机械故障诊断技术---------(第二版张建)课后答案
机械故障诊断
一、填空题1.现代机械故障诊断技术正在成为（信息）、（监控）、（通信）、（计算机）和人工智能等集成技术，并逐渐发展成为一个多学科交叉的新学科。
2.利用滚动轴承的振动信号分析故障诊断的方法可分为（简易诊断法）和（精密诊断法）两种。
3.转子系统的常见故障是以低频振动表现出来，主要是（不平衡）、（不对中）、（轴弯曲）。
4.红外探测器是利用红外测敏感元件把入射的红外能转换成其他能量的转换器，一般分为（热敏型）和（光电型）两大类。
5.正常人的耳朵能听到的声音频率范围是（20-20000Hz）；超声波的频率范围是（大于20000Hz）。
6.机械设备润滑系统中的谱分析主要是指油液的（铁谱分析）和（光谱分析）。
二、判断题1.齿轮失效可分为轮体失效和轮齿失效，由于轮体失效很少出现，因此齿轮失效通常是指轮齿失效。
（ ）2.斜齿圆柱齿轮产生啮合振动的原因与直齿圆柱齿轮基本相同，但由于同时啮合的齿数较多，所产生的啮合振动的幅值相对较低。
（ ）3.振动和噪声信号是齿轮故障特征信息，可以通过各种信号传感器、放大器和测量仪器，方便的测出齿轮箱振动和噪声信号，通过各种分析处理，提取故障特征信息，从而诊断出齿轮故障，其中，最有效的方法是时域分析法。
（ ）4.滑动轴承的油膜振荡是一种危险振动，使转子更加偏离轴承中心，增加了转子的不稳定因素，可以导致轴承疲劳失效，不过后果不严重。
（ ）5.转子系统机械故障的60%是由不对中引起的，出现不对中的明显故障特征是轴心轨迹呈香蕉形或8字形。
（ ）6.一台鼓风机，拖动电机功率30KW，电机转速1480r/min，经过减速后鼓风机转速900r/min，经计算鼓风机主轴转频为25Hz。
（ ）7.上题鼓风机主轴轴承型号210，滚珠直径d=12.7mm，轴承节径D=70mm，滚柱个数z=10，压力角α=0°估算出内圈特征频率为90Hz，外圈特征频率为60Hz。
（ ）8.某大型柴油机使用球墨铸铁活塞，使用中检测活塞是否有裂纹等缺陷，可以只揭盖不拆卸情况下使用超声波探查。
机械故障诊断与维修复习
第一章1、故障定义：失效是产品丧失规定的功能。
对可修复产品通常也称故障。
或者故障实质是一种不合格状态，是对其原始状态的任何一种可识别的偏离，而这种偏离对特定的使用者来说是不合格的。
2、可靠性：机械产品的可靠性是指某产品在规定的条件下，在规定的时间内，无故障地完成其规定功能的能力。
3、机械可靠性强度指标有：可靠度R(t )、故障概率F(t )、故障概率密度函数f (t )、故障率λ(t )。
4、机械可靠性寿命指标有：平均寿命T0、寿命方差D (t)、可靠寿命T γ、中位寿命T 0.5、特征寿命T e -1。
5、可靠度：可靠度就是产品在规定条件下, 在规定时间内, 无故障地完成其规定功能的概率,用R(t)表示。
6、可靠度R(t )、故障概率F(t )、故障概率密度函数f (t )三者之间的关系：7、维修性：维修性就是表示可修复产品在维修时难易程度的特性。
8、维修度：维修度是指可修复产品在规定条件下，在规定时间内完成维修的概率，以M(t)表示。
9、有效度又称可用度, 是指设备在任一时刻能维持其功能的概率。
它表示不论什么时候, 想要使用设备时, 设备处于可以使用状态的程度。
有效度的大小决定于可靠度和维修度。
可靠性是从延长其正常工作时间来提高有效度, 而维修性则从缩短维修停机时间来提高有效度。
对于不可修产品,有效度 A(t)等于其可靠度 R(t)。
10、有效度A(450)=0.90, 表示的是100台设备在规定的时间450h 时, 有90台设备处于正常运转状态(即完好), 不 管设备是否出过故障, 什么时间出过故障, 是否经过维修。
可靠度R(450)=0.90, 则表示要求100台设备, 有90台能无故障的工作450h 。
11、磨损：机械设备在工作过程中，相对运动零件的表面上发生尺寸、形状和表面质量变化的现象称为磨损。
12、按摩擦副间的润滑状态可将摩擦分为五类：即干摩擦、半干摩擦、边界摩擦、半液体摩擦和液体摩擦。
27614机械设备维修技术（第2版）习题答案
人民邮电出版社机械设备维修技术（第2版）习题参考答案项目1 参考答案一、名词解释1. 小修理是指工作量最小的局部修理，包括在工作现场更换和修复少量的磨损零件，调整设备的机构、排除故障，以保证设备能够使用到下一次修理。
2. 大修理是指工作量最大的一种修理。
它需要将设备全部拆卸，更换或修复全部磨损零件，恢复设备原有精度、性能和效率。
3. 机器零件失去正常的工作能力称为失效。
4. 机械设备在工作过程中，有相对运动零件的表面上发生尺寸、形状和表面质量变化的现象称为磨损。
5. 当水平仪基面处于水平状态时，气泡应在居中位置，此时气泡的实际位置对居中位置的偏移量称为“零位误差”。
二、填空题1.物质技术; 重要；产量；质量; 成本2.小修理; 项目修理；大修理3.进行修复4.直线度; 平面度5.基准6.刮研; 测量7.桥形平尺; 平行平尺；角形平尺8.垂直度9.带标准锥度柄的; 圆柱体的; 专用的10. 200-250毫米；500毫米11. 温度; 测力；振动; 较高12.在水平平面和垂直平面内的直线度13.自准直14. 垂直度误差15. 1格; 角度16. 作图; 计算17. 绝对读数法；相对读数法18. 正；负;三、判断题1、×2、×3、√4、×5、×6、√7、×8、×9、√ 10、√ 11、√ 12、√ 13、× 14、√ 15、√ 四、选择题1. a2. a3. b4. c5.a6. c7. a8. c9. c 10. a ，b 五、问答题1.答：机械设备大修工艺流程如图所示。
2.答：在设备大修前应做好现场调查研究，熟悉有关的技术资料，准备好必要的修理工具和计量器具，编制技术准备书。
3. 答：下面为金属切削机床类设备的典型预检内容。
① 按出厂精度标准对设备逐项检验，并记录实测值。
② 检查设备外观 有无掉漆，指示标牌是否齐全清晰，操纵手柄是否损伤等。
工程机械发动机构造与维修(第2版)习题及答案
第一章发动机总体构造1、发动机的基本术语有哪些？各有什么含义？(I)工作循环活塞在气缸内往比运动时，完成了进气、乐缩、作功和排气4个工作过程，周而兔始地进行这些过程，内燃机才能持续地运转对外输出功率，每完成一次上述4个过程称为一个工作循环。
(2)上止点(TDC)上止点是指活寒离曲轴回转中心最远处，通常指活寒的最高位置。
(3)卜止点(BDe)下止点是指活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞的最低位置.(4)活塞行程(三)活塞行程是指上、下两止点间的距离，单位：亳米(mm)。
活塞由•个止点移到另一个止点，运动一次的过程称为行程。
(5)曲柄半径(R)曲柄半径是指与连杆大端相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离(11rι),显然，曲轴每转一周，活塞移动两个行程，呻S=2R.(6)气缸工作容积(V h)气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积.其计算公式为V h=11I)2S∕4×IO6式中：K一—气缸工作容积,升(1.)：D——气缸直径，花米(物)：S——活塞面枳，平方亳米(mm?)。
(7)发动机工作容积(V t)发动机工作容积是指发动机所有气缸工作容枳的总和，也称发动机的扣量。
若发动机的气缸数为i,则V1=V11-i。
(8)燃烧室容积(VJ热烧室容积是指活寒在上止点时，活寤顶上面空间的容积，单位：升(1.),(9)气缸总容积(VJ气缸总容积是指活塞在下止点时，活塞顶上面空间的容积(1.).它等丁•气缸工作容积与燃烧窕容积之和，即V.=V h+工（10）压缩比（ε）压缩比是指气缸总容积与燃烧室容枳的比值，即e=V u∕V c=V h+V./V c=1.+V h/V t（11）工况内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机对外输出有效功率和转速来表示。
（12）负荷率内燃机在某一转速卜.发出的有效功率与相同转速卜所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，简称负荷。
2、发动机总体结构包括哪几部分？各起什么作用？（1）曲柄连杆机构。
机械检测与故障诊断复习.doc
机械故障检测诊断思考题及参考答案一.填空判断1.按照信号分类方法，右图信号属于（）信号.2.任意两个周期信号的合成信号为周期信号。
（）A.对B.错3.电阻式传感器一般采用直流电桥进行放大。
（）A.对B.错4.从理论上说50IIz和60IIz方波信号的互相关函数为（）0A.零B.常数C.周期信号.D.非周期信号5.为避免采样时的频率混迭误差，对20】Iz正弦波信号一般应采用（）IIz频率采样。
A. 40B. 1006.当t二0时，自相关函数Rx（0）的值等于（）oA.零B.无穷大C.最大值.D.均值7.涡流传感器可以探测水泥制品表面的缺陷。
（）A.对B.错&任意两个周期信号的合成信号为周期信号。
（）A.对B.错9.当t二0时，自相关函数Rx（0）的值等于（）oA.零B.无穷大C.最大值D.均值10.信号的幅值域分析中概率密度函数提供了信号（）分布的信息。
A.沿频率B.沿幅值C.沿时间11・用于探伤的超声波频率主要为（）oA. 20IIz〜20kIIzB. 1 〜5MIIz12.超声探伤中尺寸检出极限为超声波（）oA.波长B.波长的一半13.分析式铁谱仪只能检测油样的磨粒大小和相对数量，直读式铁谱仪则可以确定磨粒的类型和成分。
（）A.正确B.错误14.超声波分纵波（疏密波）和横波，横波可以在气体和液体中传播，但是纵波只能在固体中传播。
（）A.正确B.错误15.非周期信号包括准周期信号和（）A.瞬态信号B.噪声信号16.工程测量中仪器表头的示值是信号的（）。
A.最大值B.平均值C：有效值17.信号的（）反映了信号绕均值波动的程度。
A.方差B.均方值二、概念术语1.故障：2.故障诊断：3.现代的诊断技术：4.信噪比5.采样定理6.齿轮的固有频率7.准周期信号8.噪声：9.无损检测10.鬼线11.频响范围三、分析题1 •下面是大型空气压缩机传动装置简图和在减速箱上测得的振动信号波形和频谱，请从频谱上读岀信号的特征参数，并判断那一根传动轴是主要的振动源，说明判断依据？宀21 八6小0 Hz 125提示：f=n/602.采用什么信号处理方法可将下图中的周期信号中的白噪声信号消除。
机械制造技术基础第2版第一章课后习题答案
机械制造技术基础第2版;第一章课后习题答案第一章课后习题答案1. 什么是机械制造技术？机械制造技术是指应用一定的工艺方法和技术手段，通过对原材料进行加工和变形，制造出满足特定要求的机械零件、机械装配件和机械产品的一门技术。
2. 机械制造技术的基本任务是什么？机械制造技术的基本任务是根据产品的设计要求，选择合适的材料，通过加工、装配、调试等工艺方法，制造出合格的机械零部件和机械产品。
3. 机械制造技术的发展趋势有哪些？机械制造技术的发展趋势主要包括以下几个方面：- 数字化：采用计算机辅助设计、计算机数控加工等数字化技术，提高制造过程的自动化程度和生产效率。
- 精密化：提高加工精度和表面质量，满足高精度产品的需求。
- 智能化：引入人工智能、机器视觉等技术，实现机械设备的自主感知、自主决策和自主控制。
- 绿色化：采用环保材料和工艺方法，减少对环境的污染和资源的消耗。
- 系统化：实现机械制造全过程的集成化管理，提高生产效率和产品质量。
4. 什么是机械零件？机械零件是指机械装配中的独立零部件，是构成机械装配的基本元素。
机械零件可以分为标准件、普通件和特殊件。
5. 机械零件的分类有哪些？机械零件可以按照用途、结构和加工工艺等方面进行分类。
按照用途可以分为传动零件、支撑零件、密封零件、连接零件等。
按照结构可以分为轴类零件、盘类零件、套类零件、筒类零件等。
按照加工工艺可以分为常规加工零件、特殊加工零件、模具加工零件等。
6. 什么是机械装配件？机械装配件是指由一个或多个机械零件组成，通过装配与其他部件连接在一起，共同构成机械设备的一种零部件。
7. 机械装配件的分类有哪些？机械装配件可以按照装配方式、功能和结构特点进行分类。
按照装配方式可以分为插装件、螺纹连接件、焊接件等。
按照功能可以分为传动件、转动件、固定件等。
按照结构特点可以分为标准件、非标准件、专用件等。
8. 什么是机械产品？机械产品是指由一个或多个机械装配件组成，通过装配和调试后，能够满足特定功能要求的一种产品。
机械设备故障诊断与维修技术(第二版) 第五章
第一节 概述
精密诊断技术: 精密诊断技术是在简易诊断技术的基础上对有疑问的异常现象，使用 各种监测仪器对其进行定量分析，从而找出故障原因。通常有压力、流 量、速度、位移和位置传感器，油温、油位、振动监测仪和压力增减仪 等。
第一节 概述
查定故障部位的方法
第二节 设备液压部分的修理与调试
一、设备液压部分大修理内容 １）液压缸应清洗、检查、更换密封件。如果液压缸已无法修复，应 成套更换。对还能修复的活塞杆、活塞、柱塞和缸筒等零件，其工作表 面不准有裂缝和划伤。修理后技术性能要满足使用要求。 ２）所有液压阀均应清洗，更换密封件、弹簧等易损件。对磨损严重 、技术性能已不能满足使用要求的元件，应检修或更换。 ３）液压泵应检修，经过修理和试验，泵的主要技术性能指标已达到 要求，才能继续使用。若泵已无法修复，应换新泵。 ４）对旧的压力表要进行性能测定和校正，若不合质量指标，应更换 质量合格的新压力表。压力表开关要达到调节灵敏、安全可靠。
第一节 概述
一、液压系统故障特征 定型设备调试阶段故障: 外部有泄漏。 压力不稳定或动作不灵活。 液压件及管道内部进入脏物。 元件内部漏装或错装弹簧或其他零件。 液压件加工质量差或安装质量差，造成阀芯动作不灵活。
第一节 概述
一、液压系统故障特征 设备运行到中期的故障: 设备运行到中期以后时，故障率逐渐上升，由于零件磨损，液压系统 内外泄漏量增加，效率降低。这时应对液压系统和元件进行全面检查， 对有严重缺陷的元件和已失效的元件进行修理或更换，适时安排设备中 修或大修。
二、液压泵的常见故障与维修 （三）柱塞泵的故障与修理
柱塞泵的主要故障是吸油量不足，以及形不成压力。引起故障的主要 原因如下： 柱塞泵内有关零件的磨损，其中柱塞与柱塞孔、缸体与配油盘最易磨 损，磨损使间隙增大，内泄漏严重。 柱塞泵变量机构动作失灵，由于柱塞泵伺服滑阀磨损，间隙太大，或 其他有关零件的损坏，使流量调节机构不能准确调节输出流量。 泵的装配不良，由于主要零件的配合间隙太大或太小，密封圈安装不 当、螺钉紧固力不均匀等装配原因也会引起吸油不足，形不成压力。
数控机床故障诊断与维修(第2版)-数控机床机械故障诊断与维修
图11-6 进给传动机械装置的构成
2．滚珠丝杠螺母副调整与维护 （1）滚珠丝杠螺母副的结构。 （2）滚珠丝杠螺母副间隙的调整。
① 双螺母齿差消隙结构。 ② 双螺母螺纹消隙结构。 ③ 双螺母垫片消隙结构。 （3）滚珠丝杠螺母的维护。 ① 支承轴承的定期检查。 ② 滚珠丝杠副的润滑和密封。 ③ 滚珠丝杠副常用防尘密封圈和防护罩。
1．主轴部件故障 2．进给传动链故障
（1）提高传动精度。 （2）提高传动刚度。 （3）导轨。
3．自动换刀装置故障 （1）刀库运动故障。 （2）换刀机械手故障。
4．各轴运动位置行程开关压合故障 5．配套辅助装置故障 （1）液压系统。 （2）气压系统。 （3）润滑系统。 （4）冷却系统。 （5）排屑装置。
序号 1 2 3 4
故障原因 液压系统出现问题，油路不畅通或液压阀出 现问题 液压马达出现故障 刀库负载过重，或者有阻滞的现象
润滑不良
排除方法
检查液压系统
检查液压马达是否正常工作 检查刀库装刀是否合理 检查润滑油路是否畅通，并重新润 滑
表11-3 刀故障原因
排除方法
1
刀架反转信号没有输出
（二）机床参考点与返回参考点的故障与维修
1．机床参考点及返回参考点方式 机床厂在制造机床时，可以给各个坐标轴的位置检测 装置配置绝对位置编码器和增量位置编码器，也可以 选择绝对光栅尺和增量光栅尺，如图11-1所示。
图11-1 常用位置检测元件
在FANUC系统中，回参考点的控制采用栅格回零 的方法，具体控制是采用软件和硬件电路一起实现的， 零点的位置取决于电动机的一转信号的位置。
排除方法 调整压盖，使其压紧轴承 检查分油器和油路，使润滑油充足 更换滚珠 拧紧联轴器锁紧螺钉
机械故障试题及答案解析
机械故障试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 机械故障诊断中，下列哪项不是常见的故障类型？A. 过载B. 磨损C. 腐蚀D. 润滑不足答案：C解析：机械故障诊断中常见的故障类型包括过载、磨损和润滑不足。
腐蚀不是机械故障的直接原因，而是可能导致机械故障的环境因素。
2. 以下哪种方法不属于机械故障诊断的常规方法？A. 振动分析B. 温度监测C. 声音检测D. 颜色识别答案：D解析：振动分析、温度监测和声音检测都是机械故障诊断的常规方法。
颜色识别通常用于化学分析，而非机械故障诊断。
3. 在机械故障诊断中，下列哪项是正确的？A. 故障总是突然发生的B. 故障可以通过定期维护预防C. 所有故障都可以通过视觉检查发现D. 机械故障不需要专业工具检测答案：B解析：故障可以通过定期维护和检查预防，这是减少机械故障发生概率的有效方法。
故障可能逐渐发展，也可能突然发生，而且有些故障需要专业工具才能检测。
4. 机械故障诊断的目的是什么？A. 确定故障位置B. 修复故障C. 预防故障D. 以上都是答案：D解析：机械故障诊断的目的是确定故障位置、修复故障以及预防未来可能发生的故障。
5. 机械故障诊断中，下列哪项不是故障分析的步骤？A. 数据收集B. 数据分析C. 故障定位D. 故障预测答案：D解析：故障分析的步骤包括数据收集、数据分析和故障定位。
故障预测虽然重要，但它是故障管理的一部分，而非故障分析的直接步骤。
二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 机械故障诊断中可能采用的检测方法包括哪些？A. 振动分析B. 声音检测C. 温度监测D. 油样分析E. 颜色识别答案：ABCD解析：机械故障诊断中可能采用的检测方法包括振动分析、声音检测、温度监测和油样分析。
颜色识别不是机械故障诊断的常用方法。
2. 机械故障可能由哪些因素引起？A. 设计缺陷B. 操作失误C. 材料疲劳D. 环境因素E. 人为破坏答案：ABCD解析：机械故障可能由设计缺陷、操作失误、材料疲劳和环境因素引起。
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机械故障诊断学作业简答题部分1.简述通常故障诊断中的一般过程？机械设备状态信号的特征的获取；故障特征的提取；故障诊断；维修决策的形成2.简述设备故障的基本特性。
3.什么是轴颈涡动力？并用图示说明轴颈涡动力的形成。
4.简述设备故障的基本特性。
5.简述突发性故障的特点。
不能通过事先的测试或监控预测到的，以及事先并无明显征兆亦无发展过程的随机故障。
振动值突然升高，然后在一个较高的水平2，矢量域某一时刻发生突变，然后稳定。
6.请详细分析一下，转子不对中的故障特征有哪些？1.故障的特征频率为基频的2倍；2.由不对中故障产生的对转子的激励力随转速增大而增大。
3.激励力与不对中量成正比，随不对中量的增加，激励力呈线性增大。
7.请详细分析防止轴承发生油膜振荡的措施主要有哪些？改进转子设计，尽量提高转子的第一阶临界转速；改进轴承型式、轴瓦与轴颈配合的径向间隙、承载能力、长径比和润滑油粘度等因素，使失稳转速尽量提高。
8.设备维修制度有哪几种？试对各种制度进行简要说明。
1°事后维修特点是“不坏不修，坏了才修”，现仍用于大批量的非重要设备。
2° 预防维修（定期维修）在规定时间基础上执行的周期性维修,对于保障人身和设备安全，充分发挥设备的完好率起到了积极作用。
3° 预知维修在状态监测的基础上，根据设备运行实际劣化的程度决定维修时间和规模。
预知维修既避免了“过剩维修”，又防止了“维修不足”；既减少了材料消耗和维修工作量，又避免了因修理不当而引起的人为故障，从而保证了设备的可靠性和使用有效性。
9.监测与诊断系统应具备有哪些工作目标？监测与诊断系统的一般工作过程与步骤是怎样的？1）能了解被监测系统的运行状态，保证其运行状态在设计约束之内；2）能提供机器状态的准确描述；3）能预报机器故障，防止大型事故产生，保证人民生命的安全。
故障诊断技术的实施过程主要包括：诊断文档建立和故障诊断实施其中故障诊断技术在实施过程中包括以下几个关键的内容：1°状态信号采集2°故障特征提取3°技术状态识别4 °维修决策形成。
机械测量技术 第2版习题答案完整版共7章
1.4 想一想、做一做1.测量的定义是什么？一个完整的测量过程应包括哪几个要素？ 答案：测量就是把被测量与具有计量单位的标准量进行比较，从而得到比值（即被测量值）的实验过程。
任何一个完整的测量过程应包含被测对象、计量单位、测量方法和测量精度等四个要素，这又称为测量四要素。
2.计量器具的基本度量指标有哪些？ 答案：计量器具的度量指标是选择、使用和研究计量器具的依据。
主要有以下指标：分度值、分度间距、示值范围、测量范围、示值误差、示值变动、灵敏度、灵敏阈、回程误差、测量力、修正值、计量器具的不确定度。
3.几何量测量方法中，绝对测量与相对测量有何区别？直接测量与间接测量有何区别？ 答案：绝对测量是指被测量的全部数值从计量器具的读数装置直接读出。
如用游标卡尺、千分尺测量时能直接读出零件的尺寸。
相对测量是计量器具上的数值仅表示被测量相对于已知标准量的偏差，而被测量的量值是计量器具的数值与标准量的代数和。
如用量块或标准环调整内径百分表零位测量孔的直径，内径百分表读出的数值加上量块的数值为孔的直径尺寸。
直接测量是直接量出被测量的量值。
如用外径千分尺直接测量圆柱体直径就属于直接测量。
间接测量是先测出与被测量值有关的几何参数，然后通过已知的函数关系经过计算得到被测量值。
如用正弦规测量锥体的锥度偏差、三针法测量螺纹的中径都是间接测量。
4.何为测量误差？其主要来源有哪些？ 答案：测量所得到的测得值与被测量的真值之间的差异称为测量误差。
产生误差的原因是多方面的，归纳起来有五个方面：1）计量器具误差 2）基准件误差 3）测量环境误差 4）测量方法误差5）人员误差5. 测量误差的绝对误差与相对误差有何区别？两者的应用场合有何不同？ 答案：测量误差有绝对误差和相对误差之分。
1）绝对误差δ是指被测量的测得值x 与其真值0x 之差，即0x x δ=- 。
对同一被测量而言，绝对误差的绝对值越小，说明测得值越接近真值，测量精度越高，反之，测量精度就低。
机械故障诊断技术思考题
机械故障诊断技术思考题机械故障诊断学内容及习题与思考题第1部分绪论1.1 机械设备故障诊断技术的意义、⽬的和内容 1.2 设备故障的信息获取和检测⽅法 1.3 机械设备故障诊断⽅法的分类 1.4 机械设备故障诊断技术的发展概况习题与思考题1-1 机械设备监测与故障诊断主要内容是什么？ 1-2 机械设备状态监与故障的常⽤识别⽅法有哪些？ 1-3 简述获取诊断信息的⽅法。
1-4 设备状态识别⽅法有哪些不确定性？确定性？会产⽣哪⼏类错误？第2部分机械故障诊断的信号分析与处理2.1 机械物理信号分析的基础知识 2.2 检测信号的时域分析⽅法 2.3 检测信号的频域分析⽅法 2.4 倒频谱分析⽅法 2.5 ⼩波分析习题与思考题2-1 新、旧机器的振动噪声信号的概率分布密度函数有什么区别？⾃相关函数有什么不同？ 2-2 机械故障诊断常⽤的幅值指标有哪些？⽆量纲指标有哪些？对⽆量纲指标有什么要求？2-3 什么是⾃相关函数？⾃相关函数有什么性质？在机械设备状态监测中有什么⽤途？ 2-4 什么是互相关函数？互相关函数有什么性质？在机械设备状态监测中有什么⽤途？ 2-5 设⼀信号x(t)，它是由两个频率、相⾓均不相等的余弦函数叠加⽽成，其教学表达式为)cos()cos()(222111?ω?ω+++=t A t A t x 求该信号的⾃相关函数。
2-6 ⼀管道发⽣泄漏，现分别在相距1500mA ，B 两处⽤传感器测量，测得信号经互相关处理的相关函数峰值在τ=1.25s ，已知管道中场速为300m/s ，求泄漏处的位置。
2-7 已知信号的⾃相关函数)cos()(ωττA R x =，求出该信号的均⽅值2x ?和均⽅根值x ?。
2-8 已知⼀个随机信号x(t)的⾃功率谱密度函数为S x (f)，将x(t)输⼊到传递函数为的系统中，其传递函数)1(1)(+=s s H τ，试求该系统的输出信号y(t)的⾃功率谱密度函数为S y (f)，及输⼊、输出两函数的互功率谱密度函数S xy (f)。
机械故障诊断技术_习题参考答案
参考答案教材：设备故障诊断，沈庆根、郑水英，化学工业出版社，2006.3第1版2010.6.28 于电子科技大学1第1章概论1.1 机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容？答：机械设备故障诊断所包含的内容可分为三部分。
第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息，即信号采集。
采集到的信号还需要用信号分析系统加以处理，去除无用信息，提取能反映设备状态的有用信息（称为特征信息），从这些信息中发现设备各主要部位和零部件的性能是处于良好状态还是故障状态，这部分内容称为状态监测，它包含了信号采集和信号处理。
第二部分是如果发现设备工作状态不正常或存在故障，则需要对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别，利用专家的知识和经验，像医生诊断疾病那样，诊断出设备存在的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因，这部分内容称为故障诊断。
第三部分称为诊断决策，根据诊断结论，采取控制、治理和预防措施。
在故障的预防措施中还包括对设备或关键零部件的可靠性分析和剩余寿命估计。
有些机械设备由于结构复杂，影响因素众多，或者对故障形成的机理了解不够，也有从治理措施的有效性来证明诊断结论是否正确。
由此可见，设备诊断技术所包含的内容比较广泛，诸如设备状态参数（力、位移、振动、噪声、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力和流量等）的监测，状态特征参数变化的辨识，机器发生振动和机械损伤时的原因分析，故障的控制与防治，机械零部件的可靠性分析和剩余寿命估计等，都属于设备故障诊断的范畴。
1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。
答：1、可以带来很大的经济效益。
①采用故障诊断技术，可以减少突发事故的发生，从而避免突发事故造成的损失，带来可观的经济效益。
②采用故障诊断技术，可以减少维修费用，降低维修成本。
2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。
故障诊断涉及多方面的科学知识，诊断工作的深入开展，必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。
数控机床故障诊断与维修第2版习题答案
《数控机床故障诊断与维修》第2版练习与思考题及答案第1章 练习与思考题1(见书30页)1-1 数控机床故障诊断与维修的意义是什么？答：在许多行业中，数控机床均处在关键工作岗位的关键工序上，若出现故障后不能及时修复，将直接影响企业的生产率和产品质量，会对生产单位带来巨大的损失。
所以熟悉和掌握数控机床的故障诊断与维修技术、及时排除故障是非常重要的。
1-2什么是平均无故障工作时间？什么是平均有效度？答：平均无故障时间是指数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间，即总故障次数总的工作时间=MTBF答：平均有效度是对数控设备正常工作概率进行综合评价的指标，它是指一台可维修数控机床在某一段时间内维持其性能的概率，即MTTR MTBF MTBFA +=1-3数控系统故障如何分类？答：1．从故障的起因分类2．从故障的时间分类3．从故障的发生状态分类4．按故障的影响程度分类5．按故障的严重程度分类6．按故障的性质分类1-4数控机床常用的故障诊断与维修的方法有哪些？故障诊断的一般步骤是什么？ 答：1．常规方法（1）直观法 （2）自诊断功能法（3）功能程序测试法（4）交换法（5）转移法（6）参数检查法（6）参数检查法（7）测量比较法（8）敲击法（9）局部升温（10）原理分析法2．先进方法（1）远程诊断（2） 自修复系统（3） 专家诊断系统答：1．故障的调查与分析2．电气维修与故障的排除3．维修排故后的总结提高工作1-5数控机床故障诊断常用的工具有哪些？各有什么用途？ 答：1．万用表 测量电压、电流、电阻及音频电平等多种电参量。
2．逻辑夹 逻辑夹是一种测试数字电路的工具。
3．逻辑笔 测试输出信号相对固定于高电位或低电位的逻辑门电路。
4．逻辑脉冲发生器 在测试电路时，如果被测试电路的信号不变，或是有脉冲信号产生时，可以使用逻辑脉冲发生器将受控制的脉冲信号送至电路中。
5．电流跟踪器 电流跟踪器是一种便携式检修辅助工具，这种辅助测试工具可以帮助检修者准确地找出系统电路板中的短路点。
机械故障诊断技术张键课后问题详解
第一章1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。
2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。
3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线）4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？答：（1）运行状态的检测根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
（2）设备运行状态的趋势预报在状态检测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便生产安排和维修计划提前做好准备。
（3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。
5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？答：6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？答：横轴包括1、磨合期 2、正常使用期 3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）第二章1、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：自由振动和固有频率、强迫振动与共振、自激振动。
2、固有频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体本身固有的。
3、在非线性机械系统内，由非震荡能量转换为震荡激励所产生的振动称为自激振动。
4、构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
5、机械故障诊断技术的应用分为事故前预防和事故后分析。
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机械故障诊断技术（第二版张建）课后答案第一章1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。
2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。
3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线）4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？答：（1）运行状态的检测根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
（2）设备运行状态的趋势预报在状态检测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便生产安排和维修计划提前做好准备。
（3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。
5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？答：设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。
机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。
6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？答：横轴包括1、磨合期 2、正常使用期 3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）第二章1、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：自由振动和固有频率、强迫振动与共振、自激振动。
2、固有频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体本身固有的。
3、在非线性机械系统内，由非震荡能量转换为震荡激励所产生的振动称为自激振动。
4、构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
5、机械故障诊断技术的应用分为事故前预防和事故后分析。
6、机械振动按照动力学特征分为几种类型，各有什么特征？答：自由振动和固有频率：自由振动是物体受到初始激励所引发的一种振动，一般不会对设备造成破坏，不是现场设备诊断所必须考虑的因素。
这个振动频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体自身固有的。
强迫振动与共振：强迫振动过程不仅与激振力的性质有关，而且与物体自身固有的特性有关。
自激振动：1、随机性。
2、振动系统非线性特征较强时才足以引发自激振动，使振动系统所具有的非周期能量转换为系统振动能量。
3、自激振动与转速不成比例。
4、转轴存在异步涡动。
5、振动波形在暂态阶段有较大的随机振动成分，而稳态时，波形是规则的周期振动，与一般的强迫振动近似的正弦波有区别。
7、一个确定性振动的三个基本要素是什么？答：构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
8、强迫振动有什么特点？答：1、物体在简谐力作用下产生的强迫振动也是简谐振动，其稳态响应频率与激励力频率相等。
2、振幅B的大小除了与激励力大小成正比，与刚度成反比外，还与频率比。
阻尼比有关。
3、物体位移达到最大值的时间与激励力达到最大值的时间是不同的，两者之间存在有一个相位差。
9、自激振动有什么特点？答：1、随机性。
2、振动系统非线性特征较强时才足以引发自激振动，使振动系统所具有的非周期能量转换为系统振动能量。
3、自激振动与转速不成比例。
4、转轴存在异步涡动。
5、振动波形在暂态阶段有较大的随机振动成分，而稳态时，波形是规则的周期振动，与一般的强迫振动近似的正弦波有区别。
10、按照振动频率的高低，通常把振动分为哪三种类型？在各类型中主要测的是什么物理量？为什么？在低频范围，主要测量的振幅是位移量。
这因为在低频范围造成破坏的主要因素是应力的强度，位移量是与应变、应力直接相关的参数。
在中频范围，主要测量的振幅是速度量。
这是因为振动不见的疲劳进程与振动速度成正比，振动能量与振动速度的平方成正比，在这个范围内，零件主要表现为疲劳破坏。
在高频范围，主要测量的振幅是加速度。
加速度表征振动部件所有冲击力程度。
冲击力的大小与冲击的频率与加速度值正相关。
第三章1、安装加速度传感器时，在安装面上涂一层硅胶的目的是增加不平整安装表面的连接可靠性。
2、磁电式速度传感器有绝对式和相对式两种。
3、在选择速度传感器时首先要注意传感器的最低工作频率，其次要注意是传感器的灵敏度。
4、当采用模/数转换测量时，鉴相标记宽度决定鉴相脉冲的最低采样频率。
5、对模拟信号隔离而使用的隔离放大器有哪两种类型：一种是变压器耦合方式，另外一种是利用线性耦合器再加相应补偿的方式。
6、常用的信号转换主要有：电压转换为电流、电流转换为电压和电压与频率互换。
7、噪声的耦合方式有：静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合。
8、模数转化器的最基本的性能指标是转换时间、转换位数、分辨率以及通道数。
9、电涡流传感器根据什么原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量的？答：高频震荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生磁场。
当被测金属导体靠近磁场时，则在金属表面产生感应电流，同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变，这一变化与金属导体的磁导率、电导率、线圈的几何形状和尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。
线圈特征阻抗可用Z=F（t，u，o，D，I，w）函数表示，输出信号的大小随探头线圈到被测件表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这个原理来实现对金属的位移、振动等参数的测量的。
10、用电压式加速传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗？为什么？答：不能，压电式加速度传感器依赖质量块的惯性力产生对产生对压电晶体的作用力。
由于在静止状态或者变化缓慢状态下，惯性力为零，因此，它只能用于动态测量。
11、简述速度传感器的工作原理。
答：速度传感器利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出，它工作时不需要电源，而是直接从被测件吸取机械能量并转换成电信号输出，属发生器型变换器。
14、选择振动传感器时应注意哪些问题？答：1、传感器安装在被测件上时，不能影响其振动状态，2、根据振动测定的目的，明确被测量的量是位移、速度还是加速度，这些量的振幅有多大，以此来确定传感器的测量范围。
3、必须充分估计测定的频率范围，以此来核对传感器的固有频率。
4、照顾传感器结构和工作原理及特点。
15、形成噪声干扰必须具备几个要素？抑制噪声干扰的方法有哪些？答：形成噪声：噪声源、对噪声敏感的接受电路及噪声源接收电路间的耦合通道。
抑制噪声：降低噪声源的强度、接收电路对噪声不敏感、抑制或切断噪声源与接收电路间的耦合通道。
16常见的干扰耦合方式有哪些？答：静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合。
17、在机械工程中常用的激振方法具体有哪些？答：稳态正玄激振瞬态激振随机激振18：振动传感器的灵敏度的校准方法有哪些？精度如何？答：比较法（背靠背法）这种校准方法的精度主要取决于标准传感器的精度。
互易法这种校准方法因不依据振动源的绝对振幅精度及测量仪器的绝对值读数精度，故可取得较高的校准精度。
读数显微镜校准法及激光校准法调节到合适的发光相位，即可测得正确位置19振动传感器选用有什么原则？答：1、传感器安装在被测件上时，不能影响其振动状态，2、根据振动测定的目的，明确被测量的量是位移、速度还是加速度，这些量的振幅有多大，以此来确定传感器的测量范围。
3、必须充分估计测定的频率范围，以此来核对传感器的固有频率。
4、照顾传感器结构和工作原理及特点。
20、电流信号和电压信号相比有什么优点？答：1、在信号传输线中，电流不受交流感应的影响，干扰问题易于解决2、电流信号不受传输线中的电感、电容等参数变化的影响，使传输接线简单。
3、直流信号便于A/D转换。
21、请叙述检测和诊断系统的任务。
答：1、能反映被测检测系统的运行状态并对异常状况发出警告2、能提供设备状态的准确描述3、能预测设备状态的发展趋势。
第四章1、峭度指标对信号中的冲击特征很敏感，正常情况下其值在3左右，如果这个值接近4或者超过4，则说明机械的运动状况中存在冲击性振动。
2、非周期信号分为准周期信号和瞬变信号。
3、周期信号频谱有哪些特征？答：离散性，谐波性，收敛性。
5、阐述周期信号频谱与非周期信号频谱的区别。
答：1、谱线是连续的，这是瞬变信号与周期信号在频谱上的显著区别2、矩形框的时间长度T愈长，频谱图种主瓣愈高而窄。
6、信号x（t）=sin（2*3.14t）是否为周期信号，若是周期信号，求其周期，并用公式求其平均值和均方值。
答：是周期信号。
由w=2*3.14f=2*3.14得出f=1，则T=1/f=1 （平均值和均方值公式见书P61）9、什么是栅栏效应？如何减少栅栏效应的影响？答：离散线谱之间的频谱被忽略，其能量分配在相邻的离散谱线上，由此造成频率误差。
提高频率分辨率的方法。
10、时域信号统计指标和频谱图在机械故障诊断系统中的作用分别是什么？答：1、判断机械设备是否有故障、程度如何、发展趋势怎样等这类维修指导性工作。
2、回答故障的部件、类型、程度等问题。
11、在观察频谱图做故障诊断分析时，应注意哪些要点。
答：1、首先，注意那些振幅比过去有显著变化的谱线，它们的频率对应部件的特征频率。
2、观察那些振幅较大的谱线，这些谱线的频率所对应的运动部件。
3、注意与转动频率有固定比值的谱线，它们之中是否存在与过去相比发生了变化的谱线。
12、如何绘制轴心轨迹曲线？答：1、接用测量所获得的数据绘制。
2、利用频谱图中基频、2阶频、4阶频的振幅与初相角绘制。
15、为了减少谱泄漏，工程上采用哪两种措施？答：1、加大矩形框的时间长度，级增大采样的样本点数，也就是使w的主瓣尽量地高而窄，能量最大限度地集中在于主瓣，将旁瓣尽量的压缩，同时主瓣御窄好。
2、采用旁瓣较低的函数作为采集窗函数。
17、频率细化分析的基本思想是什么？答：频率细化分析的基本思想史利用频移定理，对被分析信号进行复制，在重新采样做傅里叶变换，即可得到更高的频率分辨率。
18、轴心轨迹图通常用在什么场合？如何绘制？答：用于分析机械转子系统状态信息。
1、接用测量所获得的数据绘制。
2、利用频谱图中基频、2阶频、4阶频的振幅与初相角绘制。