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机械设计重点知识考试大纲

机械设计重点知识考试大纲

一、机械设计概述与基本方法

本部分旨在考察考生对机械设计学科的整体认知、基本流程及通用方法的掌握程度。

（一）机械设计的内涵、地位与发展趋势

*机械设计的定义、研究对象及在机械工程领域中的作用。

*现代机械设计的特点与发展方向（如智能化、绿色化、轻量化等）。

*机械设计人员应具备的基本素养与能力。

（二）机械设计的基本要求与一般程序

*机械设计的基本要求：功能、性能、可靠性、经济性、安全性、工艺性、环保性等。

*机械设计的一般程序：产品规划、方案设计、技术设计、施工设计等阶段的主要任务与内容。

*设计中的创新思维与方法简介。

（三）机械设计中的载荷与工况分析

*载荷的分类：静载荷、变载荷；名义载荷、计算载荷。

*载荷系数的意义与选取原则。

*典型工况的分析方法。

（四）机械零件的失效形式与设计准则

*常见失效形式：整体断裂、过大变形、表面破坏（磨损、胶合、接触疲劳、腐蚀等）、功能失效。

*设计准则：强度准则（屈服强度、极限强度、疲劳强度）、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则等。

*许用应力与安全系数的概念及确定方法。

二、机械材料与热处理基础

本部分旨在考察考生对常用工程材料的性能、选择原则及热处理工艺对零件性能影响的理解。

（一）工程材料的性能指标

*力学性能：强度（σb,σs,σ-1）、塑性（δ,ψ）、硬度（HB,HRC）、韧性（αk）、疲劳强度。

*物理、化学性能及工艺性能。

（二）常用机械工程材料

*金属材料：碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金的性能特点与应用。

*非金属材料：工程塑料、橡胶、陶瓷等的性能特点与应用。

*复合材料的概念与应用前景。

（三）材料选择与热处理

*机械零件材料选择的基本原则：使用要求、工艺要求、经济性。

*常用热处理工艺：退火、正火、淬火、回火、表面淬火、渗碳、渗氮等的目的及应用。

*典型零件的材料选用与热处理示例。

三、机械零件的强度与刚度设计

本部分旨在考察考生运用力学知识进行机械零件承载能力计算的基本能力。

（一）构件受力分析与内力计算

*约束类型与受力图绘制。

*平面力系的平衡方程及应用。

*构件基本变形（拉压、剪切、弯曲、扭转）的内力分析。

（二）强度计算基础

*应力状态分析与强度理论（第一、二、三、四强度理论）及其应用。

*静强度计算：极限应力图，安全系数法。

*疲劳强度计算：疲劳曲线（S-N曲线），影响疲劳强度的因素（应力集中、尺寸效应、表面状态），疲劳极限的修正，疲劳安全系数计算。

*变应力下零件的强度校核。

（三）刚度设计基础

*刚度的概念，刚度计算的目的。

*弯曲变形、扭转变形的计算与限制。

*提高零件刚度的措施。

（四）摩擦、磨损与润滑

*摩擦的分类与摩擦定律。

*磨损的类型（磨粒磨损、粘着磨损等）及其影响因素，减少磨损的措施。

*润滑剂的种类与选用，润滑方式与装置。

四、连接设计

本部分旨在考察考生对常用机械连接方式的结构特点、工作原理、设计计算方法的掌握。

（一）螺纹连接

*螺纹的主要参数、类型（普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹等）及应用。

*螺纹连接的基本类型、结构特点与应用（螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接）。

*螺纹连接的预紧与防松：预紧的目的与方法，常用防松装置与原理。

*单个螺栓连接的强度计算（受拉、受剪）。

*螺栓组连接的结构设计与受力分析。

（二）键连接与花键连接

*平键、半圆键、楔键、切向键连接的结构特点、工作原理、失效形式与强度校核。

*花键连接的类型（矩形花键、渐开线花键）、特点与应用。

（三）销连接与铆接、焊接、粘接

*销连接的类型、特点与应用（定位销、连接销、安全销）。

*铆接、焊接、粘接的特点与应用场合（一般了解）。

五、传动设计

本部分旨在考察考生对常用机械传动装置的工作原理、类型特点、设计计算及选用能力。

（一）带传动

*带传动的类型（V带、平带、同步带）、工作原理、特点与应用。

*带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑。

*V带传动的参数选择、失效形式与设计准则（主要是单根V带的额定功率计算及带的根数确定）。

*带轮的结构设计要点。

（二）链传动

*链传动的类型（滚子链、齿形链）、工作原理、特点与应用。

*链条的结构特点、主要参数。

*链传动的运动特性（多边形效应）、受力分析。

*链传动的失效形式与设计准则（主要是功率曲线的应用）。

*链轮的