《機械設計基礎》科目考試大綱

一、考試對象

報考南華大學船山學院機械設計制造及其自動化專業(yè)的“專升本”考生。

二、考試目的

本課程考試目的是旨在考察學生系統(tǒng)掌握常用機構和通用零部件的工作原理、結構特點、維護和設計計算方法的程度;具有設計機械傳動裝置和簡單機械的能力。

三、考試要求

本課程的考試要求是：應考者比較系統(tǒng)掌握常用機構和通用零部件的工作原理、結構特點、維護和設計計算方法，初步具有設計機械傳動裝置和簡單機械的能力，運用機械零部件標準、規(guī)范、手冊和圖冊和查閱有關技術資料的能力。

四、考試內容與要求

(一)緒論 (2～5 分值)

1、考試內容：①機器的組成;②機器、機構、構件、零件和部件的概念;③機械設計的基本要求和設計步驟;④本課程的性質、任務、發(fā)展方向。

2、考試要求： 掌握機器的組成;機器與機構的含義和區(qū)別;構件與零件的含義和區(qū)別。了解機器和機械零件設計的基本要求。

(二)平面機構的自由度和速度分析 (5～10 分值)

1、考試內容：①運動副的含義;平面運動副的分類;②平面機構運動簡圖 中運動副和構件的表示符號和表示方法;③平面機構自由度的意義;機構具有確 定相對運動的條件;復合鉸鏈、局部自由度、虛約束的形式。 2、考試要求：正確判斷和處理復合鉸鏈、局部自由度、虛約束，進行平面 機構自由度的計算，并能判斷機構是否具有確定相對運動;理解速度瞬心的含義 和求法;能用速度瞬心法求簡單平面機構的速度。

(三) 平面連桿機構(5～10 分值)

1、考試內容：①鉸鏈四桿機構的基本類型及其演化機構;②曲柄存在條件、 急回特性、壓力角、傳動角和死點位置;③平面四桿機構設計。12 2、考試要求：正確判斷平面四桿機構有無曲柄及其類型;利用作圖法確定 平面四桿機構的極限位置、最小傳動角以及死點位置;能計算平面四桿機構的極 位夾角、行程速比系數(shù)和最小傳動角;能用作圖法按給定的行程速比系數(shù)或連桿 位置進行平面四桿機構設計。

(四) 凸輪機構(5～10 分值)

1、考試內容：①凸輪機構的組成和基本類型;②凸輪與從動件的相互運動 關系;凸輪的基圓、推程運動角、遠休止角、回程運動角、近休止角和從動件的 推程、回程及動程的含義;③等速運動、等加速等減速運動和簡諧運動的位移線 圖繪制;④凸輪輪廓曲線的設計原理;直動從動件盤形凸輪機構的凸輪理論輪廓 曲線和實際輪廓曲線的設計;⑤凸輪機構壓力角和基圓半徑的關系;滾子半徑的 選擇。2、考試要求：了解：凸輪機構的類型和應用。理解：推桿的運動規(guī)律;凸輪機構的壓力角及自鎖概念;盤形凸輪基本參數(shù)的確定;用圖解法設計平面凸輪的廓線。掌握：推桿常用運動規(guī)律的特點及選用原則;盤形凸輪廊線的設計方法和基本尺寸的確定原則。

(五) 齒輪機構(5～15 分值)

1、考試內容：①齒輪傳動的類型、特點和應用;②齒廓嚙合基本定律的意 義;漸開線的形成和性質;漸開線齒輪傳動特點;漸開線標準直齒圓柱齒輪的基 本參數(shù)和幾何尺寸計算;漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件、連續(xù)傳動條件和 重合度;標準中心距;③輪齒切齒原理和加工方法;根切現(xiàn)象及不產(chǎn)生根切時的 最少齒數(shù);變位齒輪的概念;④斜齒圓柱齒輪傳動的嚙合特點;斜齒圓柱齒輪法 面、端面參數(shù)的換算及幾何尺寸計算;正確嚙合條件;當量齒數(shù)概念;⑤直齒錐 齒輪傳動形式、嚙合特點、背錐、當量齒輪的概念;

2、考試要求：了解：齒輪機構的分類及應用;變位齒輪的概念;斜齒圓柱 齒輪及直齒圓錐齒輪的特點和尺寸計算。理解：漸開線性質及其齒廓嚙合特性; 漸開線齒輪的展成原理和根切、最少齒數(shù)和變位。 掌握：齒廓嚙合基本定律; 漸開線直齒圓柱輪傳動的嚙合特性，標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸的 計算;標準斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及平行軸斜齒輪傳動的嚙合特點。

(六) 輪 系(5～10 分值)

1、考試內容：①輪系的概念及輪系的類型;②定軸輪系傳動比計算及首、 末輪轉向關系的確定;③周轉輪系及其傳動比計算;④復合輪系中基本輪系的劃 分方法;簡單復合輪系的傳動比計算。 2、考試要求：了解：輪系的分類、應用及其設計基本知識。掌握：定軸輪 系、周轉輪系和復合輪系傳動比的計算方法。

(七) 機械零件設計概論(2～5 分值)

1、考試內容：①應力種類;許用應力、安全系數(shù)的概念;影響機械零件疲勞強度的主要因素;②機械制造常用材料及選擇。

2、考試要求：了解：機械設計的基本原則、設計程序;機械常用材料和制造工藝性等。 理解：機械零件的設計步驟等。掌握：機械零件的載荷和應力的分類;強度、疲勞強度等。

(八) 連 接(5～15 分值)

1、考試內容：①螺紋和螺紋連接的類型、特點和應用;②螺紋連接的應力 分析和失效形式、強度計算;螺紋連接的結構設計;③鍵連接、花鍵連接、銷連 接的類型、特點和應用;④鍵連接的受力分析、應力分析和失效形式;普通平鍵 連接的選擇和校核計算。

2、考試要求：掌握：螺紋聯(lián)接的主要類型;螺栓聯(lián)接的擰緊和防松的原理 及實例;螺栓組聯(lián)接的受力分析;單個螺栓的受力分析和強度計算;提高螺栓聯(lián) 接強度的措施等。理解：花鍵聯(lián)接的分類、定心方式和計算等。掌握：鍵連接的 分類和普通平鍵連接強度計算等。

(九) 齒輪傳動(10～20 分值)

1、考試內容：①輪齒失效形式的分析;防止齒輪產(chǎn)生各種失效的措施;齒 輪材料、熱處理及齒面硬度的選擇方法;②圓柱齒輪的受力分析;名義載荷與計 算載荷的含義和關系;影響載荷系數(shù)的因素;③圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度、 輪齒彎曲強度計算;④設計圓柱齒輪時材料和參數(shù)的選取;⑤錐齒輪傳動的受力 分析圖及計算各分力;⑥ 齒輪結構型式的選擇原則和設計的方法。 2、考試要求：了解：齒輪傳動的特點;材料和熱處理;斜齒圓柱齒輪傳動 的強度計算;直齒圓錐齒輪傳動的強度計算等。理解：齒輪傳動的主要失效形式;齒輪傳動的計算準則;直齒圓柱齒輪傳動的強度計算等。掌握：圓柱齒輪傳動、 圓錐齒輪傳動的受力分析等。

(十) 蝸桿傳動(5～15 分值)

1、考試內容：①蝸桿傳動的特點和類型;普通圓柱蝸桿傳動的中間平面的 含義;蝸桿分度圓直徑取標準值的意義;普通圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件、幾 何尺寸計算;②普通圓柱蝸桿傳動各分力的計算和方向的判別方法;蝸桿傳動的 主要失效形式和設計準則;蝸桿、蝸輪常用材料的選擇原則和防止失效的方法; 接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算;③蝸桿傳動的效率計算;熱平衡的計算及采 用冷卻的措施;蝸桿、蝸輪的結構。

2、考試要求：了解：蝸桿傳動的材料和結構;強度、撓度計算過程;效率、 潤滑等。理解：蝸桿傳動的分類、失效形式;滑動速度等。掌握：蝸桿傳動的受 力分析、熱平衡計算等。

(十一)帶傳動 (5～15 分值)

1、考試內容：①帶傳動的工作原理、特點和應用;普通 V 帶的類型、結構 和標準型號;V 帶的公稱長度、節(jié)寬及相對高度、V 帶輪的基準直徑等概念;② 打滑條件;帶傳動的失效形式;緊邊和松邊拉力與有效圓周力的關系;影響帶傳 動能力的主要因素;帶傳動的打滑和彈性滑動現(xiàn)象、帶傳動的應力變化情況、最 大應力點出現(xiàn)位置及其最大應力值;③V 帶傳動中基本額定功率的意義;V 帶傳 動中小帶輪直徑、帶速、中心距、小帶輪包角和帶根數(shù)的選擇;V 帶傳動的設計;

2、考試要求：了解：帶傳動的工作原理、特點和應用;帶的分類;帶和帶輪 的結構;帶傳動的張緊和潤滑等。理解：帶傳動的失效形式;V 帶傳動的設計以及各 傳動參數(shù)的選擇等。掌握：帶傳動的作用力和應力分析;彈性滑動和打滑等。

(十二)軸 (5～15 分值)

1、考試內容：①轉軸、心軸、傳動軸的定義;軸的計算準則;軸上零件載 荷的簡化方法;折算系數(shù)的含義;軸的結構設計應考慮的內容，正確進行軸的結 構設計;②軸在轉距和彎矩作用下所受應力的變化特征;軸的失效形式;會用彎 扭合成法進行軸的強度校核。

2、考試要求：了解：軸的材料和熱處理;軸的強度等。理解：軸的分類等。 掌握：軸的結構設計;提高軸的強度、剛度的措施等。

(十三)滾動軸承(5～15 分值)

1、考試內容：①滾動軸承各種類型的特性和應用;滾動軸承代號的含義; 滾動軸承類型的選擇原則;②滾動軸承的受力分析、應力分析和失效形式;③滾 動軸承的基本額定壽命、基本額定動載荷、基本額定靜載荷、當量動載荷的含義; 當量動載荷的計算;滾動軸承的選擇計算;④滾動軸承組合設計應考慮的問題。

五、考試方式及時間

閉卷筆試，100 分鐘。

六、考試題型結構及分值分布

本課程考試的題型，一般有判斷題、單項選擇題、填空題、簡答題、分析計 算題、結構改錯題 6 種類型。其中: 判斷題：10～15 分;單項選擇題：15～20 分;填空題: 15～20 分;

簡答題：10～15 分;分析計算題：40～45 分;結構改錯題: 10～15 分

七、參考教材：

《機械設計基礎(第六版)》，楊可楨主編，高等教育出版社，2013.08。