考试科目代码： 802 考试科目名称： 机械设计基础

一、考试基本要求

本考试大纲适用于报考机械（085500）各培养方向的硕士研究生入学考试。其目的是科学、公平、有效地测试考生对机械设计基础知识的掌握情况以保证被录取者具有基本的专业基础。要求考生系统地掌握常用机构的工作原理，运动特性及机构设计方面的知识；掌握通用零件的工作原理、特性、失效形式、选用和维护方面的知识；能应用理论知识，进行一般参数的通用零件和简单机械传动装置的设计和计算，具备基本机械设计分析问题和解决问题的能力。

二、考试形式与试卷结构

1.答卷方式：闭卷，笔试。

2.试卷满分及考试时间：试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

3.试卷题型：填空题、选择题、简答题、分析题、计算题、改错题等。

4.命题难度：基础类型占30%，分析类型占50%，综合类型占20%。

三、考试内容

（一）机械设计基础的基本概念

1.掌握机械设计的基本要求及一般过程。

（二）平面机构的结构和运动分析

1.掌握零件、构件、运动副、约束、机构等基本概念；

2.掌握机构具有确定运动的条件；

3.熟练掌握平面机构自由度的计算方法，能准确地识别和处理复合铰链、局部自由度和常见虚约束；

4.掌握速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。

（三）平面连杆机构

1.了解平面连杆机构的特点和应用；

2.掌握铰链四杆机构的基本类型与传动特性；

3.熟练掌握铰链四杆机构的基本特性（存在曲柄的条件、急回特性、压力角和传动角及死点位置）。

（四）凸轮机构

1.了解凸轮机构的类型、特点和应用；

2.了解凸轮机构的压力角和基圆半径的关系。

（五）常用步进机构

1.了解常用步进机构的工作原理和运动特性；

2.了解各种常用步进机构的结构、工作原理及应用场合。

（六）齿轮机构

1.了解齿轮机构的特点和类型；

2.掌握渐开线齿廓及其啮合特性；

3.理解渐开线的形成，掌握渐开线性质，并能绘制渐开线上各点的压力角；掌握渐开线齿廓啮合基本定律，掌握啮合线是直线、啮合过程中压力方向不变、中心距具有可分性等特点；

4.熟练掌握渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算；

5.掌握渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、连续传动条件；了解重合度和标准安装等概念；

6.了解齿轮加工的根切现象、最小齿数和变位齿轮的基本概念。

（七）轮系

1.了解齿轮系的分类及功用，掌握直齿齿轮（外啮合和内啮合）、锥齿轮和蜗轮蜗杆转向标注方法；

2.熟练掌握定轴轮系、周转轮系及简单复合轮系的传动比计算方法。

（八）齿轮传动

1.掌握齿轮轮齿的五种常见失效形式（轮齿折断、齿面点蚀、过度磨损、胶合、塑性变形），特别是轮齿折断和齿面点蚀；

2.熟练掌握齿轮传动的设计准则；

3.理解计算载荷和名义载荷的关系，熟练掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析，包括作用力大小的计算和方向的判定；

4.了解标准直齿圆柱齿轮传动齿面接触强度和齿根弯曲强度计算公式的理论依据，理解公式中各参数的含义和对强度的影响；

5.熟练掌握接触强度公式的应用：理解相啮合大小齿轮的接触应力相等、大小齿轮的许用接触应力不等、强度计算时应取大小齿轮许用接触应力值中之较小者；

6.熟练掌握齿根弯曲强度公式的应用：理解齿形系数Y_Fa的含义和相啮合的大小齿轮齿形系数不等、大小齿轮的齿根弯曲应力不等、大小齿轮的许用弯曲应力不等、强度计算时应取大小齿轮齿形系数与许用弯曲应力之比值中的较大者。

（九）蜗杆传动

1.理解阿基米德蜗杆传动的主要参数及其含义；

2.掌握蜗杆传动的正确啮合条件。

（十）带传动和链传动

1.了解通V带的规格（型号和长度系列）和选择方法；

2.掌握摩擦型带传动的受力分析。理解初拉力F₀、紧边拉力F₁、松边拉力F₂、有效拉力F_e的含义，以及它们之间的关系。理解欧拉公式F₁/F₂=e^fα的含义。理解最大有效拉力的含义及其影响参数；

3.掌握带传动的应力分析，理解带的应力为变应力，掌握最大应力的大小及其所在位置；

4.掌握带传动弹性滑动和打滑的概念，以及它们之间的区别；

5.掌握带传动的失效形式和设计时参数取值方法；

6.掌握滚子链传动多边形效应的运动特性，了解链传动的失效形式和功率曲线在设计中的作用，掌握滚子链传动的主要参数对传动的影响及其取值。

（十一）联接

1.了解螺纹的分类和应用，螺纹的主要参数；

2.了解螺纹连接的基本类型、应用场合及螺纹紧固件；

3.了解拧紧螺母时螺栓的受力情况，理解螺纹连接的防松原理，掌握常用的防松装置；

4.了解螺栓的材料和许用应力；掌握螺纹连接的强度计算，主要是只受横向工作载荷或只受轴向工作载荷的紧螺栓连接的强度计算；重点掌握受轴向工作载荷的紧螺栓连接中的受力变形关系图；

5.掌握键连接的类型、特点、工作原理和应用，掌握平键连接的失效形式、尺寸选择及其强度校验方法。

（十二）轴的设计

1.了解轴按承载情况的分类，掌握轴上工作应力的种类与性质；

2.了解轴的常用材料和热处理方法；

3.了解轴的结构设计基本要求（轴上零件的定位、轴的制造工艺性、轴上零件装拆工艺性、提高轴的疲劳强度的常用措施等），掌握满足基本要求的结构设计方法，能综合运用轴的结构设计知识设计转轴的结构，熟练掌握识别和改正不符合基本要求的错误结构；

4.掌握按扭转强度估算转轴最小直径的公式和方法。

（十三）轴承

1.了解滚动轴承的基本类型、主要特点及应用场合；

2.掌握滚动轴承代号的表示方法，记住滚动轴承基本代号和轴承公差等级代号的意义；

3.掌握滚动轴承类型的选择，能根据工作载荷（大小、方向及性质）、转速、调心要求、安装要求等因素合理选择滚动轴承的类型；

4.理解滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷、当量动载荷、基本额定静载荷、当量静载荷的意义。

（十四）联轴器和离合器

1.掌握常用的联轴器和离合器的特点、构造及选用和维护。

四、参考书目

《机械设计基础》（第二版）陈修祥等主编，东北大学出版社，2023.