本《機械設(shè)計》考試大綱適用于中國科學(xué)院大學(xué)機械制造及其自動化等專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。機械原理與機械設(shè)計是機械工程學(xué)科的基礎(chǔ),是機械類各個學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程。本科目的考試內(nèi)容包括機構(gòu)學(xué)、機構(gòu)動力學(xué)、機械零件設(shè)計方法及典型零件設(shè)計過程等。要求考生對其基本概念有較深入的了解,能夠系統(tǒng)地掌握機構(gòu)分析與綜合方法、機械零件設(shè)計目的、理論、方法、過程,熟悉機械系統(tǒng)的基本組成形式、各自原理、概念及定理,并具有綜合運用所學(xué)知識分析和初步解決機械系統(tǒng)相關(guān)問題的能力。
二、考試形式和試卷結(jié)構(gòu)
本課程為閉卷筆試,考試時間180分鐘,總分150分。主要題型有:填空題,單選題,問答題,計算與作圖題等。
三、考試內(nèi)容
(一)機構(gòu)學(xué)
1.機械原理的研究對象,機械、機器、機構(gòu)的定義及含義;
2.平面運動副及其分類及平面機構(gòu)的自由度計算;
3.瞬心法、相對運動圖解法對機構(gòu)進(jìn)行運動分析基本過程;
4.平面連桿機構(gòu)的形式及工作特性,壓力角、傳動角概念及計算;
5.凸輪機構(gòu)的應(yīng)用、分類、特點、作圖法設(shè)計及基本尺寸的確定、壓力角,基圓半徑的概念及關(guān)系;
6.間歇機構(gòu)的概念、分類、基本原理;
7.平面齒輪機構(gòu)的齒廓嚙合基本定律;
8.圓的漸開線性質(zhì)、漸開線齒廓嚙合結(jié)構(gòu)及特點;
9.漸開線圓柱齒輪的基本參數(shù)、傳動嚙合過程和正確嚙合條件及齒輪副的安裝;
10.漸開線齒輪傳動的重合度、無側(cè)隙嚙合概念;
11.漸開線齒輪根切的概念及無根切的條件、處理根切的方法;
12.斜齒輪、錐齒輪傳動的應(yīng)用、特點及基本尺寸計算方法;
13.蝸輪蝸桿傳動的原理、應(yīng)用及基本尺寸計算方法;
14.定軸輪系、復(fù)合輪系傳動比計算與應(yīng)用。
?。ǘC構(gòu)動力學(xué)
1.構(gòu)件慣性力的確定;
2.運動副中摩擦及運動副反力的確定;
3.機構(gòu)的力分析方法;
4.平面機構(gòu)平衡目的與分類;
5.剛性回轉(zhuǎn)體的平衡,動平衡、靜平衡的目的、方法;
6.機械的運動和功能的關(guān)系;
7.機械的效率和典型機構(gòu)的自鎖;
8.典型機構(gòu)的傳動效率分析與計算;
9.機器等效力、力矩的計算,機器速度波動的調(diào)節(jié)方法。
?。ㄈC械設(shè)計總論
1.機器的基本組成及各部分的功能、作用;
2.設(shè)計機器的基本方法、步驟及原則;
3.零件的失效概念及其形式;
4.各種應(yīng)力的概念;
5.剛度、強度、硬度的定義、含義、評價指標(biāo);
6.機械零件振動與共振概念、避免共振的方法;
7.鋼熱處理工藝的分類、特點、目的及應(yīng)用;
8.機械零件疲勞強度的計算方法、計算準(zhǔn)則;
9.影響機械零件疲勞強度的主要因素、提供疲勞強度的措施;
10.應(yīng)力循環(huán)基數(shù)概念及常用材料應(yīng)力循環(huán)基數(shù);
11.摩擦、磨損潤滑的概念、分類及相互關(guān)系;
12.獲得流體潤滑的必要條件;
13.潤滑油粘度的物理意義、粘度的分類、潤滑油中添加劑的作用及分類;
14.機械零件結(jié)構(gòu)工藝性概念、典型工藝性的基本要求;
15.提高強度、剛度、精度的措施;
(四)典型機械零件設(shè)計
1.螺紋的主要參數(shù)、各參數(shù)之間的關(guān)系;
2.常用螺紋牙型的種類、特點及主要用途;
3.螺紋聯(lián)接的基本設(shè)計過程;
4.螺紋防松的概念、方法;
5.螺紋自鎖概念、條件及螺紋傳動效率;
6.螺紋聯(lián)接主要失效形式;
7.螺紋聯(lián)接受力分析、預(yù)緊力的選擇;
8.螺紋傳動的用途、分類;
9.鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接主要類型、特點;
10.鍵聯(lián)接失效計算;
11.過盈聯(lián)接工作原理及優(yōu)缺點;
12.帶傳動的特點、種類、應(yīng)用、效率;
13.帶傳動主要失效形式;
14.帶傳動打滑、張緊的概念;
15.齒輪傳動的主要類型、特點及應(yīng)用;
16.齒輪傳動的主要失效形式;
17.齒輪傳動的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計過程;
18.齒輪傳動設(shè)計中材料選擇的依據(jù);
19.齒輪變位的目的;
20.蝸桿傳動的類型、特點;
21.蝸桿傳動設(shè)計過程;
22.蝸桿傳動運動副材料選擇;
23.鏈傳動特點及主要失效形式;
24.軸常用材料、類型、結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容;
25.軸上零件固定方式;
26.剛性軸、撓性軸的概念;
27.軸承的作用、分類、特點、應(yīng)用;
28.軸承失效形式;
29.軸承選擇依據(jù)、校核計算過程;
30.聯(lián)軸器與離合器的基本概念,常用聯(lián)軸器和離合器的類型、優(yōu)缺點及應(yīng)用;
31.彈簧的作用、分類、特點及應(yīng)用;
32.彈簧的設(shè)計過程;
四、考試要求
(一)機構(gòu)學(xué)
1.理解機械原理研究的對象,掌握機械、機器與機構(gòu)的概念。
2.理解平面運動副及其分類方法,掌握平面機構(gòu)自由度的計算方法。
3.熟悉利用瞬心法、相對運動圖解法對機構(gòu)進(jìn)行運動分析的方法及步驟。
4.掌握平面四桿機構(gòu)的工作特性,熟悉壓力角、傳動角、行程速度變化系數(shù)的概念與計算方法。
5.掌握凸輪機構(gòu)中壓力角與基圓半徑的關(guān)系,深入理解凸輪輪廓的作圖法設(shè)計。
6.熟悉齒輪機構(gòu)的應(yīng)用、分類;熟悉漸開線齒輪基本參數(shù)及其相互關(guān)系;能夠熟練地進(jìn)行漸開線齒輪基本嚙合過程分析,掌握斜齒輪、蝸輪蝸桿機構(gòu)的特點、基本參數(shù)的計算方法。
7.熟練掌握復(fù)合輪系傳動比的計算方法。
?。ǘC構(gòu)動力學(xué)
1.熟練掌握運動副反力的確定方法及機構(gòu)的力分析方法;
2.掌握動平衡的計算方法;
3.掌握機械效率的分析計算方法;
4.熟悉機器等效力的概念,力矩的計算,理解機械速度波動的調(diào)節(jié)意義及方法。
?。ㄈC械設(shè)計總論
1.了解機器的基本組成及各部分的功能、作用;
2.掌握設(shè)計機器的基本方法、步驟及原則;
3.掌握零件的失效概念及其形式;
4.掌握剛度、強度、硬度的定義、含義及評價方法;
5.理解機械零件振動與共振概念、掌握避免共振的方法;
6.掌握鋼熱處理工藝的分類、特點、目的及應(yīng)用;
7.掌握機械零件疲勞強度的計算方法、計算準(zhǔn)則;
8.掌握影響機械零件疲勞強度的主要因素、提供疲勞強度的措施;
9.理解應(yīng)力循環(huán)基數(shù)概念及常用材料應(yīng)力循環(huán)基數(shù);
10.掌握摩擦、磨損潤滑的概念、分類及相互關(guān)系;
11.了解獲得流體潤滑的必要條件;
12.理解潤滑油粘度的物理意義、粘度的分類、潤滑油中添加劑的作用及分類;
13.熟悉機械零件結(jié)構(gòu)工藝性概念、典型工藝性的基本要求;
14.熟悉提高強度、剛度、精度的措施;
?。ㄋ模┑湫蜋C械零件設(shè)計
1.掌握螺紋的主要參數(shù)、各參數(shù)之間的關(guān)系、常用螺紋牙型的種類、特點及主要用途;
2.熟練掌握螺紋聯(lián)接的基本設(shè)計過程;
3.理解螺紋防松的概念、方法,螺紋自鎖概念、條件及螺紋傳動效率;
4.掌握螺紋聯(lián)接主要失效形式;
5.掌握螺紋聯(lián)接受力分析、預(yù)緊力的選擇;
6.理解螺紋傳動的用途、分類;
7.掌握鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接主要類型、特點;
8.熟悉鍵聯(lián)接失效計算;
9.理解過盈聯(lián)接工作原理及優(yōu)缺點;
10.掌握帶傳動的特點、種類、應(yīng)用、效率,理解帶傳動主要失效形式、帶傳動打滑、張緊的概念;
11.掌握齒輪傳動的主要類型、特點及應(yīng)用;
12.熟練掌握齒輪傳動的主要失效形式,齒輪傳動的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計過程;
13.了解齒輪傳動設(shè)計中材料選擇的依據(jù),理解齒輪變位的目的;
14.理解蝸桿傳動的類型、特點;
15.掌握蝸桿傳動設(shè)計過程,了解蝸桿傳動運動副材料選擇;
16.理解鏈傳動特點及主要失效形式;
17.掌握軸常用材料、類型、結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容,熟練掌握軸上零件固定方式;
18.理解剛性軸、撓性軸的概念,熟悉軸承的作用、分類、特點、應(yīng)用;
19.熟悉軸承失效形式,熟練掌握軸承選擇依據(jù)、校核計算過程;
20.掌握聯(lián)軸器與離合器的基本概念,常用聯(lián)軸器和離合器的類型、優(yōu)缺點及應(yīng)用;
21.掌握彈簧的作用、分類、特點及應(yīng)用,熟練掌握彈簧的設(shè)計過程;
五、主要參考書目
1.張策,機械原理與機械設(shè)計,機械工業(yè)出版社,2004
2.孫桓,機械原理(第六版),高等教育出版社,2000
3.董剛,機械設(shè)計(第三版),機械工業(yè)出版社,1998
4.濮良貴,機械設(shè)計(第六版),高等教育出版社,1996
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