机械设计基础学位考试大纲含模拟试卷

南京理工大学成人本科教学《机械设计基础》考试大纲一、课程的教学目标与基本要求本课程通过理论教学使学生掌握最常用机构的组成形式、机构的运动特性、选用原则、机器动力学方面的基本理论和基本知识，并具有初步的分析和设计能力。掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计一般通用零部件和一般机器装置的能力；逐渐形成规范的设计思想和逻辑思维能力；具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力；掌握典型机械零件的实验方法及技能；了解一些机械领域的新成果和发展动向。培养学生掌握机械设计的基本理论、基本方法、基础知识和具备一定的机械设计基本技能。二、课程简介机械设计基础是近机类或非类各专业必修的一门技术基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。它不仅具有一定的理论性，同时具有较强的实用性。它在培养近机类工程技术人才的知识和能力的全局中，具有增强学生的机械理论基础，提高学生对机构和机械零件的感性认识，培养其对机械产品正确选用、维护能力的能力和一定的设计开发能力。机械设计基础课程的教学内容为：绪论(1)；平面连杆机构(2)；凸轮机构(3)；间歇运动机构(4)；机械的调速和平衡(5)；机械零件设计和计算概论(6)；联接(7)；带传动和链传动(8)；齿轮传动(9)；蜗杆传动(10)；轮系(11)；轴(12)；轴承(13)；联轴器(14)。课程所需的预备知识：高等数学、机械制图、理论力学、材料力学等。课程教学以课堂教学、实验教学和课程设计等方式进行。三、机械设计基础课程考试大纲第1章绪论重点基本概念：机构、机器和机械，构件与零件，通用零件与专用零件。第2章平面连杆机构重点1）运动副种类及约束2）平面机构的运动简图3）平面机构的自由度计算4）铰链四杆机构的常用类型、演化形式及工作特点，曲柄存在条件5）死点、急回特性、行程速比系数和极位夹角6）压力角与传动角7）按行程速比系数设计四杆机构难点1）考虑复合铰链、局部自由度和虚约束机构自由度计算2）平面四杆机构的设计第3章凸轮机构重点1）凸轮机构的类型与特点2）基圆、偏距圆、理论轮廓、实际轮廓、升程、回程、远休止、近休止等概念3）常用从动件运动规律及特点，刚性冲击和柔性冲击，常用从动件运动规律作图法设计4）对心或偏置直动从动件凸轮轮廓的反转法设计（尖顶和滚珠从动件）5）凸轮机构的压力角及作法。6）滚珠半径对凸轮机构性能的影响难点1）反转法设计凸轮轮廓2）常用从动件运动规律及凸轮机构压力角作法第4章间歇运动机构重点1）常用间歇运动机构类型和特点2）槽轮机构的运动系数和参数的关系3）棘轮机构的类型与工作特点4）不完全齿轮机构的原理与特点5）凸轮间歇运动机构的类型与特点难点1）间歇运动机构的选用第5章机械的调速和平衡重点1）周期性和非周期性速度波动概念2）平均速度，最大、最小速度，速度不均匀系数3）周期性速度波动的调节方法，盈亏功，飞轮设计原理4）机构的静平衡和动平衡的概念，静平衡和动平衡的的条件5）回转构件静平衡的方法，质径积6）回转构件动平衡的方法。难点1）最大盈亏功法设计飞轮转动惯量2）回转构件的动平衡方法第6章机械零件设计和计算概论重点1）常用的机械零件的工作能力准则及表示方法2）名义应力和计算应力和许用应力，安全系数，强度极限和屈服极限3）机械零件的常用材料及热处理4）静应力和变应力的种类，循环变应力，应力循环特性，循环基数5）疲劳曲线、疲劳强度和疲劳极限难点1）稳定循环变应力的类型与特点2）零件的疲劳强度第7章联接重点1）螺纹的类型与特点，螺纹的主要参数2）螺旋副中力的关系、效率与自锁3）螺纹联接件的主要类型、特点及应用4）螺纹联接防松和预紧目的和方法5）受轴向载荷和横向载荷紧螺栓联接的设计计算，螺栓联接的受力变形图6）螺旋传动的类型与特点7）键联接的类型与特点8）平键联接的失效形式与强度计算9）花键联接的类型与特点10）其它轴毂联接的类型、特点与应用难点1）受轴向载荷紧螺栓联接的设计计算，受力变形图2）螺旋副的效率与自锁第8章带传动和链传动重点1）带传动的组成、类型和特点2）带传动紧边拉力、松边拉力、预紧力和工作圆周力的关系，欧拉公式3）带的弹性滑动、打滑和滑差率4）带传动传动中应力的类型和分布，最大应力5）带传动的设计计算准则6）带传动参数设计原则：带型号、小轮直径、小轮包角、中心距7）带传动张紧方式与特点8）链传动的类型、结构与特点9）链传动的类型的主要参数计算和选择原则10）链传动的多边形效应和动载荷，最大、最小速度和加速度，平均传动比和瞬时传动比11）链传动的失效形式和极限功率曲线图难点1）带传动的弹性滑动与打滑的区别与联系，欧拉公式2）链传动的多边形效应及影响因素第9章齿轮传动重点1）齿轮传动的类型与特点2）齿廓啮合基本定律3）渐开线特性及方程，渐开线齿轮的传动可分性4）渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数及计算，模数、压力角与啮合角、节圆和分度圆、基圆、顶圆和根圆、齿顶高系数和径向间隙系数等5）渐开线齿轮的正确啮合条件6）渐开线齿轮传动连续的条件和重合度计算7）轮齿切削加工方法：仿形法和范成法的原理与特点8）根切现象、最少齿数和变位齿轮的基本概念9）斜齿圆柱齿轮正确啮合条件，端面参数与法面参数的关系，斜齿圆柱齿轮的重合度，当量齿轮的概念10）轮齿的常见失效形式及设计计算准则11）直齿圆柱齿轮受力分析、载荷系数12）直齿圆柱齿轮接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算原理及注意事项13）斜齿圆柱齿轮传动的作用力的分析（各分力大小、方向）14）直齿锥齿轮的各部分名称和几何计算15）直齿锥齿轮的背锥和当量齿数、背锥和当量齿数16）直齿锥齿轮传动作用力的分析：圆周力、径向力和轴向力（大小、方向）17）斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮强度计算原理及注意事项要点难点1）斜齿轮的当量齿轮、参数计算和重合度的计算2）齿轮的根切与变位及变位系数3）非标准安装齿轮传动的参数计算4）斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的受力分析5）齿轮传动接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算第10章蜗杆传动重点1）杆传动的类型与特点2）蜗杆传动的几何参数及尺寸计算，中间平面概念，直径系数q3）蜗杆传动正确啮合条件4）蜗杆传动的相对滑动速度与效率5）蜗杆传动作用力分析（大小、方向），蜗轮转向的判定6）蜗杆、蜗轮的材料选用原则7）蜗杆传动失效形式及强度计算原则8）蜗杆传动的热平衡计算目的及改善热平衡方法难点1）蜗杆传动作用力分析（大小、方向），蜗轮转向的判定2）蜗杆传动的热平衡计算第11章轮系重点1）轮系分类，定轴轮系、周转轮系的概念2）定轴轮系传动比的计算3）周转轮系和复合轮系的传动比计算，传动比的大小与从动轮转向难点1）周转轮系和复合轮系的传动比的计算第12章轴重点1）轴的类型与特点，心轴、转轴、传动轴的定义概念2）轴上零件常用轴向和周向定位方法，轴的结构设计原则3）按扭矩进行轴的强度计算方法4）轴的弯扭矩强度计算方法，当量弯矩和当量弯矩折算系数5）轴的刚度计算原则难点1）轴的结构改错2）轴的弯扭矩强度计算方法第13章轴承重点1）滑动轴承中摩擦的分类2）向心滑动轴承的类型、结构与特点3）常用滑动轴承轴瓦和轴承衬的材料与特点4）滑动轴承轴瓦上油沟开设的原则，润滑剂选择原则和润滑装置5）非全液体摩擦滑动轴承的计算的内容及意义6）滚动轴承的结构与特点7）常用滚动轴承的类型、特点及选用原则8）常用轴承代号及含义9）滚动轴承的载荷特点及失效形式10）滚动轴承的额定寿命、当量动载荷、额定动载荷11）角接触滚动轴承的派生轴向力和实际轴向载荷12）滚动轴承的寿命计算13）滚动轴承组合结构设计的原则，轴系组合结构改错难点1）非全液体摩擦滑动轴承的计算2）角接触滚动轴承派生轴向力和实际轴向载荷计算3）滚动轴承支承轴系的组合结构设计第14章联轴器、离合器与制动器重点1）联轴器、离合器与制动器作用及特点2）联轴器的常用类型、特点及选用3）离合器的类型及特点4）制动器的类型和工作原理难点1）联轴器、离合器与制动器的合理选用四、考试题型1）填空题占15%2）选择题或是非题占10%3）简答题占20%4）分析计算题占40%5）结构题或作图题占10%五、模拟试卷模拟试卷1一、填空题（15分，每空1分）1．按照不同的接触特性，通常把运动副分为________和________两大类。2．曲柄摇杆机构中，________是主动件时机构会出现死点位置。3．凸轮机构的等加速等减速运动规律存在________冲击。4．机构的周期性速度波动，用________调节。5．外螺纹的________为螺纹的公称直径。6．当被联接件之一的厚度较大，且联接需经常拆卸时，宜用________联接。7．只承受弯矩、不承受转矩的轴，称为_____轴。8．蜗杆传动常见的失效形式为________和________。9．闭式软齿面齿轮传动，常用_________________准则设计，再校核_________________。10.普通V带按截面尺寸大小分为_________________七种型号。11.能够同时承受较大的轴向和径向载荷常用的两类轴承是________和________。二、是非题（10分）（请在括号中填入√（正确）或×（错误））1．滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓线向径等于理论轮廓线的向径减去滚子半径。（）2．标准渐开线圆柱齿轮，分度圆直径一定时，其模数越大，齿面接触疲劳强度就越大。（）3．经静平衡的转子一定能够满足动平衡的要求。（）4．链轮直径与转速不变时，齿数越多链传动越平稳。（）5．紧键靠两侧面压紧后的摩擦来传递运动与扭矩的。（）6．螺纹升角越大，螺纹副传动的效率越高。（）7．车床的尾架是专用零（部）件（）。8．V带传动中，出现弹性滑动是不可避免的。（）9．用仿形法加工齿轮轮齿时，齿数过少会出现根切现象。（）10.滚子轴承的承载能力高于球轴承。（）三、简答题（20分,每题4分）1.举出4种常见的间歇运动机构的名称。（4分）2.在螺纹联接中，为什么要采用防松装置？举出两种常见的防松装置。（4分）3.带传动中的弹性滑动和打滑有什么区别和联系？（4分）4.齿轮轮齿有哪几种常见的失效形式？（4分）5.滚动轴承代号6206代表的含义。（4分）四、分析计算题（40分）1．（10分）计算图示机构的自由度，如有复合铰链，虚约束，局部自由度，请明确指出，并画出图示位置B点，E点的压力角。题1图2.一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的参数为181Z，362Z，mmm2，试计算传动比i，两轮的分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径，中心距和齿距。3.三角带传动所传递的功率P=7.5KW，带速v=10m/s，现测得张紧力Fo=1125N，试求紧边拉力F1和松边拉力F2。4.已知轴承所受径向力Fr1=2000N，Fr2=1000N，轴上外加轴向Fa=500N，求两轴承的当量动载荷P1、P2（在图上标出附加内部轴向力Fs的方向）。提示：YFFrs2，Y=1.9，e=0.32；当eFFra时，X=1，Y=0；当eFFra时，X=0.4，Y=1.9。题4图五、结构题（10分）指出下图结构设计中的错误，并画出正确的结构。五、模拟试卷答案模拟试卷1答案一、填空题1．高副、低副2．摇杆3．柔性4．飞轮5．大径d6．双头螺柱7．心轴8．胶合、磨损9．轮齿表面接触疲劳强度、轮齿齿根的弯曲疲劳强度10．Y、Z、A、B、C、D、E11、角接触球轴承、圆锥滚子轴承二、是非题1.(×)2.(×)3.(×)4.(√)5.(×)6.(√)7.(√)8.(√)9.(×)10.(√)三、简答题1．答：槽轮机构，棘轮机构，不完全齿轮机构，凸轮间歇运动机构等2．答：螺纹联接的自锁作用在静载荷下是可靠的，在振动和变载荷下，自锁的螺纹产生自动松脱的现象，因此需要采用防松装置。常见的防松装置有：弹簧垫圈、双螺母、开口销、止动垫圈等。3、答：弹性滑动是由于带的松、紧边的拉力不等引起的带与轮面的微量滑动，是带传动中固有的物理现象，不可避免。而打滑是由于带与轮面的摩擦力小于所需克服的圆周力的时造成的带与轮