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中國科學院大學碩士研究生入學考試

《機械設計》考試大綱

一、考試科目基本要求及適用范圍概述

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

(一)機構學

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。

(二)機構動力學

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;

(四)典型機械零件設計

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。

(二)機構動力學

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。

(三)機械設計總論

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