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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. 應力循環基數概念及常用材料應力循環基數;

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. 螺紋聯接主要失效形式;

7. 螺紋聯接受力分析、預緊力的選擇;

8. 螺紋傳動的用途、分類;

9. 鍵聯接、銷聯接主要類型、特點;

10. 鍵聯接失效計算;

11. 過盈聯接工作原理及優缺點;

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. 聯軸器與離合器的基本概念，常用聯軸器和離合器的類型、優缺點及應用;

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. 理解應力循環基數概念及常用材料應力循環基數;

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. 掌握螺紋聯接主要失效形式;

5. 掌握螺紋聯接受力分析、預緊力的選擇;

6. 理解螺紋傳動的用途、分類;

7. 掌握鍵聯接、銷聯接主要類型、特點;

8. 熟悉鍵聯接失效計算;

9. 理解過盈聯接工作原理及優缺點;

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. 掌握聯軸器與離合器的基本概念，常用聯軸器和離合器的類型、優缺點及應用;

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)，機械工業出版社，1998

4. 濮良貴，機械設計(第六版)，高等教育出版社，1996