图书前言

作者建议读者在开始做题之前花上十几分钟仔细阅读下面的内容,这能

避免读者产生某些困惑,对读者正确、高效地完成后面的复习十分有益。

0.1关于本书

0.1.1本书的目的

“机械设计基础”的基本内容为“机械原理”和“机械设计”两门课程内容的合并。虽然涵盖两门课程的内容,一般由于学时上的限制,内容上有所简化。本书在考虑到这一特点和面对需求更高的读者的前提下,将“机械设计基础”与两门课程有交集部分做了一些加深处理,使其可供更多的读者选用。

本书是为修完“机械设计基础”课程准备课程考试或参加研究生入学考试的学生编写的,同时也可以作为担任“机械设计基础”课程教师组卷时的参考资料。

必须说明,本书不能作为“机械设计基础”教学的资料,不能代替“机械设计基础”教学。任何想要只通过做大量的习题达到学习课程知识的做法只能是事倍功半。因此,读者必须选择一本合适的教材作为学习知识的资料。做习题和考试主要是检验你对这些知识的掌握程度。

但是,通过完成大量的习题可以了解不同习题的类型,熟练解题方法、技巧,并清楚学习的重点,因此可以为考试成绩的提高带来一定甚至明显的帮助。

0.1.2题目的内容

本书的题目多是围绕“机械设计基础”课程考试和研究生入学考试等的主要类型。本书超过2800多道题目,分别对每道题目做了单独编号,因此不会造成因章节不同带来相同编号的问题。但是为了有针对性,本书共分了18章,排序基本按作者在清华大学出版社出版的《机械设计基础——理论、方法与标准》一书的排序一致,它们分别是: 第1章 绪论、第2章 平面机构的自由度和速度分析、第3章 连杆机构、第4章 凸轮与其他常见运动机构、第5章 轮系、第6章 回转件调速与平衡、第7章 齿轮与蜗轮传动、第8章 带传动、第9章 链传动、第10章 轴、第11章 滑动轴承、第12章 滚动轴承、第13章 螺纹连接与螺旋传动、第14章 键与其他连接、第15章 弹簧、第16章 联轴器、离合器与制动器、第17章 结构设计和第18章 变速器的习题。

0.1.3题目的类型

一般“机械设计基础”考试的主要类型包括5大类: ①选择与回答题,如概念题、判断题、填空题、问答题、标准件等; ②分析题,如运动副与约束、齿轮与蜗杆蜗轮的受力分析题等; ③计算题,如自由度、连杆机构、轮系、齿轮、螺栓、滚动轴承等; ④结构题,如单一零件和轴系的结构改错等; 以及⑤作图题,如连杆机构、凸轮等。本书给出了这几类题目、参考答案和部分题目的求解过程。特别是,本书根据作者多年的实践,提供了各类标准化考试的题目。标准化考试均为客观题,并可以利用计算机批改,为机械类课程的考试方式改革开辟了一种新的途径。

每章题目首先是按照标准化和非标准化进行分类的,其中这两类题目又分成以下两部分: 

(1) 标准化习题: 判断题、选择题、标准件、计算题和结构题; 

(2) 非标准化习题: 问答题、填空题、标准件、改错题、计算题、结构题和作图题。

虽然以上在标准化和非标准化题目类型中的名称有些是一样的,但是它们的形式完全不同。标准化试题全部是选择题,考试者只要选择给出的其中一个或多个答案即可; 而非标准化题目则必须由考试者按指定方式自己填写答案。

0.2答题方式与标准化题目

0.2.1本书题目的解答方式

对各类型的题目的答题方式如下。

(1) 判断题: 根据所给的一段话判断表达是否正确,如果正确,在后面的括号中填入T,如果错误,填入F; 

(2) 选择题: 在下面所给的数个答案当中选出一个或多个正确的答案; 

(3) 标准件: 根据国家(部门)标准标注该标准件,或解释给出的标准所代表的意思; 

(4) 问答题: 用一段或数段文字简要回答所提问题; 

(5) 填空题: 填入一段文字中留出空白位置的一个或多个文字、用词等; 

(6) 改错题: 对一段文字中某些关键词表述错误之处,予以更正以使得该表述正确; 

(7) 计算题: 设计给定工况下的零件参数和(或)结构等; 

(8) 分析题: 绘出力、转向、旋向,或分析设计结果的合理性等; 

(9) 结构题: 绘制正确的设计结构,或指出结构设计中存在的错误; 

(10) 作图题: 根据给定条件,正确绘制设计结构; 

(11) 推导题: 推导相应的公式。

另外,还需要说明的是: 由于题目的类型各异,相似的问题可以用不同的方式给出,如判断、选择、改错和问答等。所以一些学习重点会多次以不同类型题目出现,加以强调。

0.2.2关于标准化题目

目前在大部分高校中,“机械设计基础”课程和研究生入学的“机械设计基础”考试采用的是既有标准化题目(如判断题和选择题),也有非标准化的问答题、填空题、计算题、结构题等混合类型的试题出卷形式。

混合形式的试题一般需要人工改判,而完全标准化的试题可以采用计算机改判,这将大大提高试卷改判的效率和结果的客观性,且有利于成绩分布的统计等等考试的辅助内容。

目前部分学科(如英语、计算机)等一些课程的考试已经采用、实施了标准化考试的方式。标准化考试具有客观、高效等优点,利用计算机技术可以快速批改众多的学生试卷,并几乎不加入任何人为因素。所以标准化考试越来越受到欢迎和重视。

这里指出学生在做“机械设计基础”标准化题目时的一些注意事项。首先,以往的传统试卷中也有部分标准化题目,如大家熟悉的判断题、选择题,这一般不会给大家带来什么困惑。在本书给出的“机械设计基础”标准化试题中,容易造成困惑的主要来自计算题。

(1) 首先,一道计算题的回答问题一般都是多项,所以应当看清楚该题的条件和后面的问题。

(2) 一般而言,一道好的标准化计算题的多项问题不是按照解题顺序给出的,这主要是在考学生的解题步骤。因此有可能第一问的答案是解题的最后结果,最后一问是中间的某一步结果等。为了不被问题的次序打乱解题的步骤,建议你首先看清题目; 然后按照正常解题方法进行求解; 最后选择各个问题的合适答案。

(3) 另外,标准化计算题的答案数值一般不是完全正确的答案。所以当选择答案时,请选择最相近的答案。

(4) 最后,不能用问题中给出的答案进行下一步的求解,因为该答案有可能是有意做了偏差处理的。

0.2.3关于参考答案

本书对所有的习题与试题都给出了参考答案。一般而言,标准化题目的参考答案是确定的,但是非标准化题目的答案并不一定是唯一的。这主要是因为以下原因: 

(1) 像问答题中的语言、文字、数字等表达方式的同义词较多,描述的前后顺序可能不一致等,这些并不影响答案的正确性,这也就是非标准答案的批改可能带有一定的主观因素的原因。

(2) 在“机械设计基础”课程中有些标准的用语必须正确,比如运动副、虚约束、自由度、弹性滑动、打滑、多边形效应等。所以无论是否意思相同,如果用词不标准,通常也将被扣掉一些分数。在非标准题目的填空或改错题中就可能遇上这类情况,所以学生必须使用这些标准用语。

(3) 本书中的部分非标准的计算题属于习题类,一些数据(如齿轮齿数、模数、带轮直径、键的宽和高等)的选取存在一定范围,而非确定值。另外,还有一些题目需要结合教材或手册一起完成,其中有些参数必须从教材或手册中提供的线图、表格中查取(如强度、工况系数、循环次数、疲劳极限等),本书参考答案只是给出了书本所选的参数下的结果。所以请读者注意: 如果数据选择得不同,将导致结果存在差异。

(4) 对多选答案(特别是标准化试题中的计算题),一般通过逗号将多个答案结果分开。如果答案中有逗号的,则通过分号将不同答案分开。对答案内容较多的问答题,则通过分段叙述方法。

作者对此书作出贡献的各位同事、同行表示诚挚的谢意。此外,研究生胡波对本书的部分章节进行了校对,在此深表感谢。鉴于作者水平有限,时间仓促,书中难免存在错误或者不完善的地方。此外,本书的形式也可能不符合一些读者的习惯或要求,欢迎广大读者对本书提出宝贵意见和建议。祝各位读者学习、工作顺利!

作者

2016年8月于广州