科目代碼：821
科目名稱：《機械設計基礎》（含機械原理和機械設計）
適用專業：機械工程學碩、機械專碩
一、考試要求
機械設計基礎（含機械原理和機械設計）適用于800cc全訊白菜網主站機械工程專業研究生招生專業課考試。課程重點要求考生系統深入地掌握機械原理和機械設計的基本知識、基本理論和基本設計計算方法，并且能靈活運用。重點考察分析與解決常用機構、通用機械零部件和簡單機械裝置設計問題的能力。
二、考試形式與題型
考試為閉卷，考試時間180分鐘，滿分為150分。
試卷題型包括簡答題、計算題、分析題等。
三、考試內容
機械設計基礎（含機械原理和機械設計），其中機械原理部分占50%，機械設計部分占50%。
機械原理部分：
（一）平面機構的結構分析
1.機構的構成：運動副的概念和運動副的類型；運動鏈；機構。
2.機構運動簡圖：常用機構運動簡圖符號；平面機構運動簡圖的識別與繪制。
3.機構具有確定運動的條件：機構自由度的概念；機構具有確定運動的條件；平面機構的自由度計算方法。
4.機構組成原理：基本桿組的概念；機構組成原理；機構的結構分類及結構分析。
（二）平面機構運動分析及力分析
1.速度瞬心法：瞬心的定義；平面機構瞬心位置的確定；瞬心在平面機構速度分析中的應用。
2.矢量方程圖解法II級機構運動分析： 矢量方程圖解法的基本原理；應用矢量方程圖解法對平面II級機構進行速度分析。
3.考慮摩擦時機構受力分析：常見平面運動副(移動副、轉動副、高副)中總反力作圖分析；考慮摩擦時平面機構的受力分析與平衡力計算。
（三）平面連桿機構及其設計
1.平面連桿機構的類型：鉸鏈四桿機構的基本形式；平面四桿機構的演化形式。
2.平面四桿機構的基本知識：鉸鏈四桿機構有曲柄的條件；平面四桿機構的急回運動和行程速度變化系數；極位夾角、壓力角、傳動角、死點位置的概念與求取。
3.平面四桿機構的運動設計：按連桿給定位置、按連架桿給定對應位置設計鉸鏈四桿機構；機構倒置原理；按行程速比系數設計平面四桿機構。
4.平面多桿機構：常用平面多桿機構的特性、組成機構設計與運動分析。
（四）凸輪機構及其設計
1.凸輪機構的應用與分類：凸輪機構特點及應用場合；凸輪機構分類。
2.推桿的常用運動規律：等速運動、等加速等減速運動、五次多項式、余弦加速度運動（簡諧運動）、正弦加速度運動（擺線運動）規律的特點；剛性沖擊與柔性沖擊的概念及成因，組合運動規律設計。
3.用圖解法設計凸輪的輪廓曲線：反轉法原理；對心（或偏置）直動尖頂（或滾子、平底）推桿盤形凸輪輪廓設計，擺動推桿凸輪輪廓設計。
4.凸輪基本參數確定：凸輪機構的壓力角求取，基圓半徑和滾子半徑的確定原則；反轉法凸輪基本參數標注。
（五）齒輪機構及其設計
1.齒輪機構的應用和分類：齒輪機構的分類，齒輪機構應用場合。
2.漸開線齒輪嚙合傳動的特性：齒廓嚙合基本定律；漸開線的形成及特性；漸開線齒廓的嚙合傳動的特點。
3.漸開線標準直齒圓柱齒輪基本參數：基本參數和幾何尺寸計算；一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件；標準中心距；實際嚙合線段與理論嚙合線段；重合度及齒輪連續傳動的條件。
4.變位齒輪：漸開線齒廓的展成原理；漸開線齒廓加工根切的原因；用標準齒條型刀具切制標準齒輪而不發生根切的最少齒數；變位齒輪傳動的傳動類型。
5.斜齒圓柱齒輪:齒廓嚙合特點，法平面與端平面參數間的關系，標準斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸；重合度，當量齒輪與當量齒數概念。
6.直齒錐齒輪：背錐及當量齒輪；傳動特點；
7.蝸輪蝸桿。蝸桿旋向；蝸輪蝸桿正確嚙合條件；傳動特點。
（六）輪系
1.輪系的分類:定軸輪系；周轉輪系及其構成與分類；復合輪系及其劃分。
2.輪系的傳動比：定軸輪系傳動比的計算；周轉輪系傳動比計算；復合輪系傳動比的計算；各類輪系傳動方向的判斷。
3.輪系的功用。
（七）機械的運轉及其速度波動的調節
1.機械系統等效動力學模型：機械運轉的三個階段、機器運動方程式；等效力和等效力矩、等效質量和等效轉動慣量的等效原則及計算。
2.周期性速度波動的調節：飛輪調速原理和飛輪轉動慣量的近似計算方法。
（八）機械的平衡
剛性轉子平衡：剛性轉子靜平衡和動平衡的原理和計算。
機械設計部分：
（一）螺紋連接
1.螺紋連接的基本類型和標準連接件：螺栓連接、雙頭螺栓連接、螺釘連接、緊定螺釘類型結構和適用場合。
2.螺栓連接的預緊與防松：預緊的目的、控制預緊力的方法、防松的實質、防松的方法。
3.螺栓組連接的設計：螺栓組連接的結構設計；螺栓組連接的受力分析的公式應用。
4.螺栓連接的強度計算：單個普通螺栓、鉸制孔用螺栓的力學模型、失效形式及設計準則；承受預緊力的緊螺栓連接的強度計算、承受預緊力和工作拉力的緊螺栓連接的受力變形圖的特性及強度計算、承受工作剪力的緊螺栓連接強度計算。
5.提高螺栓組連接強度的措施。
（二）帶傳動
1.概述：帶傳動的類型、工作原理、特點及應用；普通V帶與V帶輪的規格和基本尺寸；基準長度、基準直徑、包角概念。
2.帶傳動的理論基礎：普通V帶傳動的受力分析、應力分析、彈性滑動與打滑的概念。
3.普通V帶傳動的設計計算：帶傳動的失效形式及設計準則；帶傳動的參數選擇；帶傳動的設計計算。
（三）齒輪傳動
1.齒輪傳動的失效形式和設計準則：失效形式、設計準則；齒輪常用材料及熱處理方式；齒輪傳動的計算載荷的物理意義。
2.直齒圓柱齒輪的強度計算：斜齒傳動的受力分析；齒輪傳動的承載能力計算（包括齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算的力學模型），圓柱齒輪傳動的設計（包括主要參數的選擇與確定、幾何尺寸計算與結構設計）；圓錐齒輪傳動的受力分析。
（四）蝸桿傳動
1.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算： 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數；普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算。
2.普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算： 主要失效形式、設計準則；蝸桿傳動的受力分析；蝸桿傳動強度計算。
3.普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑劑熱平衡計算： 蝸桿傳動的效率；潤滑、熱平衡條件。
（五）滑動軸承
1.滑動軸承基本知識：軸承的結構、類型、特點；軸瓦材料與結構；非液體摩擦滑動軸承的失效形式、設計準則及計算。
2.流體動力潤滑徑向滑動軸承設計計算： 液體動壓潤滑的基本原理及液體動壓徑向滑動軸承的工作原理； 潤滑劑的種類，主要性能指標及其影響因素。
（六）滾動軸承
1.滾動軸承的基本知識： 滾動軸承的構造，主要類型（6、7、3）及其代號、特點及其類型選擇； 滾動軸承的代號（重點是基本代號）；滾動軸承的失效形式及設計準則。
2.滾動軸承的工作情況： 軸承工作時軸承元件上的載荷分布；軸承工作時軸承元件上載荷及應力變化。
3.滾動軸承尺寸的選擇： 失效形式、基本額定壽命、基本額定動載荷、當量動載荷的幾個重要概念，滾動軸承壽命計算公式的應用。
4.軸承裝置的設計：軸承的配置、軸向緊固、游隙的調整、配合、預緊、潤滑、密封裝置。
（七）軸及軸轂連接
1.軸的用途及分類： 轉軸、心軸和傳動軸的概念和應用實例；軸設計的內容；軸的常用材料。
2.軸的結構設計： 軸的結構設計要解決的幾個主要問題；軸上零件的定位；提高軸的強度的常用措施。
3.軸的計算： 軸的受力分析、應力分析、軸的彎扭合成強度計算。
4.軸轂連接（重點是普通平鍵連接）。
四、參考書目
《機械原理》.孫桓，葛文杰.高等教育出版社，2021年5月第9版。
《機械設計》.濮良貴，陳國定，吳立言.高等教育出版社，2019年7月第10版。
