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自命題科目考試大綱
科目代碼：821
科目名稱：機械原理
適用專業：機械工程、機械工程（專業學位）、車輛工程（專
業學位）
一、考試要求
機械原理適用于河北工業大學機械工程學院機械工程專業、機械
工程（專業學位）專業、車輛工程（專業學位）專業研究生招生專業
課考試。主要考察機構學和機構動力學基本理論、概念和方法，以及
應用所學機械原理基本知識進行機械運動方案分析與設計的能力。
二、考試形式
試卷采用客觀題型和主觀題型相結合的形式，主要包括選擇題、
判斷題、簡答題、作圖分析設計題、計算題等。考試時間為 3 小時，
總分為 150 分。
三、考試內容
（一）平面機構結構分析
1、機構的構成：運動副的概念和運動副的類型；運動鏈；機構。
2、機構運動簡圖：常用機構運動簡圖符號；平面機構運動簡圖
的識別與繪制。
3、機構具有確定運動的條件：機構自由度的概念；機構具有確
定運動的條件；平面機構的自由度計算方法。
4、機構組成原理：基本桿組的概念；機構組成原理；機構結構
分類。
（二）平面機構運動分析
1、速度瞬心法：瞬心的定義；平面機構瞬心位置的確定；瞬心
在平面機構速度分析中的應用。
2、矢量方程圖解法 II 級機構運動分析：矢量方程圖解法的基本
原理；應用矢量方程圖解法對平面 II 級機構進行運動分析。
（三）平面機構力分析、效率與自鎖
1、考慮摩擦時機構受力分析：常見運動副中總反力作圖分析；
考慮摩擦時平面機構的受力分析與平衡力計算。
2、機械的效率：機械效率的定義；理想機械的概念；基于理想
機械的機械效率計算。
3、自鎖：自鎖的定義；常見運動副自鎖的條件；機構自鎖的一
般條件（效率條件）及計算方法。
（四）平面連桿機構及其設計
1、平面連桿機構的類型：鉸鏈四桿機構的基本形式；平面四桿
機構的演化形式。
2、平面四桿機構的基本知識：鉸鏈四桿機構有曲柄的條件；平
面四桿機構的急回運動及行程速度變化系數求解；壓力角、傳動角、
死點位置的概念與求取；鉸鏈四桿機構的運動連續性的概念與分析。
3、平面四桿機構的設計：按連桿給定位置、按連架桿給定對應
位置設計鉸鏈四桿機構；機構倒置法原理；按行程速比系數設計平面
四桿機構。
4、平面多桿機構：常用平面多桿機構的特性、組成機構設計與
運動分析。
（五）凸輪機構及其設計
1、凸輪機構的應用與分類：凸輪機構特點及應用場合；凸輪機
構分類
2、推桿的常用運動規律：等速運動、等加速等減速運動、五次
多項式、余弦加速度運動（簡諧運動）、正弦加速度運動（擺線運動）
規律的特點；剛性沖擊與柔性沖擊的概念及成因，組合運動規律設計。
3、用圖解法設計凸輪的輪廓曲線：反轉法原理；對心（或偏置）
直動尖頂（或滾子、平底）推桿盤形凸輪輪廓設計、尖頂（滾子或平
底）擺動推桿盤形凸輪輪廓設計。
4、凸輪基本參數確定：凸輪機構的壓力角求取，基圓半徑和滾
子半徑的確定原則；反轉法凸輪基本參數標注。
（六）齒輪機構及其設計
1、齒輪機構的應用和分類：齒輪機構的分類，齒輪機構的應用
場合。
2、漸開線齒輪嚙合傳動的特性：共軛齒廓的概念、齒廓嚙合基
本定律；漸開線的形成、特性及其參數方程；漸開線齒廓的嚙合傳動
的特點。
3、漸開線標準直齒圓柱齒輪基本參數：漸開線標準直齒圓柱齒
輪的齒頂圓、齒根圓、分度圓、基圓、齒距、齒厚、齒槽寬、模數、
法向齒距（法節）、基圓齒距（基節）等參數和幾何尺寸計算；一對
漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件；標準中心距；實際嚙合線段與
理論嚙合線段；重合度及齒輪連續傳動的條件。
4、變位齒輪：漸開線齒廓的展成原理；漸開線齒廓加工根切的
原因；用標準齒條型刀具切制標準齒輪而不發生根切的最少齒數；變
位齒輪傳動：最小變位系數，變位齒輪的幾何尺寸，無側隙嚙合方程；
變位齒輪的傳動類型。
5、其他齒輪傳動：斜齒圓柱齒輪齒廓曲線的形成，嚙合特點，
法平面與端平面參數間關系，標準斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸，重合度，
當量齒輪與當量齒數；圓錐齒輪傳動特點，齒面的形成，當量齒輪與
當量齒數，標準直齒圓錐齒輪的標準參數；蝸輪蝸桿傳動的嚙合特點，
基本參數。
（七）輪系
1、輪系的分類:定軸輪系；周轉輪系及其構成與分類；復合輪系
及其劃分。
2、輪系的傳動比：定軸輪系傳動比的計算；周轉輪系傳動比計
算；復合輪系傳動比的計算； 各類輪系傳動方向的判斷。
3、輪系的功用。
（八）其它常用機構
1、常用間歇運動機構的特點與應用：棘輪機構；槽輪機構；不
完全齒輪機構；凸輪間歇運動機構。
2、其他機構：萬向聯軸節的特點與應用；螺旋機構傳動原理。
3、組合機構:常見機構組合形式，組合機構的設計與分析。
（九）機械運轉及其速度波動的調節
1、機械系統等效動力學模型：機器運動方程式；等效力和等效
力矩、等效質量和等效轉動慣量的等效原則及計算。
2、周期性速度波動的調節：飛輪調速原理和飛輪轉動慣量的近
似計算方法。
（十）機械的平衡
剛性轉子平衡：剛性轉子靜平衡和動平衡的原理和計算。
（十一）機械系統傳動方案的擬定
機械系統方案設計的過程；執行構件運動設計與工作循環圖設計
與分析；機構選型的基本知識；機械傳動裝置設計與分析。
四、參考書目
《機械原理》第八版，孫桓、陳作模、葛文杰，高等教育出版社。
其他注意事項：考生需要攜帶圓規、量角器、三角板、直尺等繪
圖工具和無編程無存儲無記憶功能的計算器。
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