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*）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*=2*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。
第五章
1、对于大多数的机器设备，最佳参数是速度，这是很多诊断标准采用该参数的原因，也有些标准根据设备的低、高频工作状态，分别选用振幅（位移）和加速度。
2、振动诊断标准的判定参数有哪些？
答：在低频段以振动位移为判定参数。
在中频段以速度为判定参数。
在高频段以加速度为判定参数。
3、根据判定标准的制定方法的不同，通常将震动判定标准分为哪几类？
答：1、绝对判定标准
2、相对判定标准
3、类比判定标准
4、点巡检制度设备诊断模式是指什么？五定作业制度指什么？
答：采用便携式仪器，对设备进行定期的巡检，记录所测定的参数，根据时间历程的参数进行故障判断、劣化趋势分析，这类模式成为点巡检制度；五定作业制度是指定人员、定时间、定测点参数、定测点部位、定测量仪器。
5、为什么要对设备进行劣化趋势分析
答：1、检查设备状态是否处于空置范围以内
2、观测设备状态的变化趋向或现实状况
3、预测设备状态发展到危险水平的时间
4、早期发现设备异常，及时采取对策
5及时找出有问题设备
6、在现场对数据的不规则性检查时，应该对哪五项进行检测？
答：1、测点值的连接链时候够长
2、测点值是否偏向标准值的一侧
3、测点值是否多分布于注意线的近旁
4、测点值是否有一定的倾向性
5、测点值是否具有一定的周期性
第六章
1、从动力学角度分析,转子系统如何分类？
答：从动力学角度分析，转子系统分为刚性转子和柔性转子。
2、转子-轴系统的稳定性是指什么？如何判断其稳定性？
答：转子-轴承系统稳定性是指转子在受到某种小干扰后能否随时间的推移而恢复原来状态的能力，也就是说扰动响应能否随时间增加而消失。如果响应随时间增加而消失则转子系统是稳定的，反之则系统失稳。
3、简述旋转机械的特点及转子组件的结构组成。
答：特点：
结构组成：由转轴及固定装上的各类盘状零件所组成。
5、转子的临界转速往往不止一个，它与系统的自由度数有关。
7、旋转机械常见的故障有哪些？
答：1、转子-轴承系统不稳定 2、转子不平衡振动 3、转子、联轴器不对中振动 4、转轴弯曲故障 5、转轴横向裂纹故障6、连接松动故障 7、碰摩故障8、喘振
8、简述转子的不平衡振动机理。
答：旋转机械的转子由于受材料的质量分布、加工误差、装配因素以及运行中的冲蚀和沉淀等因素的影响，致使其质量中心与旋转中心存在一定程度的偏心距。偏心距较大时，静态下所产生的偏心力矩大于摩擦阻力矩，表现为某一点始终恢复到水平放置的转子下部，其偏心力矩小于摩擦力矩的区域内，成为静不平衡。偏心距较小时，不能表现出静不平衡的特征，但是在转子旋转时表现为一个转动频率同步的离心力矢量，离心力F=Mew2.，从而激发转子的振动，这种现象称之为动不平衡。静不平衡的转子由于偏心距e较大，表现出更为强烈的东不平衡振动。
10、碰磨故障的振动特征有哪些？
答：1、时域波形存在“顶销”现象2、频谱上除了转子工频外，还存在丰富的高次谐波成分3、严重摩擦时，还会出现1/2倍频，1/3倍频、1/N倍频等精确的分频成分4、全息谱上出现较多、较大的高频椭圆，且偏心率较大。5提纯轴心轨迹存在“尖角”
第七章
1、滚动轴承的特征频率通常用来作为诊断的依据。
2、传感器的安装部位通常在轴承座部位，并按信号传动的方向选择垂直、水平、和轴向布置。
3、采用峰值系数法和峭度指标法进行故障诊断，正常时滚动轴承的波峰系数约为5，峭度值约为3；但是，当峭度值下降时不标明故障恢复，而可能是轴承故障进入晚期，剥落斑点充满整个滚道。
4、滚动轴承常见的失效形式有哪些？分别简要介绍失败原因。
答：1、磨损失效（在滚动轴承运转中，滚动体和套圈之间均存在滑动，引起零件接触面的磨损）2、疲劳失效（滚动体或套圈表面由于接触载荷的反复作用，产生疲劳应力，也可能是由于润滑不良或者强迫安装引起的疲劳失效）3、腐蚀失效（化学腐蚀，电腐蚀，微振腐蚀）4、塑变失效（由于滚动轴承受载，在滚动体和滚到接触面处产生塑性变形）5、断裂失效（运行时载荷过大、转速过高5、润滑不良或装备不善而产生过大热应力，或由于磨削或热处理不当导致）6、胶合失效（保持架的材料粘附到滚子上而形成胶合）
5、滚动轴承运行时为什么会产生振动？
答：滚动轴承刚度变化引起的振动，由滚动轴承的运动副引起的振动，滚动轴承的早期缺陷所激发的振动特征
6采用较多的滚动轴承故障信号分析方法有哪几种？
答：有效值与峰值判别法，峰值系数法，峭度指标法，冲击脉冲法，共振解调法，频谱分析法，倒频谱分析法。七种。
9、简述共振解调技术的基本原理和作用
答：共振解调法与冲击脉冲法的基本原理相同，只是通过包络检波后并不测定振幅，而是保留检波后的波形，再用频谱分析法找出故障信号的特征频率，以确定轴承的故障元件。
第二章 2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？ 答： 2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？ 答：第一变形区：变形量最大。第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。 这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。 由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。 2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？ 答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应 2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？ 答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、
《机床故障诊断与维修》期末考试题 （B卷） 一、填空题（每空格1 分共30 分） 1、电源系统分为电源和电源。 2、伺服模块由机械系统工作台、滚珠丝杠等、驱动用的电机 电机，电机和检测器回转角检测器等构成 3、闭环伺服系统。具有的伺服系统。 4、数控系统软件包括软件和软件两大类。 5、光栅尺的维护要点是和。 6、FANUC数控系统所需电源为，所以需要采用 将AC变压至200V AC。 7、滚珠丝杠螺母副，按滚珠返回的方式不同可以分为和 两种。 8、导轨副的维护一般包括、滚动导轨副的预紧 和。 9、数控机床自动换刀装置的形式有、 和。 10、数控机床上常用的刀库形式有、、
和（密集形格子式刀库）。 11、刀具常用交换方式有和两类。 12、圆度超差有两种情况：一是，二是 13、数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、和 等几种。 14、数控机床的自动换刀装置中，实现和机床 之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。 二、判断题（每小题3分共24分） （）1、数控机床的主传动常用恒功率的变速电动机。 （）2、进给机械传动系统的故障大部分是因机械部件运动质量下降造成的。 （）3、数控系统的核心是主轴驱动装置。 （）4、编码器是一个精密的测量元件，本身密封很好，不用注意防震和防污。 （）5、主轴电动机采用交流变频器控制交流变频电动机时，可在一定范围内实现主轴的有极变速。 （）6、控制油温是减少能源消耗、提高系统效率的一个重要环节。 （）7、经检查发现主轴驱动器有故障，可拆卸主轴驱动器进行检查。
（）8、直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变成直流电源。 三、单项选择题：（每小题3分，共30 分） 1、数控车床床身中，排屑性能最差的是（） A 平床身 B 斜床身 C 立床身 2、一般数控铣床是指规格（）的升降台数控铣床，其工作台宽 度多在400mm以下。 A 较大 B 较小 C 齐全 D 系列化 3、采用数控机床加工的零件应该是（） A 单一零件 B 大批量零件 C 中小批量、形状复杂、型号多变的零件 4、数控机床四轴三联动的含义是（） A 四轴中只有三个轴可以运动 B 有四个控制轴，其中任意三个轴可以联动 C 数控系统能控制机床四轴运动，其中三个轴能联动 5、数控系统是数控机床实现自动加工的核心，由（）组成。 A 程序 B 硬件 C 软件 D 硬件和软件 6、目前，在我国数控机床的自动换刀装置中，机械手夹持刀具的方法多采用（）
机械设计基础第七版课后习题答案 第一章 1-1什么是运动组合？高对和低对有什么区别？ 答:运动副:使两个部件直接接触并能产生一定的相对运动联系。 平面低副-所有表面接触的运动副分为旋转副和移动副。平面高副-与点或线接触的运动副。 1-2什么是机构运动图？它是做什么的？ 答:简单的线和符号用于表示部件和运动副，每个运动副的位置按比例确定，以表示机构的组成和传动。如此绘制的简明图形称为机构运动图。功能:机构的运动图不仅能显示机构的传动原理，还能通过图解法找出机构上各相关点的运动特性(位移、速度和加速度)。在分析和设计机构时，表达机构的运动是一种简单而科学的方法。 1-3平面机构有确定运动的条件是什么？ 答:如果机构的自由度f大于0且等于活动部件的数量，则确定机构部件之间的相对运动；这是机构有确定运动的条件。(复习关于自由度的四个结论P17)第2章 2-1曲柄摇杆机构的快速返回特性和死点位置是什么？ 答:急回特性:当曲柄以相同速度旋转时，摇杆的往复速度不同。反向冲程期间摇臂的平均摆动速度必须大于正常冲程期间的平均摆动速度，这是快速返回特性。死点位置:摇杆是驱动部分，曲柄是从动部分。当曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆施加到曲柄上的驱动力f刚好经过曲柄的旋转中心，因此不会产生转动曲柄的力矩。该机构的位置称为死点位置。也就是说，机构从动件卡住或运动不确定的位置称为死点位置(从动件的驱动角？=0).第三章 3-2通常用什么方法保持凸轮与从动件接触？ 答:力锁:使用重力、弹簧力或其他外力来保持从动件始终与凸轮轮廓接触。
形状锁定:使用高副元件本身的几何形状，使从动件始终与凸轮轮廓接触。 3-3什么是刚性冲击和柔性冲击？如何避免刚性冲击？ 答:刚性冲击:从动件的速度在运动开始和推动过程结束的瞬间突然变为零。 理论上，加速度是无限的，导致无限的惯性力。该机构受到很大冲击，这被称为刚性冲击。柔性冲击:当从动构件以相等的加速度或减速度运动时，从动构件的惯性力也会在某些加速度突变点发生有限的突变，从而产生冲击。这种由有限突变引起的冲击比由无限惯性力引起的刚性冲击要软得多，所以它被称为柔性冲击。 避免刚性冲击的方法:为了避免刚性冲击，已知运动规律的两段运动，即开始和结束，经常被修改以逐渐增加和降低速度。让随动件按照正弦加速度运动(既不是刚性运动也不是柔性冲击)第4章 4-1棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的运动特点是什么？给出了这些间歇运动机构的应用实例。 答:槽轮机构特点:结构简单，运行可靠。它通常用于只需要恒定旋转角度的分度机构。停止运动主要取决于槽的数量和圆柱销的数量(运动系数)用途:适用于低转速、间歇旋转的设备。例如:电影放映机纺织机械的自动传动链装置 棘轮机构的特点:这种齿形棘轮至少有一个齿距的过程变化，工作时会发出噪音。应用:起重机绞车成型机横向进给机构计数器 不完全齿轮机构的特点:普通齿轮传动，只是轮齿不是分布在整个圆周上。 主动轮上的锁定弧和从动轮上的锁定弧相互配合锁定，保证从动轮停在预定位置。 应用:各种计数器多站自动机半自动机第6章 6-1设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答:足够的强度和刚度、摩擦和耐磨性、耐热性和抗振性(衡量机械零件工作能力的标准)。
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
机械制造技术习题 第一章金属切削加工的基本知识 1-1，切削加工由哪些运动组成？它们各有什么作用？ 析：切削加工由主运动和进给运动组成。 主运动是直接切除工件上的切削层，使之转变为切削，从而形成工件新包表面。 进给运动是不断的把切削层投入切削，以逐渐切除整个工件表面的运动。 1-2，何为切削用量?简述切削用量的选择原则。 析：切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。与某一工序的切削用量有密切关系的刀具寿命，一般分为该工序单件成本最低的经济寿命和最大生产率寿命两类。 原则：一般是提高刀具耐用度的原则，并且保证加工质量。 粗加工时，大的切削深度、进给，低的切削速度；精加工时，高的切削速度，小的切削深度、进给。 1-3,常见的切削类型有几种？其形成条件及加工的影响是什么？ 析：切削加工就是指 用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。 楼主想要了解的是不是切削加工的分类 金属材料的切削加工有许多分类方法。常见的有以下3种。 按工艺特征区分 切削加工的工艺特征决定于切削工具的结构以及切削工具与工件的相对运动形式。按工艺特征，切削加工一般可分为：车削、铣削、钻削、镗削、铰削、刨削、插削、拉削、锯切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、抛光、齿轮加工、蜗轮加工、螺纹加工、超精密加工、钳工和刮削等。 按切除率和精度分可分为：
①粗加工：用大的切削深度，经一次或少数几次走刀从工件上切去大部分或全部加工余量，如粗车、粗刨、粗铣、钻削和锯切等，粗加工加工效率高而加工精度较低，一般用作预先加工，有时也可作最终加工。 ②半精加工：一般作为粗加工与精加工之间的中间工序，但对工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作为最终加工。 ③精加工：用精细切削的方式使加工表面达到较高的精度和表面质量，如精车、精刨、精铰、精磨等。精加工一般是最终加工。 ④精整加工：在精加工后进行，其目的是为了获得更小的表面粗糙度，并稍微提高精度。精整加工的加工余量小，如珩磨、研磨、超精磨削和超精加工等。 ⑤修饰加工：目的是为了减小表面粗糙度，以提高防蚀、防尘性能和改善外观,而并不要求提高精度,如抛光、砂光等。 ⑥超精密加工：航天、激光、电子、核能等尖端技术领域中需要某些特别精密的零件，其精度高达IT4以上，表面粗糙度不大于Ra 0.01微米。这就需要采取特殊措施进行超精密加工，如镜面车削、镜面磨削、软磨粒机械化学抛光等。 按表面形成方法区分 切削加工时，工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相对运动来获得的。 按表面形成方法，切削加工可分为3类。 ①刀尖轨迹法：依靠刀尖相对于工件表面的运动轨迹来获得工件所要求的表面几何形状，如车削外圆、刨削平面、磨削外圆、用靠模车削成形面等。刀尖的运动轨迹取决于机床所提供的切削工具与工件的相对运动。 ②成形刀具法：简称成形法，用与工件的最终表面轮廓相匹配的成形刀具或成形砂轮等加工出成形面。此时机床的部分成形运动被刀刃的几何形状所代替，如成形车削、成形铣削和成形磨削等。由于成形刀具的制造比较困难,机床-夹具-工件-刀具所形成的工艺系统所能承受的切削力有限，成形法一般只用于加工短的成形面。 ③展成法：又称滚切法，加工时切削工具与工件作相对展成运动，刀具（或砂轮）和工件的瞬心线相互作纯滚动，两者之间保持确定的速比关系，所获得加工表面就是刀刃在这种运动中的包络面。齿轮加工中的滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿（不包括成形磨齿）等均属展成法加工。 其形成条件及加工的影响是.： 1-4：用示意图表示三个车削分力,讨论切削力的来源和影响.切削力的主要因素。 析： 1-5：影响切削温度的主要因素有哪些？ 2-一切削热的产生和传导 3-被切削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变形而耗功，这是切削热的一个重要来源。此外，切屑与前刀面、工件与后刀面之间的摩擦也要
机械故障诊断考试--题库 （部分内容可变为填空题） 第一章： 1、试分析一般机械设备的劣化进程。 答：1）早期故障期 阶段特点：开始故障率高，随着运转时间的增加，故障率很快减小，且恒定。 早期故障率高的原因在于：设计疏忽，制造、安装的缺陷，操作使用差错。 2）偶发故障期 阶段特点：故障率恒定且最低，为产品的最佳工作期。 故障原因：主要是使用不当、操作失误或其它意外原因。 3）耗损故障期 阶段特点：故障率再度快速上升。 故障原因：零件的正常磨损、化学腐蚀、物理性质变化以及材料的疲劳等老化过程。 2、根据机械故障诊断测试手段的不同，机械故障诊断的方法有哪些？ 答：1′直接观察法－传统的直接观察法如“听、摸、看、闻”是最早的诊断方法，并一直沿用到现在，在一些情况下仍然十分有效。 2′振动噪声测定法－机械设备在动态下(包括正常和异常状态)都会产生振动和噪声。进一步的研究还表明，振动和噪声的强弱及其包含的主要频率成分和故障的类型、程度、部位和原因等有着密切的联系。 3′无损检验－无损检验是一种从材料和产品的无损检验技术中发展起来的方法 4′磨损残余物测定法（污染诊断法 5′机器性能参数测定法－机器的性能参数主要包括显示机器主要功能的
一些数据 3、设备维修制度有哪几种？试对各种制度进行简要说明。 答：1o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。 2o预防维修（定期维修） 在规定时间基础上执行的周期性维修 3o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。 第二章： 1、什么是故障机理？ 答：机械故障的内因，即导致故障的物理、化学或机械过程，称为故障机理。 2、什么是机械的可靠性？机械可靠性的数量指标有哪两个？他们之间互为什么关系？ 答：1 机械的可靠性是指机械产品在规定条件下，在规定时间内，无故障地完成其规定功能的能力。 规定时间：产品应达到的工作期限。用时间或相当于时间的指标来表示，如运转次数、行驶里程等。 2 机械可靠性的数量指标 1o可靠度 即机械产品在规定条件下，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。 2o故障概率 机械产品发生故障的概率称为不可靠度，又称故障概率，用F(t)表示。两者是对立事件，R(t)＋F(t)＝1 3、常见的磨损机理有哪些？ 答：1o粘着磨损 2o磨粒磨损 接触面之间存在硬质粒子，或摩擦一方的硬度比另一方大得多时产生的类似金属切削过程的磨损。 3o表面疲劳磨损 两接触面作滚动摩擦或滚动、滑动复合摩擦时，在交变接触应力的作用下，使材料表面疲劳而产生物质损失的现象。 4o腐蚀磨损 在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学、电化学反应，引起金属表面的腐蚀产物剥落的现象。 4、常见的断裂机理有哪些？ 答：1 疲劳断裂 机件的工作应力低于材料的屈服极限，在重复以及交变载荷的长期作用下，发生断裂的现象。常见于轴、齿轮、弹簧等。
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数6 0105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710518093 6 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.227102.610 518095 69 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0(' A )0,260(C 0 12σσσΦσ-= -Θ σ Φσσ+= ∴-121 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,233.283(D ' ，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D ' 按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =② C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r = 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= σΦσK σS σσca （2）C σ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 ()()()() 81 .1203035.220 2.035.2170m a m 1-=+??-+=+-+= σσσσca σσK σΦK σS
1-6 什么是生产类型？如何划分生产类型？各生产类型都有什么工艺特点？ 生产类型是指产品生产的专业化程度。 产品的用途与市场需求量不同，形成了不同的生产类型，分为单件小批生产、中批生产与大批量生产 工艺特点：P5 ?(1)单件(小批)生产—产品产量很少，品种很多，各工作地加工对象经常改变，很少 重复。 ?(2)成批生产—一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量， 工作地的加工对象周期地重复。 ?(3)大量生产—产品产量很大，工作地的加工对象固定不变，长期进行某零件的某道 工序的加工。 1-7 企业组织产品的生产有几种模式？各有什么特点？ （1）生产全部零部件并组装机器 （2）生产一部分关键的零部件，进行整机装配，其余的零部件由其他企业供应 （3）完全不生产零件。只负责设计与销售 特点： （1）必须拥有加工所有零件的设备，形成大而小，小而全的工厂，当市场发生变化时，很难及时调整产品结构，适应性差 （2）自己掌握核心技术和工艺，或自己生产高附加值的零部件 （3）占地少，固定设备投入少，转产容易等优点，较适宜市场变化快的产品生产 1-8按照加工过程中质量m的变化，制造工艺方法可分为几种类型？说明各类方法的应用围和工艺特点 可分为材料成型工艺、材料去除工艺和材料累计工艺 材料成型工艺 围：材料成型工艺常用来制造毛坯，也可以用来制造形状复杂但精度要求不高的零件 特点：加工时材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而其质量未发生变化，生产效率较高材料去除工艺 围：是机械制造中应用最广泛的加工方式，包括传统的切削加工、磨削加工和特种加工特点：在材料去除过程中，工件逐渐逼近理想零件的形状与尺寸 材料累计工艺 围：包括传统的连接方法、电铸电镀加工和先进的快速成型技术 特点：利用一定的方式使零件的质量不断增加的工艺方法 2-1 切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？ 答：三个变形区的特点：第一变形区为塑性变形区，或称基本变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前面之间存在压力，
解： 解：
解： 第三章 3-1 螺纹按牙形不同分有哪几种？各有何特点？各适用于何种场合？ 答：主要类型有：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。 特点及应用： 普通螺纹是米制三角螺纹，牙型角a=60，因牙型角较大，故当量摩擦系数也较大，自锁性能好，主要用于联接。
管螺纹是英制三角螺纹，牙型角a=55度。它有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹之分，常用圆柱管螺纹。这种螺纹联接常用于高温、高压及紧密性要求较高的管与管的联接中。 矩形螺纹牙型为正方形，牙型角a=0度，因牙型角小，当量摩擦系数小，传动效率高，故常用于传动。 梯形螺纹牙型呈梯形，牙型角a=30度。因牙型角较小，所以传动效率较高，对中性较好，故为应用较多的传动螺纹。 锯齿形螺纹牙型呈锯齿形，工作面牙侧角。传动效率高，牙根强度高。因只有一个工作面，故多用于承受单方向轴向力的场合。 3-2 螺栓、双头螺柱和螺钉在应用上有何不同？ 答：螺栓有普通螺栓和铰制孔螺栓两种。 普通螺栓常用于被联接件比较薄，能够放置螺母及需要经常拆卸的场合。 铰制孔螺栓在承受横向载荷或（和）转矩以及需精确固定被联接件的相对位置时常采用铰制孔螺栓。 双头螺柱被联接件之一太厚不宜制成通孔，无法放置螺钉头，材料较软且需经常拆装时宜采用双头螺柱。 螺钉被联接件之一太厚，无法放置螺母，不需经常拆装的场合。 3-3 为何螺纹联接通常要采用防松措施？防松方法有哪些？
答：螺纹联接在冲击、振动、变载荷或高温环境下，将使螺旋副的摩擦力减小或瞬间消失，经多次重复后，最终导致联接松脱。因此，设计时应采取有效的防松措施。 防松方法有摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。 3-4 为什么大多数螺纹连接都要拧紧？拧紧力矩要克服哪些力矩？ 答：为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此大多数螺纹联接都要拧紧。 拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。 3-5 提高螺栓联接强度的措施有哪些？ 答：提高螺栓联接强度的措施有： 1 ．降低影响螺栓疲劳强度的应力幅； 2 ．改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象； 3 ．减小应力集中的影响； 4 ．避免附加弯曲应力； 5 ．采用合理的制造工艺方法。 3-6 试利用螺栓和被联接件的受力变形关系图来说明在螺母下加弹性元件对螺栓疲劳强度的影响。
机械故障诊断技术的现状及发展趋势 摘要：随着机械行业的不断发展，机械故障诊断的研究也不断提出新的要求，进20年来，国内外的故障诊断技术得到了突飞猛进的发展，对机械故障诊断的发展现状进行了详细的论述，并对其发展趋势进行了展望。 关键词：故障诊断；现状；发展趋势 引言 机械故障诊断技术作为一门新兴的科学，自二十世纪六七十年代以来已经取得了突飞猛进的发展，尤其是计算机技术的应用，使其达到了智能化阶段，现在，机械故障诊断技术在工业生产中起着越来越重要的作用，生产实践已经证明开展故障诊断与状态预测技术研究其重要的现实意义。 我国的故障诊断技术在理论研究方面，紧跟国外发展的脚步，在实践应用上还是基本锣鼓后语国外的发展。在我国，故障诊断的研究与生产实际联系不是很紧密，研究人员往往缺乏现场故障诊断的经验，研究的系统与实际情况相差甚远，往往是从高等院校或者科研部门开始，在进行到个别企业，而国外的发展则是从现场发现问题进而反应到高等院校或者科研单位，是的研究有的放矢。 记过近二十年的努力，我国自己开发的故障诊断系统已趋于成熟，在工业生产中得到了广泛应用。但一些新的方法和原理的出现，使得故障诊断技术的研究不断向前发展，正逐步走向准确、方便、及时的轨道上来。 1.故障诊断的含义及其现状 故障诊断技术是一门了解和掌握设备运行过程中的状态，进而确定其整体或者局部是否正常，以便早期发现故障、查明原因，并掌握故障发展趋势的技术。其目的是避免故障的发生，最大限度的提高机械地使用效率。 1.1设备诊断技术的研究内容主要包括以下三个环节： （1）特征信号的采集：这一过程属于准备阶段，主要用一些仪器测取被测仪器的有关特征值，如速度、湿度、噪音、压力、流量等。 现在信号的采集主要用传感器，在这一阶段的主要研究基于各种原理的传感技术，目标是能在各种环境中得到高可靠、高稳定的传感测试信号。国内传感器类型：电涡流传感器、速度传感器、加速度传感器和湿度传感器等；最近开发的传感技术有光导纤维、激光、声发射等。（2）信号的提取与处理：从采集到的信号中提取与设备故障有关的特征信息，与正常信息只进行对比，这一步就可以称之为状态检测。目前，小波分析在这方面得到广泛应用，尤其是在旋转机械的轴承故障诊断中。基于相空间重构的GMD数据处理方法也刚刚开始研究，此方法对处理一些复杂机械的非线性振动，从而进一步预测故障的发展趋势非常有效。（3）判断故障种类：从上一步的结果中运用各种经验和知识，对设备的状态进行识别，进而做出维修决策。这一步关键是研究系统参数识别和诊断中相关的实用技术，探讨多传感器优化配置问题，发展信息融合技术、模糊诊断、神经网络、小波变换、专家系统等在设备故障诊断中的应用。 1.2故障诊断及时的发展历程· 故障诊断技术的大致三个阶段： （1）事后维修阶段；（2）预防维修阶段；（3）预知维修阶段。现在基本处于预知维修阶段，预知维修的关键在于对设备运行状态进行连续监测或周期检测，提取特征信号，通过对历史数据的分析来预测设备的发展趋势。 1.3故障诊断的发展现状 目前，国内检测技术的研究主要集中在以下几个方面：
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。 1o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。 2o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。 3o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
机械设计课后习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.373107105180936910111=???==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=???==--N N σσN MPa 0.227102.61051809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σ Φ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 00 12σσσΦσ-=- σΦσσ+= ∴-1210 MPa 33.2832 .0117021210=+?=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.1 45 54 = = d D，067 .0 45 3 = = d r，查附表3-2，插值得88.1= α σ ，查附 图3-1得78.0≈ σ q，将所查值代入公式，即 ()()69.1 1 88 .1 78 .0 1 1 1 k= - ? + = - α + = σ σ σ q 查附图3-2，得75.0= σ ε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ， 已知1= q β，则 35 .2 1 1 1 91 .0 1 75 .0 69 .1 1 1 1 k = ?? ? ? ? ? - + = ?? ? ? ? ? - + = q σ σ σ σβ β ε K ()()() 35 .2 67 . 141 , 67 . 141 ,0, 260 , 35 .2 170 ,0D C A ∴ 根据()()() 29 . 60 , 67 . 141 , 0, 260 , 34 . 72 ,0D C A按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20 m = σ，应力幅MPa 20 a = σ，试分别按①C r=②C σ= m ，求出该截面的计算安全系数 ca S。 [解] 由题3-4可知35.2 ,2.0 MPa, 260 MPa, 170 s 1- = = = = σ σ K Φ σ σ
《机械制造技术基础》部分习题参考解答 第五章工艺规程设计 5-1 什么是工艺过程？什么是工艺规程？ 答：工艺过程——零件进行加工的过程叫工艺过程； 工艺规程——记录合理工艺过程有关内容的文件叫工艺规程，工艺规程是依据科学理论、总结技术人员的实践经验制定出来的。 5-2 试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。 5-3 拟定工艺路线需完成哪些工作？ 5-4试简述粗、精基准的选择原则，为什么同一尺长方向上粗基准通常只允许用一次？ 答：粗、精基准的选择原则详见教材P212-214。 粗基准通常只允许用一次的原因是：粗基准一般是毛面，第一次作为基准加工的表面，第二次再作基准势必会产生不必要的误差。 5-5加工习题5-5图所示零件，其粗、精基准应如何选择（标有 符号的为加工面，其余为非加工面）？习题5-5图a)、b)、c)所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀；习题5-5图d)所示零件毛坯孔已铸出，要求孔加工余量尽可能均匀。 习题5-5图
解：按题目要求，粗、精基准选择如下图所示。 5-6为什么机械加工过程一般都要划分为若干阶段进行？ 答：机械加工过程一般要划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。其目的是保证零件加工质量，有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理，有利于合理使用机床设备。 5-7 试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什么场合？ 5-8什么是加工余量、工序余量和总余量？ 答：加工余量——毛坯上留作加工用的材料层； 工序余量——上道工序和本工序尺寸的差值； 总余量——某一表面毛坯与零件设计尺寸之间的差值。 5-9 试分析影响工序余量的因素，为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本工序装夹误差和上工序制造公差的影响？ 5-10习题5-10图所示尺寸链中（图中A0、B0、C0、D0是封闭环），哪些组成环是增环？那些组成环是减环？
机电设备故障诊断与维 修技术试题 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
一、填空题（每题1分，共30分） 1.机械故障是指机械设备在运行过程中丧失或降低其规定的功能及不能继续运行的现象。 2.故障按发生的时间分为：早发性故障、突发性故障、渐进性故障、复合型故障。 3.影响维修性的因素，主要有机械设备维修性设计的优劣、维修保养方针、体制、维修装备设施的完善程度，维修保养人员的水平高低和劳动情绪等。 4.机电设备常用的维修方式有：事后维修、预防维修、可靠性维修、改善维修和无维修设计。 5.修理类别有：大修、项修、小修三种类型。 6.机械零件失效形式也主要有磨损、变形、断裂、蚀损等四种。
7.按摩擦表面破坏的机理和特征不同，磨损可分为：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。 8.机械零件或构件的变形可分为弹性变形和塑性变形两大类。 9.磨料磨损的形式可分为錾削式、高应力碾碎式和低应力擦伤式三类。 10.“无维修设计”是设备维修的理想目标 二、不定项选择题（每题2分，共10分） 1.故障按表现形式分为：（AB） A.功能故障 B.潜在故障 C.人为故障 D.自然故障 2.故障的特点有（ABCD） A.多样性和层次性 B.延时性和不确定性 C.多因素和相关性 D.修复性 3.（B）是指机械设备在维修方面具有的特性或能力
A.维修 B.维修性 C.保修 D.保养 4.下列哪项是属于腐蚀磨损（D） A.轻微磨损 B.咬死 C.涂抹 D.氧化磨损 5.下列哪些不是项修的主要内容（B） A.治理漏油部位 B.修理电气系统 C.喷漆或补漆 D.清洗、疏通各润滑部位 三、判断题（每题2分，共10分） 1.故障管理的目的在于早期发现故障征兆，及时采取措施进行预防和维修。（√） 2.对常发生或多次重复出现的故障的部位或零件，要重点监测，必要时对其进行系统技术改造。（√） 3.维修是指维护或修理进行的一切活动。包括保养、修理、改装、翻修、检查等。（√） 4.改善维修的最大特点是修补结合。（X） 5.大修即大修理，是指以全面恢复设备工作精度、性能为目标的一种改善修理。（X） 四、名词解释（每题5分，共20分）1.维修性
模拟考试试卷A 2、数控机床机械故障诊断包括对机床运行状态的识别、预测和监视三个方面的内容。其实用诊断方法有看、问、听、嗅触等。 3、点检就是按有关文件的规定，对数控机床进行定点、定时 、的检查和维护。 1、数控机床最适用于复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量的机械零件的加工。（） 2．在工件或刀具自动松夹机构中，刀杆通常采用7：24的大锥度锥柄。（） 3．凡是包含测量装置的数控机床都是闭环数控机床。（） 4．数控机床中内置PLC的CPU与数控系统的CPU是同一CPU。（） 5．数控机床电控系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路，一般将前者称为“弱电”，后者称为“强电”。（） 6．对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，分别进行。（） 7．用户参数在调机或使用、维修时是不可以更改的，这些参数改好后，应将参数封锁住。（） 8．数控机床中，所有的控制信号都是从数控系统发出的。（） 9．数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。（） 10．常用的间接测量元件有光电编码器和旋转变压器。（） 1.数控机床是在诞生的。 ( )。 A．日本 B. 美国 C. 英国 D. 中国 2．数控机床主轴驱动应满足： ( )。 A．高、低速恒转矩 B．高、低速恒功率 C．低速恒功率高速恒转矩 D．低速恒转矩高速恒功率 3．故障维修的一般原则是： ( )。 A．先动后静 B．先内部后外部 C．先机械后电气 D．先特殊后一般 4．数控机床工作时，当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动：（）。 A．程序停止功能 B.暂停功能 C. 紧停功能 D.应急功能 5．数控机床如长期不用时最重要的日常维护工作是：（）。 A．清洁 B. 干燥 C. 通电 D. 维修模拟考试试卷B1、数控机床最适用于复杂、
第9章 齿轮传动设计 习题解答 9.2 有一渐开线直齿轮如题图所示，用卡尺测量得两个齿和三个齿反向渐开线之间的法向距离(称为公法线长度)分别为mm 11.382=W 和mm 73.613=W ，齿顶圆直径mm 208=a d ，齿根圆直径mm 172=f d ，数得齿数其24=z 。试求： （1）该齿轮的模数m 、分度圆压力角α、齿顶高系数? a h 和顶隙系数?c ； （2）分度圆直径d 、、基圆直径b d 、齿厚s 及齿顶厚a s 。 题9.2图 解：（1）απcos 23m p W W b ==?。 取°=20α进行试算，则mm 001.820cos 11 .3873.61=° ?=πm ， 考虑测量误差，可知该齿轮的模数应为mm 8=m 。 因)2(?+=a a h z m d ，即)224(8208?+=a h ，故1=? a h 因)22(????=c h z m d a f ，即)224(8172???=c ，故25.0=?c （2）mm 192248=×==mz d ，mm 421.18020cos 248cos =°×==αmz d b 以下按标准齿轮进行计算：mm 566.122/82/===ππm s )(2ααinv inv r r r s s a a a a ??=，°===842.29)104/21.90arccos()/arccos(11a b a r r α 052838.0180/842.29842.29tan tan =°°?°=?==παααθa a a a inv （也可查表9.2） 014904.0180/2020tan tan =°°?°=?==παααθinv mm 723.5)014904.0052838.0(104296 104 566.12=?×?×=a s 9.3 试问渐开线标准直齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数应为多少？又问当齿数大于求得的齿数时，齿根圆与基圆哪一个大？ 解：)22(?? ??=c h z m d a f ，αcos mz d b =， )](2)cos 1([cos )22(?? ??+??=???=?c h z m mz c h z m d d a a b f αα 当齿根圆与基圆重合时：b f d d =，4145.4120cos 1) 25.01(2cos 1)(2≈=° ?+= ?+=?? αc h z a （按正常齿制进行计算） 因此，当41=z 时，齿根圆和基圆接近重合，实际是齿根圆略小于基圆。 而当45.41>z 时，齿根圆将大于基圆。
12-2切削过程的三个变形区各有何特点它们之间有什么关联 答：切削塑性金属材料时，刀具与工件接触的区域可分为3个变形区： ①第一变形区（基本变形区）：是切削层的塑性变形区，其变形量最 大，常用它来说明切削过程的变形情况； ②第二变形区（摩擦变形区）：是切屑与前面摩擦的区域； ③第三变形区（表面变形区）：是工件已加工表面与后面接触的区域。 它们之间的关联是：这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而且复杂，金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上。 2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么 答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。 积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。 由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。 消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析分力作用是什么 答：（1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。 （2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关。 2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样为什么如何运用这一定律知道生产实践 答：不一样。切削速度影响最大，进给量次之，背吃刀量最小。从他们的指数可以看出，指数越大影响越大。为了有效地控制切削温度以提高刀具寿命，在机床允许的条件下选用较大的背吃刀量和进给量，比选用打的切削速度更为有利。 2-18选择切削用量的原则是什么从刀具寿命出发时，按什么顺序选择切削用量从机床动力出发时，按什么顺序选择为什么 答：（1）指定切削用量时，要综合考虑生产率、加工质量和加工成本，选用原则为： ①考虑因素：切削加工生产率；刀具寿命；加工表面粗糙度；生产节拍。 ②粗加工时，应从提高生产率为主，同时保证刀具寿命，使用最高生产率耐用度。 ③精加工时，应保证零件加工精度和表面质量，然后才是考虑高的生产率和刀具寿命，一般使用小的切削深度和进给量，较高的切削速度。 （2）从刀具寿命出发，优先选用大的a p ，其次大的f ，最后大的V，因为由V→f→a p对T的影响程度是递减的。 （3）从机床动力出发时，优先选用大的f ，其次大的a p ，最后大的V，因为由V→a p→f对F2的影响程度递减。