北京航空航天大學(xué)

971機(jī)械工程專業(yè)綜合考試大綱

一、考試組成

971機(jī)械工程專業(yè)綜合試卷共分四部分：1) 理論力學(xué)(動(dòng)力學(xué));2)機(jī)械原理;3)機(jī)械設(shè)計(jì);4)自動(dòng)控制原理，各部分滿分均為50分。1)、2)部分為必答部分，3)、4)部分為選答部分，考生二選一作答。

二、理論力學(xué)(動(dòng)力學(xué))部分的考試大綱

(一)主要內(nèi)容及基本要求

1. 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)

(1)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(在直角坐標(biāo)系和自然軸系下描述、點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng))

(2)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方程(在慣性系和非慣性系中表示)、

(3)點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)

初步掌握上述內(nèi)容的概念、分析的基本方法和思路。

2. 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)

(1)動(dòng)量定理

(2)變質(zhì)量質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程

(3)對(duì)定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)的動(dòng)量矩定理

(4)動(dòng)能定理

掌握上述內(nèi)容的定理、基本方程，特別是各種問題的分析方法。

3. 剛體動(dòng)力學(xué)I、動(dòng)靜法

(1)剛體平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)

(2)達(dá)朗貝爾原理(慣性力的簡化、動(dòng)靜法、動(dòng)平衡與靜平衡)

4. 剛體動(dòng)力學(xué)II、拉格朗日方程

(1)拉格朗日方程

(2)動(dòng)力學(xué)普遍方程

(3)動(dòng)力學(xué)II(剛體的定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與一般運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué))

5. 振動(dòng)基礎(chǔ)

(1)單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)

在掌握必要的基礎(chǔ)知識(shí)外，重點(diǎn)是能夠有建立力學(xué)、數(shù)學(xué)模型及提出問題和分析解決問題的能力，掌握定性分析和定量分析的方法。

三、機(jī)械原理部分的考試大綱

(一)主要內(nèi)容及基本要求

1.機(jī)構(gòu)的組成原理

(1)機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖

(2)平面機(jī)構(gòu)的自由度

了解機(jī)構(gòu)的組成要素，掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法。熟練掌握平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算及其自由度計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，清楚運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件。

2.平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

(1)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的和方法

(2)速度瞬心法做平面機(jī)構(gòu)的速度分析

(3)解析法(封閉向量圖解法)做平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

了解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的和方法，掌握應(yīng)用速度瞬心法做平面機(jī)構(gòu)的速度分析，熟悉應(yīng)用解析法做平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。

3.連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)

(1)平面連桿機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用

(2)平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性

(3)平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

(4)平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

熟練掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性(曲柄存在條件、急回特性、死點(diǎn)位置、傳力特性等)，會(huì)運(yùn)用圖解法和解析法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。熟練掌握各種連桿機(jī)構(gòu)(剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)、急回機(jī)構(gòu)等)的設(shè)計(jì)。

4.凸輪機(jī)構(gòu)

(1)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用與類型

(2)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇

(3)圖解法設(shè)計(jì)凸輪廓線

(4)解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線

(5)凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定

了解凸輪機(jī)構(gòu)的組成和類型，了解從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性和應(yīng)用場合，會(huì)運(yùn)用反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線。了解凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸的確定要求。

5.齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

(1)齒輪機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)

(2)齒廓嚙合基本定律及漸開線齒廓

(3)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸

(4)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)

(5)漸開線齒廓的切削加工

重點(diǎn)熟練掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算和漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)(正確嚙合條件、標(biāo)準(zhǔn)中心矩、實(shí)際中心矩、連續(xù)傳動(dòng)條件等)。了解漸開線齒輪的加工原理和傳動(dòng)的特點(diǎn)。

6.輪系

(1)輪系的組成及其分類

(2)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算

能熟練計(jì)算出混合輪系的傳動(dòng)比。

四、機(jī)械設(shè)計(jì)部分的考試大綱

(一)主要內(nèi)容

1. 設(shè)計(jì)概述

(1)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則、特點(diǎn)與方法;

(2)機(jī)械零件的設(shè)計(jì)要求;

(3)強(qiáng)度設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)概述

2. 軸

(1)軸的功用及分類;

(2)軸的材料及其選擇;

(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);

(4)軸的強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算;

(5)提高軸的強(qiáng)度、剛度的措施。

3. 齒輪傳動(dòng)

(1)齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用;

(2)漸開線齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何計(jì)算;

(3)齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)及其選擇;

(4)直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒錐齒輪傳動(dòng)的載荷分析和計(jì)算;

(5)齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力與失效分析;

(6)齒輪材料及熱處理方式的選擇;

(7)齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算;

(8)齒輪傳動(dòng)的潤滑、效率;

(9)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4.蝸桿傳動(dòng)

(1)蝸桿傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用;

(2)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)，幾何計(jì)算;

(3)蝸桿和蝸輪材料的選擇;

(4)蝸桿傳動(dòng)的受力分析、失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則;

(5)蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)：齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算;

(6)蝸桿傳動(dòng)的潤滑、效率及熱平衡計(jì)算;

(7)蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.帶傳動(dòng)

(1)帶傳動(dòng)的工作原理，主要類型，特點(diǎn)及應(yīng)用;

(2)帶傳動(dòng)的受力分析;

(3)帶的彈性滑動(dòng)及帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比;

(4)帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析;

(5)帶傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則;

(6)V帶的基本額定功率，V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì);

(7)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);帶傳動(dòng)的張緊裝置

6.滑動(dòng)軸承

(1)滑動(dòng)軸承的主要類型及特點(diǎn);

(2)軸承材料及軸瓦結(jié)構(gòu);

(3)非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算;

(4)液體動(dòng)壓潤滑軸承的基本工作原理。

7. 螺紋聯(lián)接

(1)螺紋副的主要參數(shù)，常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋;

(2)螺旋副受力關(guān)系、效率和自鎖;

(3)螺紋聯(lián)接的主要類型、結(jié)構(gòu)和螺紋緊固件標(biāo)準(zhǔn);

(4)螺紋聯(lián)接的擰緊和防松;

(5)螺紋聯(lián)接的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則;

(6)單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算;

(7)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算;

(8)提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施。

8.軸類連接件

(1)鍵聯(lián)接的類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用;

(2)平鍵聯(lián)接的失效形式和強(qiáng)度計(jì)算;

(3)花鍵聯(lián)接的類型，工作特點(diǎn)及應(yīng)用;

(4)聯(lián)軸器類型和選擇

9.滾動(dòng)軸承

(1)滾動(dòng)軸承的構(gòu)造、特點(diǎn)及應(yīng)用;

(2)滾動(dòng)軸承的主要類型、精度等級(jí)及常用代號(hào);

(3)滾動(dòng)軸承的受力特征、失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則;

(4)滾動(dòng)軸承的受力及壽命計(jì)算;

(5)滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算;

(6)滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

(二)基本要求

要求掌握的基本知識(shí)：機(jī)械零件的主要類型、性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用、材料、標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)械零件的工作原理及基本理論與設(shè)計(jì)方法：了解機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則;掌握機(jī)械零件工作原理、受力分析、應(yīng)力狀態(tài)、失效形式;掌握機(jī)械零件工作能力計(jì)算準(zhǔn)則(強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算、摩擦、磨損與潤滑、壽命計(jì)算等);了解改善提高零部件工作能力的措施和方法。

要求熟練掌握的基本技能：基本設(shè)計(jì)計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技能。

五、自動(dòng)控制原理部分的考試大綱

(一)主要內(nèi)容及基本要求

1.控制系統(tǒng)的一般概念

(1)控制系統(tǒng)的任務(wù)

(2)控制系統(tǒng)基本方式

(3)控制系統(tǒng)性能要求

了解控制系統(tǒng)的一般概念，包括任務(wù)、要求和基本控制方式;了解對(duì)控制系統(tǒng)的性能要求，掌握分析控制系統(tǒng)的基本方法和思路。

2. 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

(1)列寫微分方程的一般方法

(2)傳遞函數(shù)

(3)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和典型環(huán)節(jié)

(4)結(jié)構(gòu)圖的等效變換

(5)系統(tǒng)傳遞函數(shù)

掌握控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，包括微分方程、傳遞函數(shù)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的建立方法。熟練掌握拉普拉斯變換及其基本法則。熟練掌握結(jié)構(gòu)圖的等效變換和梅遜公式;能夠建立工程系統(tǒng)，特別是機(jī)電相結(jié)合控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。掌握各種典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)表示，并了解其功能與作用。

3.時(shí)域分析法

(1)典型響應(yīng)及性能指標(biāo)

(2)一階系統(tǒng)分析

(3)二階系統(tǒng)分析

(4)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

(5)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析

掌握典型輸入和典型響應(yīng)的特性。熟練掌握一、二階系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)特性的分析方法。掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念，會(huì)熟練運(yùn)用代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。掌握誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的概念，學(xué)會(huì)分析典型輸入信號(hào)作用下控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法，熟練掌握計(jì)算系統(tǒng)在給定輸入信號(hào)作用下穩(wěn)態(tài)誤差的方法。

4.根軌跡

(1)根軌跡及根軌跡方程

(2)繪制根軌跡的基本規(guī)則

(3)閉環(huán)零、極點(diǎn)分布與系統(tǒng)階躍響應(yīng)的關(guān)系

(4)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的根軌跡分析

理解根軌跡的定義和根軌跡方程，能夠熟練運(yùn)用繪制負(fù)反饋系統(tǒng)閉環(huán)根軌跡的十條法則繪制閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡。掌握閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)和偶極子的概念。會(huì)用根軌跡法分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。掌握用根軌跡法進(jìn)行系統(tǒng)校正的方法。

5. 頻域分析法

(1)頻率特性

(2)典型環(huán)節(jié)的頻率特性

(3)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性

(4)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)和對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)

(5)開環(huán)頻率特性與系統(tǒng)階躍響應(yīng)的關(guān)系

掌握頻率特性的基本概念，包括數(shù)學(xué)本質(zhì)、物理意義和表示方法。掌握典型環(huán)節(jié)的頻率特性，熟練掌握閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線的繪制方法，包括奈奎斯特圖和伯德圖。掌握基于頻率特性曲線求系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法、用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法、閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的計(jì)算方法、以及控制系統(tǒng)的三頻段分析方法。

6. 控制系統(tǒng)的校正

(1)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問題

(2)串聯(lián)校正

(3)反饋校正

(4)復(fù)合校正

了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正的基本問題，包括受控對(duì)象、性能指標(biāo)、控制元件和控制對(duì)象;掌握系統(tǒng)校正的基本概念與方法，包括串聯(lián)校正、反饋校正和復(fù)合校正。掌握基本控制規(guī)律，包括：比例(P)控制、比例-微分(PD)控制、積分(I)控制、比例-積分(PI)控制、以及比例-積分-微分(PID)控制。掌握運(yùn)用串聯(lián)校正(超前校正、滯后校正、超前滯后校正)、反饋校正和復(fù)合校正方法對(duì)給定系統(tǒng)進(jìn)行校正的方法。