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《機電工程基礎(chǔ)》考試大綱及推薦書目

一、考試的基本要求

《機電工程基礎(chǔ)》(機械設(shè)計基礎(chǔ)和控制工程基礎(chǔ))，其中包含機械工程基礎(chǔ)知識的必做題目(所有方向考生);其余是選做題目，考生可以根據(jù)自己的學(xué)科特點分別選擇相應(yīng)的題目(機械設(shè)計基礎(chǔ)或控制工程基礎(chǔ))完成。要求考生掌握和熟悉所考課程的基本原理、基本方法及相應(yīng)的基本技術(shù)。

二、考試的基本內(nèi)容

第一部分：《機械設(shè)計基礎(chǔ)》

要求考生熟悉機械原理及機械設(shè)計的基本概念、方法和技術(shù)，是對機械工程專業(yè)基礎(chǔ)知識的測試。

(1)機械的組成及其作用;機器與機構(gòu)的區(qū)別;構(gòu)件與零件的區(qū)別。

(2)運動副及其分類;平面機構(gòu)自由度的計算;計算平面機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題(復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束);機構(gòu)具有確定相對運動的條件。

(3)平面連桿機構(gòu)的基本類型及各種轉(zhuǎn)化機構(gòu);鉸鏈四桿機構(gòu)的急回特性、極位夾角及行程速比;機構(gòu)的壓力角、傳動角及對機構(gòu)傳力性能的影響;機構(gòu)死點及存在條件;根據(jù)具有曲柄的條件確定鉸鏈四桿機構(gòu)的類型。

(4)凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型;從動件常用的運動規(guī)律及特點;剛性沖擊和柔性沖擊;凸輪基圓半徑、壓力角、自鎖;基圓半徑和壓力角對機構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸的影響。設(shè)計凸輪機構(gòu)時應(yīng)注意的問題(基圓半徑、壓力角、滾子半徑)及圖解法求其大小。

(5)齒輪傳動的特點和類型;齒廓滿足定比傳動的條件;漸開線的形成和特性;漸開線齒廓的特點;漸開線齒輪(直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪)的幾何尺寸計算;漸開線齒輪(直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪)的正確嚙合和連續(xù)傳動條件。

(6)輪系的作用和類型;定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和簡單復(fù)合輪系的傳動比計算;惰輪的意義;首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定。

(7)棘輪機構(gòu)的特點和工作原理;槽輪機構(gòu)的特點和工作原理。

(8)螺紋的常用類型和特點;螺紋連接的基本類型、特點和應(yīng)用;螺紋連接的預(yù)緊、防松和具體的防松方法;提高螺栓連接強度的具體措施;鍵連接的類型和特點。

(9)齒輪輪齒的失效形式;齒輪(直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和錐齒輪)傳動的受力分析;齒輪傳動的主要參數(shù)及選擇;齒輪傳動的設(shè)計計算方法。

(10)蝸桿傳動的特點及應(yīng)用;圓柱蝸桿的主要參數(shù)和幾何尺寸計算;正確嚙合條件;蝸桿傳動的失效特點及材料的選擇;蝸桿傳動的受力分析;蝸桿傳動散熱的具體方法。

(11)帶傳動的類型和特點;帶傳動常用的張緊方法;帶傳動的受力分析和應(yīng)力分析;帶傳動的彈性滑動、打滑、失效形式及帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則;帶傳動的主要參數(shù)及其選擇;V帶輪的材料和結(jié)構(gòu)。

(12)軸的類型及其判定;軸的常用材料;軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

(13)滑動軸承的分類、材料;非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算。

(14)滾動軸承的特點、組成、主要類型、代號及選擇;滾動軸承壽命所涉及的基本概念;滾動軸承壽命的計算和組合設(shè)計。

(15)聯(lián)軸器和離合器的作用和分類，常見聯(lián)軸器的特點。

考試題型

簡答、分析、選擇、計算與設(shè)計等題型

推薦書目

楊可楨 程光蘊 李仲生 錢瑞明 主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)(第7版).高等教育出版社.2020年6月.

第二部分：控制工程基礎(chǔ)

要求考生熟悉經(jīng)典自動控制理論的基本概念、掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)分析的基本方法，其中包括系統(tǒng)建模(包括微分方程、傳遞函數(shù)、系統(tǒng)框圖及其變換等相關(guān)概念和計算方法)、時域和頻域分析方法(包括穩(wěn)定性、過渡過程、穩(wěn)態(tài)性能等相關(guān)概念和分析)，了解控制系統(tǒng)校正設(shè)計的基礎(chǔ)，具備一定的工程實際控制問題分析和處理的能力。

(1)了解控制工程的一般概念，控制工程的主要任務(wù)和研究對象，了解控制系統(tǒng)的分類，基本組成。

(2)理解并掌握反饋控制原理及其基本概念，開環(huán)控制與閉環(huán)控制的主要區(qū)別及各自的優(yōu)缺點。

(3)典型輸入信號以及對控制系統(tǒng)的基本要求。

(4)掌握一般機電自動控制系統(tǒng)運動微分方程的建立方法。

(5)重點掌握自動控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的基本概念、求解方法和框圖變換方法，繪制實際物理系統(tǒng)的函數(shù)方框圖。

(6)要求掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)性能分析的基本相關(guān)概念和分析方法，重點掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念、穩(wěn)定性判斷方法及求解使系統(tǒng)穩(wěn)定的參數(shù)的方法。

(7)掌握一階、二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)分析，過渡過程指標(biāo)的求法。

(8)要掌握頻率響應(yīng)、頻率特性、相對穩(wěn)定性的基本概念以及頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)的關(guān)系等。

(9)要熟練掌握各種典型環(huán)節(jié)頻率特性的基本表達(dá)式和圖形表示方法。

(10)熟練掌握開環(huán)頻率特性的概略奈奎斯特圖和對數(shù)坐標(biāo)圖的畫法;系統(tǒng)頻率特性的實驗確定，控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻率響應(yīng)。

(11)掌握 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的概念，系統(tǒng)穩(wěn)定的條件，代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)(推導(dǎo)不作要求)，控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。

(12)掌握用奎斯特穩(wěn)定判據(jù)和相對穩(wěn)定性指標(biāo)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。

(13)掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差計算和分析。

(14)要求掌握控制系統(tǒng)校正的基本概念，串聯(lián)校正常用的校正裝置基本特點。

(15)掌握串聯(lián)校正常用的校正裝置的頻率法分析與設(shè)計。

(16)*根軌跡分析。主要包括根軌跡概念、繪制方法，以及基于根軌跡的系統(tǒng)性能分析。重點是根軌跡繪制和系統(tǒng)臨界性能分析。(這部分內(nèi)容主要是選做題)

考試題型

簡答、分析及計算等題型

推薦書目

吳懷宇主編.《自動控制原理》(第3版).華中科技大學(xué)出版社. 2017年9月.