高校机械设计专业硕士入学考试大纲

高校机械设计专业硕士入学考试大纲一、考试性质机械设计专业硕士研究生入学考试是为高校选拔具备扎实机械设计理论基础与工程应用潜力的优秀考生而设置的选拔性考试。考试结果将作为招生单位判断考生是否具备攻读机械设计专业硕士学位资格的重要依据，旨在考查考生对机械设计核心知识的掌握程度、分析解决工程问题的能力及创新设计思维。二、考查目标1.知识掌握：要求考生系统掌握机械设计的基本概念、理论与方法，包括机械零件的设计原理、常用机构与传动的工作特性、机械系统设计的流程与方法，熟悉典型机械零件的设计计算、强度分析及润滑密封等工程应用知识。2.能力要求：具备运用机械设计理论分析实际工程问题的能力，能够完成典型机械零件的设计计算与校核；掌握机械系统方案设计的思路，具备创新设计意识，能结合工程需求提出合理的机械设计方案；熟练运用工程图学、力学分析等工具解决机械设计中的技术问题。3.素养要求：体现机械工程领域的工程素养，关注机械设计的经济性、可靠性与环保性，理解设计规范与行业标准在工程实践中的应用价值。三、考试内容与范围（一）机械设计基础理论1.机械设计概述机械设计的定义、分类（开发性设计、适应性设计、变型设计）与基本要求（功能、性能、经济性等）。机械设计的一般流程（需求分析、方案设计、详细设计、验证优化）。2.机械零件的强度与刚度机械零件的失效形式（强度失效、刚度失效、磨损失效等）与设计准则（强度准则、刚度准则、寿命准则等）。载荷与应力的分类（静载荷、变载荷；静应力、变应力），疲劳强度计算的基本方法（疲劳曲线、安全系数法）。3.摩擦、磨损与润滑摩擦的类型（干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦）与摩擦定律，磨损的形式（粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等）及影响因素。润滑剂的类型（润滑油、润滑脂、固体润滑剂）与润滑方式（压力润滑、飞溅润滑等），密封装置的原理与应用（毡圈密封、唇形密封、迷宫密封等）。（二）常用机构与传动设计1.平面连杆机构平面四杆机构的类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆机构）与特性（急回特性、死点位置），机构的演化（曲柄滑块、导杆机构等）。平面连杆机构的运动分析（速度瞬心、运动副反力分析）与设计方法（图解法、解析法）。2.凸轮机构凸轮机构的类型（盘形、圆柱、移动凸轮）与从动件运动规律（等速、等加速等减速、余弦加速度等），运动规律的选择原则。凸轮轮廓的设计方法（反转法），凸轮机构的受力分析与压力角计算。3.齿轮传动齿轮传动的类型（圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆传动）与工作原理，齿廓啮合基本定律与渐开线齿廓的特性。齿轮的失效形式（轮齿折断、齿面磨损、胶合、点蚀、塑性变形）与设计准则，齿轮传动的强度计算（接触强度、弯曲强度）。齿轮的结构设计（轮辐、轮毂、齿宽等参数选择）与材料热处理方法（渗碳、调质、正火等）。4.带传动与链传动带传动的类型（V带、平带、同步带）与工作原理，弹性滑动与打滑的区别及影响，带传动的设计计算（带的型号选择、中心距计算、张紧装置设计）。链传动的运动特性（多边形效应），链传动的失效形式（链板疲劳、滚子磨损、销轴胶合等）与设计参数选择（链节距、链轮齿数、中心距）。（三）典型机械零件设计1.连接设计螺纹连接的类型（螺栓、双头螺柱、螺钉连接）与预紧、防松方法（摩擦防松、机械防松、永久防松），螺栓组连接的受力分析与设计（受拉、受剪螺栓组）。键连接、销连接的类型（平键、半圆键、花键）与应用场合，过盈连接的设计方法（压力机压入、热装法）。2.轴系零件设计轴的分类（心轴、传动轴、转轴）与结构设计（轴颈、轴头、轴身的尺寸确定，倒角、圆角、退刀槽的作用），轴的强度计算（扭转强度、弯扭合成强度）与刚度校核。滚动轴承的类型（深沟球、圆锥滚子、角接触球轴承）与选择原则（载荷类型、转速、调心要求），轴承的寿命计算（基本额定寿命、当量动载荷），轴承的组合设计（固定与游动端结构、密封与润滑）。联轴器与离合器的类型（刚性、弹性联轴器；牙嵌、摩擦离合器）与应用场景，联轴器的选择依据（转速、转矩、补偿能力）。（四）机械系统设计1.机械系统设计流程需求分析与功能分解，设计任务书的制定（技术要求、性能指标、约束条件）。方案设计的方法（功能原理求解、机构选型、方案评价与决策），设计方案的创新方法（TRIZ理论、模块化设计、仿生设计等）。2.机械系统的优化与仿真优化设计的基本概念（目标函数、约束条件、设计变量），常用优化方法（梯度法、遗传算法、粒子群算法）在机械设计中的应用。计算机辅助设计与仿真工具（CAD、CAE软件）的应用，虚拟样机技术对设计验证的作用。四、考试形式与试卷结构（一）考试形式闭卷、笔试，考试时间为180分钟，满分150分。（二）试卷结构1.题型分布选择题（20~30分）：考查基本概念、理论的理解（如机械零件失效形式、机构类型判断等）。简答题（30~40分）：考查知识的系统性（如机械设计流程、齿轮传动失效形式及对策等）。分析计算题（60~80分）：考查工程问题的分析与计算能力（如轴的强度计算、凸轮轮廓设计、轴承寿命计算等）。设计论述题（20~30分）：考查创新设计与系统设计能力（如机械系统方案设计、优化方法应用等）。2.内容分布机械设计基础理论：约20%~25%常用机构与传动：约30%~35%典型机械零件设计：约30%~35%机械系统设计：约15%~20%五、参考书目1.《机械设计》（第九版），濮良贵、陈国定、吴立言主编，高等教育出版社。2.《机械原理》（第八版），孙恒、陈作模、葛文杰