西安交通大学 “机械故障诊断学”课程教学大纲 英文名称：Mechanical Fault Diagnostics 课程编码：MACH4214 学 时：32 学分：2 适用对象：机械工程学院四年级本科生 先修课程：高等数学 线性代数 测试技术 理论力学 使用教材及参考书： 屈梁生、何正嘉主编，机械故障诊断学，上海科技出版社，1986年； 陈克兴、李川奇等，设备状态监测与故障诊断技术，科技文献出版社，1991年， 黄文虎等，设备故障诊断技术，科学出版社， 屈梁生等，机械故障诊断丛书，西安交通大学出版社，1990年 盛兆顺、尹骑岭，设备状态监测与故障诊断技术及应用，化学工业出版社， 2003年 课程性质、目的和任务 一、 教学基本要求 1. 通过学习本课程了解机械故障诊断技术的目的与内容； 2. 了解机械故障诊断的常用方法； 3. 了解动态信号（包括振动、噪声信号）的测量与数据采集方法； 4. 了解动态信号处理的基本原理与诊断信息的提取方法； 5. 结合实验，初步掌握用所学的方法解决实际问题的能力 二、 教学内容及要求 课程主要内容： 第一章 概述（2学时） 1．机械故障诊断的定义、目的和内容 2．诊断信息的来源与获取 3．机械故障诊断方法的分类 4．机械故障诊断技术的现状和发展 第二章 机械信号处理与分析基础（6学时） 1．信号及其分类 ：动态信号的分类、周期信号、准周期信号的特点。
2．信号的获取：采样与样化、采样定理 3．信号的时域分析方法：信号的幅值概率谱密度函数、有量纲幅域参数、 无量纲幅域参数；信号的相关分析，自相关分析、互相关分析 4．信号的频域分析方法 ：频域分析的基本概念、傅氏变换的基本性质、 快速傅氏变换、脉冲响应与传递函数、频域特征的提取方法 5．信号的预处理：信号的趋势项的提取或去除、信号的线性滤波 6．机械信号处理的其他方法：时域平均的基本原理与作用、倒谱分析方法 的基本原理与应用、全息谱分析方法基本原理与应用第三章 机械设备状态与故障的识别与预报（2学时） 1．时序分析方法简介：时间序列的基本概念、AR(M)模型的建模方法 2．机械设备状态与故障的识别方法：识别的概念、常用的识别方法 3．机械设备状态与故障的预报方法：预报技术分类、常用的预报方法 第四章 振动与噪声监测技术（3学时） 1．常用的振动测量方法及测量仪器：测振传感器、传感器的种类及性能指 标、传感器的安装、 2．机械设备的振动监测技术：机械振动的分类、振动监测参数、振动信号 的处理与分析方法 3．机械设备的噪声监测技术：噪声的基本概念、噪声测量方法、噪声信号 的处理与分析方法。
第五章 超声与声发射监测技术（4学时） 1．超声波探伤的原理与方法：超声波的发射与接收、超声场的特征参数、 超声波的传播、超声波探伤仪、超声波探伤方法分类及应用 2．声发射技术：声发射的产生、声发射信号的特征参数、声发射检测系统 的基本构成、声发射技术的应用 第六章 红外监测技术（2学时） 1．红外监测技术的原理：红外辐射的基本概念、红外测温技术、红外探测 器、红外成像 2．红外监测技术的应用 第七章 润滑油样分析技术（2学时） 1．润滑油样分析技术的原理：油样分析的基本原理、油样分析的步骤 2．油样光谱分析技术：分光光度计法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法3．铁谱分析技术：铁谱分析技术的基本原理、铁谱分析技术的应用 第八章 基础零部件的故障诊断技术（4学时） 1．滚动轴承故障的监测与诊断技术：滚动轴承的失效形式及原因、滚动轴 承的振动分析、滚动轴承故障的监测与诊断方法 2．齿轮故障的监测与诊断技术：齿轮的失效形式及原因、齿轮的振动分析 及频率特征、齿轮故障的诊断方法 3．电机故障的监测与诊断技术：电机故障的类型及原因、电机噪声的测量 与诊断、电机振动的测量与诊断。
第九章 旋转机械的故障诊断技术（3学时） 1．旋转机械的常见故障：旋转机械的故障及主要原因 2．旋转机械的振动特性：转子的涡动、临界转速、刚性转子与柔性转子、 同步振动与亚同步振动 3．旋转机械的故障及诊断方法：转子不平衡故障及诊断、转子弯曲故障及 诊断、转子不对中故障及诊断、油模涡动及诊断4．旋转机械监测与诊断系统简介：离线监测与诊断系统、监测与诊断 系统、 第十章 往复机械的监测与诊断技术（2学时） 1．往复机械的结构及诊断特点 2．内燃机的监测与诊断技术 3. 往复式压缩机的监测与诊断技术 三、 实践环节 1. 滚动轴承故障诊断实验：本实验测量滚动轴承（包括正常轴承与故障轴 承）的振动信号，并编制简单的数据处理软件，对实验数据进行处理、分析 （3学时） 2. 转子动平衡实验：本实验为演示实验，主要了解转子动平衡的方法 （1学时） 四、 课内学时分配 章 内 容 参考学时 1 机械故障诊断的定义、目的和内容；诊断信息的来源与 获取；机械故障诊断方法的分类；机械故障诊断技术的 现状和发展 2 2 信号及其分类 ：动态信号的分类、周期信号、准周期信 号的特点。
信号的获取：采样与样化、采样定理 信号的时域分析方法：信号的幅值概率谱密度函数、有 量纲幅域参数、无量纲幅域参数；信号的相关分析，自 相关分析、互相关分析 2 2 信号的频域分析方法 ：频域分析的基本概念、傅氏变换 的基本性质、快速傅氏变换、脉冲响应与传递函数、频 域特征的提取方法 信号的预处理：信号的趋势项的提取或去除、信号的线 性滤波 2 2 机械信号处理的其他方法：时域平均的基本原理与作用、 倒谱分析方法的基本原理与应用、全息谱分析方法基本 原理与应用 2 3 时序分析方法简介：时间序列的基本概念、AR(M)模型的 建模方法 机械设备状态与故障的识别方法：识别的概念、常用的 识别方法 机械设备状态与故障的预报方法：预报技术分类、常用 的预报方法 3 4 常用的振动测量方法及测量仪器：测振传感器、传感器 的种类及性能指标、传感器的安装、 机械设备的振动监测技术：机械振动的分类、振动监测 2参数、振动信号的处理与分析方法 4 机械设备的噪声监测技术：噪声的基本概念、噪声测量 方法、噪声信号的处理与分析方法 1 5 超声波的发射与接收、超声场的特征参数、超声波的传 播、超声波探伤仪、超声波探伤方法分类及应用。
2 5 声发射技术：声发射的产生、声发射信号的特征参数、 声发射检测系统的基本构成、声发射技术的应用 2 6 红外监测技术的原理：红外辐射的基本概念、红外测温 技术、红外探测器、红外成像红外监测技术的应用 2 7 润滑油样分析技术的原理：油样分析的基本原理、油样 分析的步骤油样光谱分析技术：分光光度计法、原子 吸收光谱法、原子发射光谱法铁谱分析技术：铁谱分 析技术的基本原理、铁谱分析技术的应用 2 8 滚动轴承故障的监测与诊断技术：滚动轴承的失效形式 及原因、滚动轴承的振动分析、滚动轴承故障的监测与 诊断方法 2 8 齿轮故障的监测与诊断技术：齿轮的失效形式及原因、 齿轮的振动分析及频率特征、齿轮故障的诊断方法 电机故障的监测与诊断技术：电机故障的类型及原因、 电机噪声的测量与诊断、电机振动的测量与诊断 2 9 旋转机械的常见故障：旋转机械的故障及主要原因 旋转机械的振动特性：转子的涡动、临界转速、刚性转 子与柔性转子、同步振动与亚同步振动旋转机械的故障 及诊断方法：转子不平衡故障及诊断、转子弯曲故障及 诊断、转子不对中故障及诊断、油模涡动及诊断。
2 9 旋转机械监测与诊断系统简介：离线监测与诊断系统、 监测与诊断系统 1 10 往复机械的结构及诊断特点；内燃机的监测与诊断技术； 往复式压缩机的监测与诊断技术 2大纲制定者：沈玉娣 大纲审定者：沈玉娣大纲批准者：大纲校对者：沈玉娣。