2021石河子大学机械设计基础研究生考试大纲

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    2021年石河子大学硕士研究生入学考试大纲

    （科目：机械设计基础）

    一、考查目标

    机械设计基础科目考试内容包括机械原理和机械设计两门机械基础课程，要求考生系统掌握机械设计基础的基本知识、基础理论和基本方法，提高学生运用相关理论和方法分析、解决工程实际问题的能力，本课程着重考核常用机构和零部件的特性与设计方法，结构设计、机构选型与强度计算的原则。

    二、考试形式与试卷结构

    （一）试卷成绩及考试时间

    本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

    （二）答题方式

    答题方式为闭卷、笔试

    （三）试卷内容结构

    各部分内容所占分值为：

    机械原理约75分

    机械设计约75分

    （四）试卷题型结构

    本试卷由简述题和设计计算与分析题组成。其中简述题6道，每题10分，共60分；设计计算题与分析题8道，共90分。

    三、考查要点

    （一）机械原理部分

    1.平面机构的结构分析

    了解机构的组成，运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；能计算平面机构的自由度。

    重点：运动副和运动链的概念、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。

    2.平面机构的运动分析

    明确机构运动分析的目的和方法；能用图解法对平面二级机构进行运动分析；理解速度瞬心（绝对瞬心和相对瞬心）的概念，并能运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置；

    重点：应用重合点法和基点法两种图解法原理求二级机构构件上任意点和构件的运动参数；速度瞬心的概念和“三心定理”的应用。

    3.齿轮机构及其设计

    了解齿轮机构的类型和应用；平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓的基本知识；深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传动的正确啮合条件和连续传动条件；熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及各部分几何尺寸的计算；了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象；渐开线标准齿轮的最少齿数及渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮传动的概念；了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸；了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算；对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。

    重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。

    4.轮系及其设计

    了解轮系的分类和功用，能计算多种轮系的传动比；了解行星轮系传动效率的计算、行星轮系的选型及行星轮系设计中的均载问题，理解行星轮系各轮齿数的四个条件。

    重点：周转轮系及复合轮系传动比的计算，轮系的功用及行星轮系设计中齿轮齿数的确定问题。

    5.凸轮机构及其设计

    了解凸轮机构的分类及应用，推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则；掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题（包括压力角对尺寸的影响、压力角对凸轮受力情况、效率和自锁的影响及失真等问题）；凸轮轮廓曲线的设计。

    重点：推杆常用运动规律的特点及其选择原则；盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。

    6.平面连杆机构及其设计

    了解平面连杆机构的组成及特点，平面连杆机构的基本型式及其演化和应用，曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运动连续性等基本概念；了解解析法设计四杆机构的概念和数学模型的建立，掌握用作图法设计平面四杆机构的方法。

    重点：平面铰链四杆机构的演化、曲柄存在条件的全面分析、平面多杆机构的传动角和平面四杆机构最小传动角的确定

    7.其他常用机构

    了解槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、空间凸轮铰链机构等其它常用机构的工作原理、运动特点、应用要点；

    重点：槽轮机构、棘轮机构的组成、运动特点和适用场合。

    8.机械的平衡

    掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法。

    重点：刚性转子静、动平衡的原理和方法。

    9.机械的运转及速度波动调节

    了解机器两种速度波动调节方法（主要是周期性速度波动的调节）；掌握飞轮转动惯量的计算方法。

    （二）机械设计部分

    1.机械设计概论

    了解：机械设计的基本原则、设计程序；机械常用材料和制造工艺性等。

    理解：机械零件的设计步骤等。

    掌握：机械零件的载荷和应力的分类；强度、疲劳强度等。

    2.螺纹联接

    掌握：螺纹联接的主要类型；螺栓联接的拧紧和防松的原理及实例；螺栓组联接的受力分析；单个螺栓的受力分析和强度计算；提高螺栓联接强度的措施等。

    3.键和花键联接

    （1）键联接

    （2）花键联接

    理解：花键联接的分类、定心方式和计算等。

    掌握：键联接的分类和强度计算等。

    4.带传动

    了解：带传动的工作原理、特点和应用；带的分类；带和带轮的结构；带传动的张紧和润滑等。

    理解：带传动的失效形式；V带传动的设计以及各传动参数的选择等。

    掌握：带传动的作用力和应力分析；弹性滑动和打滑等。

    5.链传动

    了解：链传动的工作原理、特点和应用；链轮的结构；链传动的受力分析；链传动的合理布置和张紧方法、润滑等。

    理解：传动链；链传动的失效形式；主要参数的选择等。

    掌握：链传动的运动特性等。

    6.齿轮传动

    了解：齿轮传动的特点；材料和热处理；斜齿圆柱齿轮传动的强度计算；直齿圆锥齿轮传动的强度计算等。

    理解：齿轮传动的主要失效形式；齿轮传动的计算准则；直齿圆柱齿轮传动的强度计算等。

    掌握：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动的受力分析等。

    7.蜗杆传动

    了解：蜗杆传动的材料和结构；强度、挠度计算过程；效率、润滑等。

    理解：蜗杆传动的分类、失效形式；滑动速度等。

    掌握：蜗杆传动的受力分析等。

    8.轴

    了解：轴的材料和热处理；轴的强度等。

    理解：轴的分类等。

    掌握：掌握轴的强度计算方法；轴的结构设计；提高轴的强度、刚度的措施等。

    9.滑动轴承

    了解：摩擦状态；润滑剂和润滑方法等。

    理解：向心滑动轴承的主要类型；轴瓦结构和材料；滑动轴承的失效形式和条件性计算等。

    掌握：液体动压油膜形成机理等。

    10.滚动轴承

    了解：滚动轴承的结构和特点；滚动轴承的受力分析、失效形式和计算准则；极限转速；润滑和密封等。

    理解：滚动轴承的类型、代号及选择；静载荷计算等。

    掌握：滚动轴承的疲劳寿命计算；成对安装的角接触轴承的计算；滚动轴承的组合结构设计等。

    四、参考书目

    《机械原理》第八版，孙桓主编，高等教育出版社；《机械设计》第十版，濮良贵主编，高等教育出版社。