本《機械設計》考試大綱適用于中國科學院大學機械制造及其自動化等專業(yè)的碩士研究生入學考試。機械原理與機械設計是機械工程學科的基礎,是機械類各個學科專業(yè)的基礎理論課程。本科目的考試內容包括機構學、機構動力學、機械零件設計方法及典型零件設計過程等。要求考生對其基本概念有較深入的了解,能夠系統(tǒng)地掌握機構分析與綜合方法、機械零件設計目的、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知識分析和初步解決機械系統(tǒng)相關問題的能力。
二、考試形式和試卷結構
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、考試內容
?。ㄒ唬C構學
1.機械原理的研究對象,機械、機器、機構的定義及含義;
2.平面運動副及其分類及平面機構的自由度計算;
3.瞬心法、相對運動圖解法對機構進行運動分析基本過程;
4.平面連桿機構的形式及工作特性,壓力角、傳動角概念及計算;
5.凸輪機構的應用、分類、特點、作圖法設計及基本尺寸的確定、壓力角,基圓半徑的概念及關系;
6.間歇機構的概念、分類、基本原理;
7.平面齒輪機構的齒廓嚙合基本定律;
8.圓的漸開線性質、漸開線齒廓嚙合結構及特點;
9.漸開線圓柱齒輪的基本參數、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、錐齒輪傳動的應用、特點及基本尺寸計算方法;
13.蝸輪蝸桿傳動的原理、應用及基本尺寸計算方法;
14.定軸輪系、復合輪系傳動比計算與應用。
?。ǘC構動力學
1.構件慣性力的確定;
2.運動副中摩擦及運動副反力的確定;
3.機構的力分析方法;
4.平面機構平衡目的與分類;
5.剛性回轉體的平衡,動平衡、靜平衡的目的、方法;
6.機械的運動和功能的關系;
7.機械的效率和典型機構的自鎖;
8.典型機構的傳動效率分析與計算;
9.機器等效力、力矩的計算,機器速度波動的調節(jié)方法。
(三)機械設計總論
1.機器的基本組成及各部分的功能、作用;
2.設計機器的基本方法、步驟及原則;
3.零件的失效概念及其形式;
4.各種應力的概念;
5.剛度、強度、硬度的定義、含義、評價指標;
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、目的及應用;
8.機械零件疲勞強度的計算方法、計算準則;
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.應力循環(huán)基數概念及常用材料應力循環(huán)基數;
11.摩擦、磨損潤滑的概念、分類及相互關系;
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.機械零件結構工藝性概念、典型工藝性的基本要求;
15.提高強度、剛度、精度的措施;
?。ㄋ模┑湫蜋C械零件設計
1.螺紋的主要參數、各參數之間的關系;
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、特點及應用;
16.齒輪傳動的主要失效形式;
17.齒輪傳動的結構形式、設計準則、設計過程;
18.齒輪傳動設計中材料選擇的依據;
19.齒輪變位的目的;
20.蝸桿傳動的類型、特點;
21.蝸桿傳動設計過程;
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、結構設計的主要內容;
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、應用;
28.軸承失效形式;
29.軸承選擇依據、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)缺點及應用;
31.彈簧的作用、分類、特點及應用;
32.彈簧的設計過程;
四、考試要求
(一)機構學
1.理解機械原理研究的對象,掌握機械、機器與機構的概念。
2.理解平面運動副及其分類方法,掌握平面機構自由度的計算方法。
3.熟悉利用瞬心法、相對運動圖解法對機構進行運動分析的方法及步驟。
4.掌握平面四桿機構的工作特性,熟悉壓力角、傳動角、行程速度變化系數的概念與計算方法。
5.掌握凸輪機構中壓力角與基圓半徑的關系,深入理解凸輪輪廓的作圖法設計。
6.熟悉齒輪機構的應用、分類;熟悉漸開線齒輪基本參數及其相互關系;能夠熟練地進行漸開線齒輪基本嚙合過程分析,掌握斜齒輪、蝸輪蝸桿機構的特點、基本參數的計算方法。
7.熟練掌握復合輪系傳動比的計算方法。
?。ǘC構動力學
1.熟練掌握運動副反力的確定方法及機構的力分析方法;
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節(jié)意義及方法。
?。ㄈC械設計總論
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、目的及應用;
7.掌握機械零件疲勞強度的計算方法、計算準則;
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.理解應力循環(huán)基數概念及常用材料應力循環(huán)基數;
10.掌握摩擦、磨損潤滑的概念、分類及相互關系;
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.熟悉機械零件結構工藝性概念、典型工藝性的基本要求;
14.熟悉提高強度、剛度、精度的措施;
(四)典型機械零件設計
1.掌握螺紋的主要參數、各參數之間的關系、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、特點及應用;
12.熟練掌握齒輪傳動的主要失效形式,齒輪傳動的結構形式、設計準則、設計過程;
13.了解齒輪傳動設計中材料選擇的依據,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、結構設計的主要內容,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、應用;
19.熟悉軸承失效形式,熟練掌握軸承選擇依據、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)缺點及應用;
21.掌握彈簧的作用、分類、特點及應用,熟練掌握彈簧的設計過程;
五、主要參考書目
1.張策,機械原理與機械設計,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,機械設計(第三版),機械工業(yè)出版社,1998
4.濮良貴,機械設計(第六版),高等教育出版社,1996
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