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《機電工程基礎》考試大綱及推薦書目

一、考試的基本要求

《機電工程基礎》(機械設計基礎和控制工程基礎)，其中包含機械工程基礎知識的必做題目(所有方向考生);其余是選做題目，考生可以根據自己的學科特點分別選擇相應的題目(機械設計基礎或控制工程基礎)完成。要求考生掌握和熟悉所考課程的基本原理、基本方法及相應的基本技術。

二、考試的基本內容

第一部分：《機械設計基礎》

要求考生熟悉機械原理及機械設計的基本概念、方法和技術，是對機械工程專業基礎知識的測試。

(1)機械的組成及其作用;機器與機構的區別;構件與零件的區別。

(2)運動副及其分類;平面機構自由度的計算;計算平面機構自由度時應注意的問題(復合鉸鏈、局部自由度、虛約束);機構具有確定相對運動的條件。

(3)平面連桿機構的基本類型及各種轉化機構;鉸鏈四桿機構的急回特性、極位夾角及行程速比;機構的壓力角、傳動角及對機構傳力性能的影響;機構死點及存在條件;根據具有曲柄的條件確定鉸鏈四桿機構的類型。

(4)凸輪機構的應用和類型;從動件常用的運動規律及特點;剛性沖擊和柔性沖擊;凸輪基圓半徑、壓力角、自鎖;基圓半徑和壓力角對機構結構尺寸的影響。設計凸輪機構時應注意的問題(基圓半徑、壓力角、滾子半徑)及圖解法求其大小。

(5)齒輪傳動的特點和類型;齒廓滿足定比傳動的條件;漸開線的形成和特性;漸開線齒廓的特點;漸開線齒輪(直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪)的幾何尺寸計算;漸開線齒輪(直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪)的正確嚙合和連續傳動條件。

(6)輪系的作用和類型;定軸輪系、周轉輪系和簡單復合輪系的傳動比計算;惰輪的意義;首、末輪轉向關系的確定。

(7)棘輪機構的特點和工作原理;槽輪機構的特點和工作原理。

(8)螺紋的常用類型和特點;螺紋連接的基本類型、特點和應用;螺紋連接的預緊、防松和具體的防松方法;提高螺栓連接強度的具體措施;鍵連接的類型和特點。

(9)齒輪輪齒的失效形式;齒輪(直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和錐齒輪)傳動的受力分析;齒輪傳動的主要參數及選擇;齒輪傳動的設計計算方法。

(10)蝸桿傳動的特點及應用;圓柱蝸桿的主要參數和幾何尺寸計算;正確嚙合條件;蝸桿傳動的失效特點及材料的選擇;蝸桿傳動的受力分析;蝸桿傳動散熱的具體方法。

(11)帶傳動的類型和特點;帶傳動常用的張緊方法;帶傳動的受力分析和應力分析;帶傳動的彈性滑動、打滑、失效形式及帶傳動的設計準則;帶傳動的主要參數及其選擇;V帶輪的材料和結構。

(12)軸的類型及其判定;軸的常用材料;軸的結構設計。

(13)滑動軸承的分類、材料;非液體摩擦滑動軸承的設計計算。

(14)滾動軸承的特點、組成、主要類型、代號及選擇;滾動軸承壽命所涉及的基本概念;滾動軸承壽命的計算和組合設計。

(15)聯軸器和離合器的作用和分類，常見聯軸器的特點。

考試題型

簡答、分析、選擇、計算與設計等題型

推薦書目

楊可楨 程光蘊 李仲生 錢瑞明 主編.機械設計基礎(第7版).高等教育出版社.2020年6月.

第二部分：控制工程基礎

要求考生熟悉經典自動控制理論的基本概念、掌握閉環控制系統分析的基本方法，其中包括系統建模(包括微分方程、傳遞函數、系統框圖及其變換等相關概念和計算方法)、時域和頻域分析方法(包括穩定性、過渡過程、穩態性能等相關概念和分析)，了解控制系統校正設計的基礎，具備一定的工程實際控制問題分析和處理的能力。

(1)了解控制工程的一般概念，控制工程的主要任務和研究對象，了解控制系統的分類，基本組成。

(2)理解并掌握反饋控制原理及其基本概念，開環控制與閉環控制的主要區別及各自的優缺點。

(3)典型輸入信號以及對控制系統的基本要求。

(4)掌握一般機電自動控制系統運動微分方程的建立方法。

(5)重點掌握自動控制系統傳遞函數的基本概念、求解方法和框圖變換方法，繪制實際物理系統的函數方框圖。

(6)要求掌握閉環控制系統性能分析的基本相關概念和分析方法，重點掌握系統穩定性的基本概念、穩定性判斷方法及求解使系統穩定的參數的方法。

(7)掌握一階、二階系統單位階躍響應分析，過渡過程指標的求法。

(8)要掌握頻率響應、頻率特性、相對穩定性的基本概念以及頻域指標與時域指標的關系等。

(9)要熟練掌握各種典型環節頻率特性的基本表達式和圖形表示方法。

(10)熟練掌握開環頻率特性的概略奈奎斯特圖和對數坐標圖的畫法;系統頻率特性的實驗確定，控制系統的閉環頻率響應。

(11)掌握 控制系統的穩定性分析，系統穩定性分析的概念，系統穩定的條件，代數穩定判據，奈奎斯特穩定判據(推導不作要求)，控制系統的相對穩定性。

(12)掌握用奎斯特穩定判據和相對穩定性指標判定系統穩定性的方法。

(13)掌握系統穩定性分析、穩態誤差計算和分析。

(14)要求掌握控制系統校正的基本概念，串聯校正常用的校正裝置基本特點。

(15)掌握串聯校正常用的校正裝置的頻率法分析與設計。

(16)*根軌跡分析。主要包括根軌跡概念、繪制方法，以及基于根軌跡的系統性能分析。重點是根軌跡繪制和系統臨界性能分析。(這部分內容主要是選做題)

考試題型

簡答、分析及計算等題型

推薦書目

吳懷宇主編.《自動控制原理》(第3版).華中科技大學出版社. 2017年9月.