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971 机械工程专业 综合 考试大纲 一、考试组成 971 机械工程专业综合 试卷 共分 三 部分： 1） 机械原理 ； 2） 机械设计 ； 3） 自动控制原理 ，各部 分满分均为 50 分 ，均为必答部分。 二 、机械原理部分的考试大纲 （一 ） 主要内容及基本要求 1.机构的组成 原理 （ 1） 机构的组成 及机构运动简图 （ 2） 平面机构的自由度 了解机构的组成要素，掌握机构运动简图的绘制方法。熟练掌握平面机构的自由度计算及其自由度 计算时应注意的事项，清楚运动链成为机构的条件。 2.平面机构的运动分析 （ 1）机构运动分析的目的和方法 （ 2）速度瞬心法 做平面机构的速度分析 （ 3）解析法（封闭向量图解法）做平面机构的 运动分析 了解机构 运动分析 的 目的和方法 ，掌握 应用速度瞬心法做平面机构的速度分析，熟悉应用解析法做 平面机构的运动分析。 3.连杆机构 分析与设计 （ 1） 平面连杆机构的类型 、特点与应用 （ 2） 平面连杆机构的工作特性 （ 3） 平面连杆机构的运动分析 （ 4） 平面连杆机构的设计 熟练掌握平面连杆机构的工作特性（曲柄存在条件、急回特性、死点位置、传力特性等），会运用 图解法和解析法进行机构的运动分析。熟练掌握各种连杆机构（刚体导引机构、急回机构等）的设计。 4.凸轮机构 （ 1） 凸轮机构的 应用与 类型 （ 2） 从动件运动规律 及其选择 （ 3） 图解法设计凸轮廓线 （ 4） 解析法设计凸轮廓线 （ 5） 凸轮机构基本尺寸的确定 了解凸轮机构的组成和类型，了解从动件常用的运动规律的特性和应用场合，会运用反转法设计凸 轮的轮廓曲线。了解凸轮机构的基本尺寸的确定要求。 5.齿轮机构 及其设计 （ 1） 齿轮机构的类型 及特点 （ 2） 齿廓啮合基本定律 及渐开线齿廓 （ 3） 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 （ 4） 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 （ 5） 渐开线 齿廓 的 切削 加工 重点熟练掌握渐开线标准直齿圆柱齿 轮的几何尺寸计算和渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（正 确啮合条件、标准中心矩、实际中心矩、连续传动条件等）。了解渐开线齿轮的加工原理和传动的特点。 6.轮系 （ 1） 轮系的 组成及其分类 （ 2） 轮系的传动比计算 能熟练计算出混合轮系的传动比。 三 、 机械设计部分的考试大纲 （一 ） 主要 内容 1. 设计概述 （ 1）机械设计的基本原则 、特点与方法 ； （ 2）机械零件的设计要求； （ 3） 强度设计 、摩擦学设计概述 2. 轴 （ 1） 轴的功用及分类； （ 2） 轴的材料及其选择； （ 3） 轴的结构设计； （ 4） 轴 的强度 、刚度、振动稳定性 计算 ； （ 5）提高轴的强度、刚度的措施。 3. 齿轮传动 （ 1） 齿轮传动的类型、特点及应用 ； （ 2） 渐开线齿轮传动的主要参数和几何计算； （ 3） 齿轮传动的精度等级及其选择； （ 4） 直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮传动的载荷分析和计算； （ 5） 齿轮传动的 应力与 失效 分析； （ 6） 齿轮材料及热处理 方式的选择 ； （ 7） 齿轮传动的强度设计 ： 齿面接触疲劳强度计算、齿根弯曲疲劳强度计算； （ 8） 齿轮传动的润滑、效率； （ 9）齿轮结构设计。 4.蜗杆传动 （ 1）蜗杆传动的类型、特点和应用 ； （ 2）蜗杆传动的主要参数 ，几何计算 ； （ 3）蜗杆和蜗轮材料的选择； （ 4）蜗杆传动的受力分析、失效形式和计算准则； （ 5）蜗杆传动的 强度设计 ： 齿根弯曲疲劳强度计算、齿面接触疲劳强度计算； （ 6）蜗杆传动的润滑、效率及热平衡计算； （ 7）蜗杆、蜗轮的结构 设计 5.带传动 （ 1）带传动的工作原理，主要类型，特点及应用； （ 2）带传动的受力分析； （ 3） 带的 弹性滑动及带传动的传动比； （ 4）带传动的应力分析； （ 5）带传动的失效形式和计算准则； （ 6） V 带的基本额定功率 ， V 带传动的设计； （ 7）带轮的结构 设计 ； 带传动的张紧装置 6.滑动轴承 （ 1）滑动轴承的主要类型及特点； （ 2）轴承材料及轴瓦结构； （ 3）非液体摩擦滑动轴承的 设计 计算； （ 4）液体动压润滑 轴承 的基本 工作 原理 。 7. 螺纹联接 （ 1）螺纹 副的 主要参数，常用的标准螺纹； （ 2）螺旋副 受 力关系、效率和自锁； （ 3） 螺纹联接的主要类型、结构和螺纹紧固件 标准 ； （ 4） 螺纹联接的 拧紧和 防松； （ 5） 螺纹联接的失效形式和计算准则； （ 6） 单个螺栓联接的 强度 计算； （ 7） 螺栓组 联接 的 设计计算 ； （ 8） 提高螺栓联接强度的措施。 8.轴类连接件 （ 1） 键联接的类型、结构、特点及应用； （ 2） 平键联接的失效形式和强度计算； （ 3） 花键联接的类型，工作特点及应用； （ 4） 联轴器 类型和选择 9.滚动轴承 （ 1） 滚动轴承的构造、特点 及应用 ； （ 2） 滚动轴承的主要类型、 精度等级及常用代号 ； （ 3） 滚动轴承 的受力特征、失效形式和计算准则； （ 4） 滚动轴承的 受力 及 寿命 计算； （ 5） 滚动轴承的静 强度 计算； （ 6） 滚动轴承的组合结构设计。 （二）基本要求 要求掌握的基本知识 ：机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料、标准。 机械零件的工作原理及基本理论与设计方 法 ： 了解 机械设计的基本原则； 掌握 机械零件工作原理、 受力分析、应力状态、失效形式； 掌握 机械零件工作能力计算准则 （ 强度 计算 、刚度 计算 、摩擦、磨损 与润滑 、 寿命 计算 等 ） ； 了解 改善 提高零部件工作能力的措施和方法 。 要求 熟练 掌握的基本技能 ：基本设计计算，结构设计技能。 四 、 自动控制原理 部分的考试大纲 （一） 主要内容及基本要求 1.控制系统的一般概念 （ 1） 控制系统的任务 （ 2） 控制系统基本方式 （ 3） 控制系统性能要求 了解控制系统的一般概念，包括任务、要求和基本控制方式（开环控制、闭环控制和复合控 制） ；了解对控制系统的性能要求，掌握分析控制系统的基本方法和思路。 2. 控制系统的数学模型 （ 1）列写微分方程的一般方法 （ 2）传递函数的定义 （ 3）动态结构图和典型环节 （ 4）结构图的等效变换 （ 5）系统传递函数 掌握控制系统的数学模型，包括微分方程、传递函数和动态结构图的建立方法。熟练掌握拉普拉 斯变换及其基本法则。熟练掌握结构图的等效变换和梅逊公式；能够建立工程系统，特别是机电相结合 控制系统的数学模型。掌握各种典型环节的数学表示，并了解其功能与作用。 3.时域分析法 （ 1） 典型响应及性能指标 （ 2） 一阶系统分析 （ 3） 二阶系统分析 （ 4） 系统稳定性分析 （ 5） 系统稳态误差分析 掌握典型输入和典型响应的特性。熟练掌握一、二阶系统时域响应特性的分析方法。掌握系统稳定 性的概念，会熟练运用代数稳定判据判断系统的稳定性。掌握误差及稳态误差的概念，学会分析典型输 入信号作用下控制系统稳态误差的方法，熟练掌握系统在给定输入信号作用下稳态误差的计算方法。 4.根轨迹 （ 1）根轨迹及根轨迹方程 （ 2）绘制根轨迹的基本规则 （ 3）闭环零、极点分布与系统阶跃响应的关系 （ 4）系统阶跃响应的根轨迹分析 理解根轨迹的定义和根轨迹方程，能够熟练运用绘制负反馈系统闭环根轨迹的十条法则绘制闭环系 统的根轨迹。掌握闭环主导极点和偶极子的概念。会用根轨迹法分析系统的动态响应特性。掌 握 用 根 轨 迹法进行系 统 校正的原理和方法。 5. 频域分析法 （ 1）频率特性的定义 （ 2）典型环节的频率特性 （ 3）系统开环频率特性 （ 4）奈奎斯特稳定判据和对数频率稳 定 判 据 （ 5）开环频率特性与系统阶跃响应的关系 掌握频率特性的基本概念，包括数学本质、物理意义和表示方法。掌握典型环节的频率特性，熟 练 掌握闭环系统开环频率特性曲线的绘制方法 ， 包括奈奎斯特图和伯德图 。掌握基于 频率特性曲线求系统 传递函数的方法、用奈奎斯特稳定判据判断系统稳定性的方法、闭环系统稳定裕度的计算方法、以及 控制系统的三频段（低频、中频、高频）分析方法。 6. 控制系统的校正 （ 1） 控制系统校正的概念 （ 2）串联校正原理与方法 （ 3）反馈校正原理与方法 （ 4）复合校正原理与方法 （5）用频域法对控制系统进行综合校正 了解控制系统设计与校正的基本问题，包括受控对象、性能指标、控制元件和控制对象；掌握系 统校正的基本概念与方法，包括串联校正、反馈校正和复合校正。掌握典型控制环节，包括：比例 （ P）控制、比例-微分（PD）控制、积分（I）控制、比例-积分（PI）控制、以及比例-积分-微分 （ PID）控制的特征及对系统的影响。掌 握 运用串联校正（超前校正、滞后校正、超前滞后校正）、反 馈校正和复合校正方法对给定系统进行校正的方法，熟练掌握串联校正（串联超前、串联滞后）的频 域设计步骤和方法。
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