机械设计基础考核说明要点

（试行）

一、课程性质与任务

《机械设计基础》是数控技术及相关专业学生必修的一门专业基础课。本课程的教学内容主要包括：机构静力分析基础；构件内力分析及强度计算；常用机构的组成和工作特性；通用机械零件设计的基本知识。

通过本课程的学习，使学生掌握工程中简单力学问题的分析方法、典型变形下构件强度的基本知识，掌握常用机构的原理、运动分析和通用机械零件的结构、工艺及强度校核等基本知识，并初步具有分析和选用机械零件及简单机械传动装置的能力，为学习后续课程和将来从事专业技术工作打下必要的基础。

二、关于课程考核的说明

考核对象：电大理工科类数控技术专业开放教育专科学生。

考核方式：采用形成性考核和终结性考试相结合的方式。

考核依据：本课程所用教学大纲为2006年审定通过并下发执行的电大数控技术专业《机械设计基础教学大纲》；所用文字教材为刘颖教授主编2006年8月由中央电大出版社出版的《机械设计基础》。本课程考核说明是形成性考核和终结性考试命题的基本依据。

课程总成绩的记分方法：形成性考核成绩在课程总成绩中占20%，终结性考试成绩在课程总成绩中占80%。课程总成绩为百分制，60分为合格。

形成性考核的要求和形式：形成性考核的形式为平时表现和平时作业。能够认真学习，按时、按质、按量完成平时作业者方可得满分。

终结性考试的要求和形式：

按照课程的基本教学要求，考核内容主要包括：机构静力分析基础；构件内力分析及强度计算；常用机构的组成和工作特性；通用机械零件设计的基本知识。

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具体考核要求分为几个层次：

掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用所学的内容分析和解答与实际应用相关的问题，能够举一反三。

熟悉：要求学生能够较好地理解和掌握相应内容，并能够进行简单分析和判断。

了解：要求学生能够一般地了解所学内容。

组卷原则：

在教学大纲和考核说明所规定的目的、要求和内容范围之内命题。在教学内容范围之内，按照理论联系实际原则，考察学员对所学知识应用能力的试题，不属于超纲。

试题的考察要求覆盖面广，并适当突出重点。试题兼顾各个能力层次，掌握60%，熟悉占30%，了解占10%。

试题的难易程度和题量适当，按难易程度分为三个层次：较易占30%，一般占50%，较难占20%。题量安排以平时基本能够独立完成作业者，他们能在规定的考试时间内作完并有一定时间检查为原则。

试题类型及试卷结构：

试题类型有判断题、选择题、简答题、分析题和计算题等，试卷结构的具体形式见后面所附“试题类型及规范解答举例”。

考核形式：闭卷。

答题时限：90分钟。

其它说明：考生需自备计算器、直尺、铅笔、橡皮等文具。

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三、考核内容和要求

（一）静力学分析基础 [考核目的]：

考核学员对构件受力的基本概念及受力分析方法的掌握程度。 [考核内容]：

（1）静力学的基本概念及静力学基本定理； （2）约束和约束力的分析计算；

（3）平面力系的平衡计算和平面机构静力分析。 [考核要求]：

掌握：静力学平衡方程和构件的受力分析； 熟悉：静力学基本定理及其应用。 （二）构件的内力分析 [考核目的]：

考核学员对各种基本变形的受力特点和变形的理解；对内力的概念、基本变形内力的特点、计算方法。

[考核内容]：

（1）内力、应力和变形的概念； （2）拉压、扭转、弯曲内力图的画法；

（3）拉压、扭转、弯曲应力的计算和构件强度计算的方法。 [考核要求]：

掌握：内力图的画法；简单构件的应力分析及强度计算方法； 熟悉：变形的基本概念和分析方法。 （三）常用机构 [考核目的]：

考核学员对机构组成的理解及对机构自由度的分析能力。 [考核内容]：

（1）机构运动简图和运动副；

（2）平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件。 [考核要求]：

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掌握：机构运动简图；机构自由度的计算； 熟悉：运动副的概念和分类； 了解：机构的组成原理。 （四）平面连杆机构 [考核目的]：

考核学员对铰链四杆机构的类型、特点以及对铰链四杆机构曲柄存在条件及类型的了解。

[考核内容]：

（1）铰链四杆机构的基本类型及演化； （2）四杆机构的工作特性； （3）铰链四杆机构曲柄存在条件。 [考核要求]：

掌握：铰链四杆机构的基本类型；铰链四杆机构曲柄存在条件； 熟悉：铰链四杆机构的工作特性； 了解：铰链四杆机构的演化。 （五）凸轮机构 [考核目的]：

考核学员对凸轮机构的了解。 [考核内容]：

（1）凸轮机构的类型和主要参数； （2）从动件常用运动规律； （3）凸轮机构的图解设计。 [考核要求]：

掌握：凸轮机构的主要类型，凸轮机构的主要参数；

熟悉：从动件常用的运动规律；凸轮机构的压力角、运动失真与基圆尺寸的关系；

了解：图解法设计凸轮的原理和方法。 （六）其它常用机构 [考核目的]：

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考核学员对其它常用机构的了解。 [考核内容]： （1）棘轮机构； （2）槽轮机构； （3）螺旋机构。 [考核要求]：

掌握：螺纹的类型、参数和应用； 熟悉：滑动螺旋机构的功能和应用； 了解：棘轮和槽轮机构的工作原理和应用。 （七）齿轮机构 [考核目的]：

考核学员对齿轮机构的类型、参数、几何尺寸和设计方法的掌握。 [考核内容]：

（1）齿轮传动的特点与类型，渐开线的形成及特性，渐开线齿廓的啮合特性；

（2）渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算； （3）渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件和连续传动条件； （4）渐开线齿轮的加工，根切现象和最少齿数，变位齿轮的概念； （5）斜齿圆柱齿轮传动；直齿锥齿轮传动；

（6）齿轮传动的失效形式及设计准则，齿轮的材料及热处理； （7）齿轮轮齿受力分析。 [考核要求]：

掌握：渐开线的形成及特性，渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数、几何尺寸计算、正确啮合条件和连续传动条件；

熟悉：圆柱齿轮轮齿受力分析；齿轮传动的失效形式及设计准则，齿轮的材料及热处理。

了解：斜齿圆柱齿轮传动；直齿锥齿轮传动。 （八）蜗杆传动 [考核目的]：

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考核学员对蜗杆的类型、参数、几何尺寸和设计方法的了解。 [考核内容]：

（1）蜗杆传动的特点及类型；

（2）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算； （3）蜗杆传动的失效形式、材料及结构。 [考核要求]：

掌握：蜗杆传动的传动比计算，旋向和转向分析； 熟悉：蜗杆传动的特点及类型；主要参数及几何尺寸计算； 了解：蜗杆传动的材料及结构；效率和热平衡计算。 （九）轮系 [考核目的]：

考核学员对轮系的类型和传动比计算的方法。 [考核内容]：

（1）轮系的主要类型和应用； （2）轮系传动比的计算。 [考核要求]：

掌握：轮系的类型和定轴轮系传动比的计算； 熟悉：简单周转轮系传动比的计算； 了解：混合轮系传动比的计算。 （十）带传动 [考核目的]：

考核学员对带传动的工作原理、V带的设计方法的掌握。 [考核内容]：

（1）带传动的主要类型与特点；

（2）带传动的工作情况分析；失效形式和计算准则； （3）V带传动的设计计算 [考核要求]

掌握：V带传动的设计计算方法；

熟悉：带传动的主要类型与特点；带传动的受力分析，带的弹性滑动与打滑，

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带的应力分析；V带的失效形式和计算准则。

了解：V带与带轮的材料和结构；带的张紧装置。 （十一）联接 [考核目的]：

考核学员对常用螺纹联接、键联接、销联接知识的了解。 [考核内容]：

（1）螺纹联接的类型、特点及应用，常用的标准螺纹联接件，螺纹联接的预紧与防松；

（2）键联接和销联接的主要类型和选用原则。 [考核要求]：

熟悉：螺纹联接的类型、特点及应用；

了解：螺纹联接的预紧与防松；键联接和销联接的主要类型。 （十二）轴 [考核目的]：

考核学员对轴的类型、结构和设计计算方法的掌握。 [考核内容]： （1）轴的分类； （2）轴的强度与结构。 [考核要求]：

掌握：轴的结构设计要点；轴的强度计算基本方法； 熟悉：轴按承受载荷的分类； （十三）轴承 [考核目的]：

考核学员对滚动轴承的类型、代号、选用以及滚动轴承的主要失效形式及计算准则的掌握。

[考核内容]：

（1）滚动轴承的类型、代号与选用； （2）滚动轴承的寿命计算； （3）滚动轴承的组合设计；

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（4）滑动轴承的类型与结构。 [考核要求]：

掌握：滚动轴承的类型、代号与选用；

熟悉：滚动轴承的失效形式与计算准则；滚动轴承的载荷与寿命计算；滚动轴承组合设计中的相关问题；

了解：滑动轴承的类型、材料与结构。 （十四）联轴器与离合器 [考核目的]：

考核学员对联轴器、离合器的类型、特点和应用的了解。 [考核内容]：

联轴器、离合器的类型、特点和应用。 [考核要求]：

了解：联轴器、离合器的类型、特点和应用。

四、试题类型及规范解答举例

试题按大纲要求，其题型包括判断题、选择题、简答题、分析题和计算题等，具体说明如下：

（一）判断题

此类型试题考查学生对基本概念的掌握程度，要非常准确的判断命题的正确与错误。

题型举例：

1．刚体受三个力作用时，这三个力的作用线必交于一点。（ ） 说明：根据三力汇交定理，结论是正确的，括号内应填入“√”号。 2．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。( )

说明：平面连杆机构根据连架杆的运动形式分为三种类型，其中双摇杆机构的两个连架杆均不能作整周转动，即无曲柄存在。

故结论是错误的，括号内应填入“×”号。

（二）选择题

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此类型试题考查学生对基本理论的理解、对常用的重要概念及公式的掌握程度。选择题在没有特殊说明时，均为单项选择题。

题型举例：

1．当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用_______。 A．带传动 B．一对齿轮传动 C．螺旋传动 D．轮系传动

说明：这里只有一个答案是正确的，应在空中填 D 。 2．带传动主要依靠______来传递运动和动力的。

A．带和两轮接触面之间的正压力 B．带的紧边拉力 C．带和两轮接触面之间的摩擦力 D．带的松边力 说明：这里只有一个答案是正确的，应在空中填 C 。

（三）简答题

简答题考察学生对基本概念、基本知识的掌握情况，要抓住问题的要点进行回答，不需要过于具体地描述。

题型举例：

请判断图示四个轴中，哪个轴的结构有错误，出现的是什么错误，应如何改正。

a）

b）

c） d）

解答：C）图中轴的结构有错误；轴承无法拆卸；应降低轴承定位轴肩的高度，使之低于轴承内圈。

（四）计算题

题型举例：

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例：求图示梁支座的约束反力。已知：F2KN。

FAY FAX FB

解：根据平面力系平衡方程得：

 MA(F)=0

2F+4F－FBcos30°×6＝0 FB＝2.31kN

 Fx＝0

FAx－FB sin30°＝0 FAx＝1.155kN

 Fy＝0

FAY－2F＋FBcos30°＝0 FAY=2 kN

答：A支座约束反力FAx＝1.155kN，FAY=2 kN；B支座约束反力FB＝2.31kN。

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