自考02209机械制造装备设计考试大纲（2025年版）

📍 湖南 📚 课程代码：02209 📅 版本：2025年版

湖南省高等教育自学考试课程考试大纲机械制造装备设计（课程代码：02209）湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：机械制造装备设计课程代码：02209

第一部分

课程性质与目标

一、课程性质与特点

机械制造装备设计是高等教育自学考试机械设计制造及其自动化专业的必考课程。该课程具有较强综合性实践性，理论与实践并重，属于应用性基础理论课程，涉及机械、电子、计算机等多学科知识，涉及面广、知识点多，需要通过实践加深对理论知识的掌握。本课程既考核机械制造装备部件及整机运动传动的基础理论知识和分析设计方法，也考核考生综合分析解决机械制造装备领域复杂工程问题的能力。

二、课程目标与基本

要求通过本课程的学习，要求考生了解机械制造装备的技术现状和发展趋势，获得机械装备设计的基本理论、基本知识和方法，包括机械制造装备的构成、基本要求，传统设计的基础理论和设计方法，先进的设计原理和现代设计方法，初步具备设计一般机械制造装备总体设计和部件设计的能力，为将来从事机械装备的设计和制造奠定基础。

三、与本专业其他课程的关系

本课程应在学完现代设计方法、液压与气动技术、计算机辅助工程软件等课程之后讲授，在讲授设计理论的同时，应尽可能多地与生产实践相结合，通过相关实践教学环节，使考生对机械制造装备设计方面的知识有一定的感性认识。

第二部分考核内容与考核目标

第一章金属切削机床的总体设计

通过本章的学习，掌握机床的总体设计方法和基本过程中关键技术，能根据设计要求和工艺方案，确定机床总布局和所设计机床的主要技术参数。本章的难点内容为：提高机床动刚度的措施。

（一）机床的基本要求（次重点）识记：1.机床的定义及性能指标

2.人机关系

（二）机床的设计步骤（次重点）

理解：1. 总体设计

2. 技术设计

3. 零件设计及资料编写

4. 样机试制和试验鉴定（三）机床的总体布局（重点）识记：1. 传动形式和支承型式

2. 操作部位的安排理解：机床运动的分配原则应用：1. 提高抗振性能

2. 减小热变形

3. 降低噪声

（四）机床主要技术参数的确定（重点）识记：1. 尺寸参数

2. 运动参数

3. 动力参数

理解：1. 变速范围

2. 相对转速损失率

3. 主轴转速的等比排列

4. 标准公比的原则、选用应用：1.主电动机功率的确定

2. 进给运动电动机功率的确定

3. 快速移动电动机功率的确定

第二章机床的传动设计

通过本章的学习，掌握机床的传动系统设计方法和关键技术。本章的难点内容为：主传动系设计。

（一）分级变速主传动系统设计（重点）识记：1. 机床的传动系统的基本要求

2. 转速图概念及原理理解：1. 结构式和结构网

2. 转速重合及空转速

3. 主传动链转速图的拟定原则应用：1.转速图的绘制

2. 齿轮齿数的确定（二）扩大变速范围的传动系统设计（次重点）

理解：增加变速组的传动系统应用：1. 单回曲机构

2. 对称双公比传动系统

3. 双速电动机传动系统（三）计算转速（重点）

理解：机床功率转矩特性应用：变速系统中传动件的转速计算（四）无级变速系统的设计（一般）

理解：1. 无级变速系统的内涵

2. 无级变速系统的设计（五）进给传动系统的设计（次重点）识记：1. 进给传动的载荷特点

2. 进给传动的分类及组成理解：1. 进给传动的基本要求

2. 分级进给传动设计的原则

3. 无级变速进给系统

4. 直线伺服电动机进给传动系统（六）结构设计（重点）

理解：1. 变速箱结构和传动轴组件的布置

2. 齿轮的轴向布置的原则

3. 误差传递规律

应用：1. 提高传动精度的措施

2. 变速箱结构及传动轴组件的布置

3. 一个变速组中齿轮的轴向布置

4. 相邻两个变速组中齿轮的轴向排列

第三章机床主要部件设计

通过本章学习，掌握金属切削机床几种典型部件的分析和设计方法。本章的难点内容为：主轴组件设计。

（一）主轴组件设计（重点）

理解：1.主轴组件的基本要求

2.主轴滚动轴承

3.主轴的材料与技术要求应用：1.主轴组件的传动方式、布置、定位

2.提高主轴组件性能的措施

3.主轴主要尺寸参数的确定（二）支承件的设计（次重点）识记：1.支承件的基本要求

2.支承件的材料

理解：1.支承件的结构设计

2. 支承件的受力分析应用：1. 提高支承件静刚度的措施

2. 提高支承件动刚度的措施（三）导轨设计（重点）识记：导轨的功能和基本要求理解：1.滑动导轨的截面形状选择

2.导轨间隙的调整

3.静压导轨和直线滚动导轨应用：1. 提高滑动导轨耐磨性的措施

2. 爬行现象机理和消除爬行的措施（四）滚珠丝杠螺母副机构（重点）识记：滚珠丝杠螺母副的工作原理及特点理解：1. 滚珠丝杠螺母副的结构

2. 滚珠丝杠副轴向间隙的调整方法应用：滚珠丝杠的设计计算及稳定性

第四章组合机床设计

通过本章的学习，了解组合机床功用和组成，机床的总体设计。本章的难点内容为：绘制加工示意图的有关计算。

（一）组合机床的概述（次重点）识记：1. 组合机床的定义、组成、工艺特点

2. 组合机床的类型、配置、应用场景

3. 组合机床的通用部件的分类、型号规格理解：典型通用部件（二）组合机床总体设计（重点）识记：1. 组合机床总体设计内容和方法

2. 工艺方案制定订应考虑因素和原则应用：1. 被加工零件工序图

2. 加工示意图

3. 机床联系尺寸图

4. 编制生产率计算卡（三）通用多轴箱设计（一般）识记：1.多轴箱的功用及分类

2.通用多轴箱的组成

3. 多轴箱的通用零件编号方法

第五章专用刀具设计

通过本章的学习，掌握成形车刀、拉刀、孔加工复合刀具设计要点和方法。

本章的难点内容为：成形车刀的截形设计。

（一）成形车刀设计（重点）识记：成形车刀类型与特点理解：成形车刀前后角与装夹应用：1. 成形车刀的截形设计

2. 成形车刀设计的要点（设计内容、方法、步骤）

3. 成形车刀的设计实例（二）拉刀设计（次重点）识记：1. 拉削加工特点、拉削方式

2. 拉刀分类、用途、结构理解：圆孔拉刀的设计应用：组合式圆孔拉刀的设计实例（三）孔加工复合刀具（一般）识记：孔加工复合刀具的定义、特点及分类理解：孔加工复合刀具设计要点

第六章机床夹具设计

通过本章的学习，了解机床夹具功能和组成，理解工件定位和夹紧原理，掌握机床夹具的设计方法。本章的难点内容为：机床夹具的精度分析。

（一）机床夹具概述（一般）识记：1.夹具的定义

2.机床夹具的基本组成

3.机床夹具类型

（二）工件的定位和夹具的定位设计（重点）识记：1.工件的定位（定位原理、完全定位与不完全定位、欠、过定位）

2.常用定位元件及其限制的自由度数理解：1.定位基准及定位元件的合理选择

2. 定位设计及常见工件的组合基准应用：定位误差的分析和计算（三）工件的夹紧及夹具的夹紧设计（重点）识记：夹紧的目的及夹紧要求理解：1. 夹紧点的选择及夹紧机构的设计要求

2. 夹紧力的确定

应用：夹紧机构中常用施力机构的设计计算（四）机床夹具的其他装置（次重点）

理解：1. 导向装置

2. 对刀装置

3. 对定装置

4. 分度装置的原理

5. 动力装置的原理（五）机床专用夹具的设计方法（重点）识记：1. 钻床夹具的特点和主要类型

2. 车、铣、镗床夹具的主要类型和工作特点

3. 机床专用夹具的设计步骤理解：1. 钻套和钻模板设计及钻床夹具结构的选择

2. 车、铣、镗床夹具设计要点与主要问题应用：1. 钻孔精度分析

2. 机床夹具的精度分析

第三部分

有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

指定教材：《机械制造装备设计》，李庆余、孟广耀，机械工业出版社，2025 年第 5 版

三、

自学方法指导

1．在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2．阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3．在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4．完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1．应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2．应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3．辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4．辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5．辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6．注意对考生能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7．要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8．助学学时：本课程共 5 学分，建议总课时 90 学时，其中助学课时分配如下：

章次章节名称学时

第一章

金属切削机床的总体设计

第二章

机床的传动设计

第三章

机床主要部件设计

第四章

组合机床设计

第五章

专用刀具设计

第六章

机床夹具设计合计

五、关于命题考试的若干规定

1．本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2．试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为 30 %、“理解”为 40%、“应用”为 30 %。

3．试题难易程度应合理：容易、中等、难比例为 3：4：3。

4．每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 60%，次重点占 30%，一般占 10%。

5．试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、计算分析题、论述题。

6．考试采用闭卷笔试，考试时间 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。

六、题型示例（样题）

一、单项选择题

（本大题共 15 小题，每小题 1 分，共 15 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将 “答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1．工件装夹过程中，定位和夹紧的先后次序为A.先定位后夹紧 B.先夹紧后定位 C.不分先后 D.同时进行

二、多项选择题

（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂、少涂或未涂均无分。

16.机床设计步骤包括A．总体设计 B．技术设计 C．零件设计 D．工艺设计 E．样机试制和试验鉴定

三、名词解释题

（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）

21．机床

四、简答题

（本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分）

26．简述工件定位的六点定位原理。

五、计算分析题

（本大题共 1 小题，每小题 15 分，共 15 分）

31．某机床的主轴转速为 n=100～1120 r/min，转速级数 Z=8，电动机转速nm=1440 r/min，试求：（1）变速范围 R；（2）转速公比；（3）拟定结构式；（4）画出转速图。

六、论述题