90 mm。 （1）计算手柄连续转动25 s时平台的理论上升距离。 （2）计算平台理论上升90 mm至少需要的时间，并判断25 s内能否完成调整。 （3）说明该装置将手柄旋转运动转化为平台直线运动的工作原理，并指出承载平台上升时螺杆的运动形式。 28.（5分）根据图所示的气压传动系统回答下列问题： （1）（1）写出图中各序号元件的名称及作用； （2）（2）气缸活塞是如何实现以两种不同速度向右运动的？ 29.（5分）某输送机构采用两级外啮合圆柱齿轮传动。第一级中，主动齿轮齿数为20，从动齿轮齿数为60；第二级中，与第一级从动齿轮同轴的主动齿轮齿数为15，末级从动齿轮齿数为45。输入轴转速为120 r/min。 （1）计算第一级从动齿轮的转速和末级从动齿轮的转速。 （2）计算该两级传动的总传动比，并判断末级从动齿轮与输入齿轮的转向关系。 （3）说明两级齿轮传动将动力传递到输送机构时的主要工作原理。 30.（5分）某冲压送料机构采用曲柄滑块机构。曲柄半径为35 mm，曲柄转速为180 r/min，连杆长度相对曲柄半径足够大，可按滑块行程等于曲柄直径进行计算。 （1）计算滑块的理论行程和曲柄转动一周所需时间。 （2）计算滑块完成一次往复运动的平均速度，并计算其单程平均速度。 （3）说明曲柄滑块机构实现旋转运动与往复直线运动转换的工作原理，并说明滑块在行程两端附近运动速度较低的原因。 31.（10分）某包装设备的转盘采用单头蜗杆和蜗轮减速机构驱动。蜗杆转速为180 r/min，蜗轮齿数为36，要求转盘每完成1周依次停留在12个工位进行作业。 （1）计算蜗轮的转速，以及转盘转过相邻两个工位所需的理论时间。 （2）计算转盘连续运行8 min时的转数和理论经过的工位次数。 （3）说明蜗杆蜗轮机构的主要工作原理，并说明该机构用于转盘驱动时的两个特点。 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 $