[诊断学,教学改革,故障]关于《机械故障诊断学》的教学改革研究

《汽车故障诊断学》课程理实相结合的教学改革与创新[摘要]《汽车故障诊断学》是车辆工程等专业一门主要的、实践性较强的专业课程。

随着汽车技术的进步, 汽车故障诊断技术也随之发展，为了让学生更好地掌握好该课程，我们从教学内容、教学方法与课程考核方式等方面对该课程进行教学改革，这样培养了学生的学习能力、实践动手能力、分析和解决问题的能力及创新精神。

[关键词]汽车故障诊断教学改革创新一、前言《汽车故障诊断学》是普通工科院校车辆工程专业的一门主干课程，是研究汽车故障机理、汽车诊断理论、方法和检测诊断技术的一门学科，同时它也是以工程数学、可靠性理论、信息理论为基础，以电子技术、计算机技术、人工智能技术为手段，以汽车故障为主要研究内容的一门综合应用学科，该课程的实践环节在整个教学过程中起到了非常重要的作用。

课程要求学生掌握汽车发动机、底盘等系统的检测原理及方法；检测设备的构造与使用；汽车常见故障的产生原因分析与排除等。

随着汽车技术的发展, 现代汽车已经是一个融机、电、液、计算机技术于一体的复杂系统，它的结构和性能发生了根本性的变化,从而使汽车故障的诊断从传统的问、看、听、闻的经验诊断方式, 逐步发展为以信息技术为依托的诊断系统智能化、诊断手段多样化的现代汽车故障诊断方法。

高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，高级专门人才的创新精神和实践能力的培养, 要经过一个理论与实践相结合的高等专业教育过程，人才的创新精神源于扎实的理论基础和基本实践能力。

如何通过对传统实践教学课程体系和运作方法的改革创新, 使其适应具有创新精神、实践能力和社会需求的高级专门人才,是具有重要现实意义的。

本文从培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才的基本要求出发, 对该课程的教学方法、教学内容、考核方式几方面的改革创新作些探讨。

二、改革和创新教学方法，课堂理论教学与实践教学相结合在传统教学模式中，该课程理论教学和实践教学是分开进行的。

滚动轴承故障诊断分析学院名称：专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：0引言：随着科技的发展，现代工业正逐步向生产设备大型化、复杂化、高速化和自动化方向发展，在提高生产率、降低成本、节约能源、减少废品率、保证产品质量等方面具有很大的优势。

但是，由于故障所引起的灾难性事故及其所造成的对生命与财产的损失和对环境的破坏等也是很严重的，这就使得人们对诸如航空航天器、核电站、热电厂及其他大型化工设备的可靠性、安全性提出了越来越高的要求。

除了在设计与制造阶段，通过改进可靠性设计、研究和应用新材料、新工艺以及加强生产过程中的质检控制措施提高系统的可靠性与安全性外，提高系统可靠性与安全性的另一个重要途径就是对系统的工作状态进行实时的监测与诊断，从而实现对设备的有效控制，并对灾难性故障的发生进行预警，为采取相应的补救措施提供有效的信息。

故障诊断理论就是为了满足对系统可靠性和安全性要求的提高，减少并控制灾难性事故的发生而发展起来的。

因此，故障诊断理论的发展必将促进故障监测和监控系统的快速发展与广泛应用，从而可以进一步的提高系统运行的可靠性与安全性，并由此产生巨大的经济和社会效益。

而滚动轴承是旋转机械最重要的零部件之一,也是旋转机械中的易损零件。

据统计旋转机械的故障有30%是由轴承故障引起的, 轴承的故障会导致机器剧烈振动和产生噪声, 甚至会引起设备的损坏。

因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。

滚动轴承诊断方法有倒频谱分析、特征参数分析法、冲击脉冲法、包络分析法、小波分析等。

振动分析是对滚动轴承进行状态监测和故障诊断的常用方法。

一般方式为：利用数据采集器在设备现场采集滚动轴承振动信号并储存，传送到计算机，利用振动分析软件进行深入分析，从而得到滚动轴承各种振动参数的准确数值，进而判断这些滚动轴承是否存在故障。

1滚动轴承的故障形式滚动轴承在正常情况下，长时间运转也会出现疲劳剥落和磨损。

而制造缺陷、对重偏差大、转子不平衡、基础松动、润滑油变质等因素会加速轴承的损坏。

机械设备故障诊断及监测研究-故障诊断论文-工业论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：针对机械设备中的关键部件——滚动轴承、齿轮箱、电动机的故障诊断与监测的发展现状进行文献综述，总结该领域的研究现状及主要方法。

概述了机械设备中一些关键部件，比如轴承、齿轮箱、电动机的故障特点及故障形式，进而深入分析相应的诊断难点，并结合国内外相关文献系统地介绍并比较了现有的针对机械设备关键部件的故障诊断与健康监测方法，最后对该领域的发展方向进行了展望。

关键词：机械设备；故障诊断；滚动轴承；齿轮箱近年来，随着机械设备的运行环境逐渐复杂化，机械设备发生故障的概率显著提高，一旦未能及时发现机械设备的局部故障问题，最终可能导致机械设备潜伏性故障逐渐发展以致整体性损坏的严重后果。

在智能制造的背景下，对机械设备相关关键部件进行故障诊断和监测成为一个值得思考的现实问题。

因此，以下就机械设备故障诊断与监测方法展开分析与探讨。

1机械设备故障诊断系统机械设备往往利用分布式传感器作为故障诊断系统的重要部分，实时监测机械设备在工作状态或相对静止状态下的信号，将之与监测对象的历史状态相比对，通过数字信号处理等手段进一步分析和处理所获信号，准确地确定故障的发生位置及故障类型，从而得以及时排除机械设备的故障。

在早期，机械设备状态监测的方法主要包括振动监测法、采样分析法、测温法及超声波法等。

对于绝大多数机械设备，以振动作为主要参考标准的诊断方法最为常见。

机械设备故障诊断系统主要分为两大部分：①借助传感器获取振动等参考信号进行分析处理。

传感器技术依托电磁感应等原理来测得机械设备的工作状态参数，并将所得数据传输到微型计算机中，接着微机将其与数据库原始标准健康数据进行比对，初步诊断机械设备的状态。

但仅仅依靠传感器是不行的，传感器只能监测电流、电压、等有限的状态参数，诊断效果较差。

②智能诊断技术，这类技术基于第一部分所获数据进一步分析处理，以计算机为载体实现一种与人类思维运算近似的智能诊断系统。

《机械设备故障诊断与维修》课程标准一、课程定位《机械设备故障诊断与维修》课程是机电技术应用及机械制造大类各专业的核心专业课程，依据专业的人才培养目标和机电设备装调维修工岗位群的任职要求而设置的。

本课程采用基于“机电设备生产、销售和服务”职业工作过程的“做”中“学”教学模式，培养从事机电设备机械部件、电气系统和整机的装配、故障排查等机电设备制造和机械加工的关键性岗位能力，并培养良好的职业素质，使学生成为合格的机电设备从业人员。

二、课程目标通过《机械设备故障诊断与维修》课程的学习，基于工作岗位的能力要求，根据我校以“培养高素质高技能应用型人才”的办学定位和大专学生毕业后从事生产第一线技术工作岗位的实际提出如下具体课程目标：1.知识目标1）熟悉机电设备安装与维修相关职业标准。

2）了解设备老化、失效、故障、维修等方面的基本概念、内容，对设备维修与故障诊断有较完整地认识。

3）了解传统的和现代的主要的故障诊断技术和方法，能正确运用故障诊断参数和标准等对实际故障问题进行定性分析和诊断。

4）深入理解设备的拆卸与装配原则，能进行典型零部件的装配。

5）熟悉机械零件的各种修复方法，能进行机械修复、焊接、热喷涂等操作。

6）熟悉设备精度检验中常用的工具，能正确进行常用设备的精度检验。

7) 具有典型零部件、普通机床、农业机械的故障诊断和维修能力。

8）能进行数控设备的安装和简单故障排除2.能力目标1）具有自主学习能力和自我发展能力。

2）能运用电脑、网络等现代学习工具，有信息收集和处理能力。

3）具有安排任务与解决现场问题能力。

4）能自觉评价学习效果，找到适合自己的学习方法和策略。

5）具有方案设计和开拓创新能力。

3.素质目标1）培养良好的团队合作意识和文字表达能力；2）具有较好的语言表达能力和沟通交流能力；3）具有系统概括知识的能力；4）具有拆卸、清洗、检验、修理及装配机械零件的基本能力；5）具有良好的工程表达能力；6) 具有科学思维方法；7) 具有分析问题和解决问题的能力；8) 具有自主学习新知识、新技术的能力。

《机械设备故障诊断与维修》教学大纲一、课程性质与任务本课程是机械电子工程专业（本科）的任选修的专业课。

它研究机械设备故障诊断技术包括机械设备故障诊断技术的基本概念、机械物理信号分析基础、机械状态识别方法、机械零件的失效形式等设备诊断原理和常用技术，典型设备和主要传动部件等的故障诊断技术。

通过本课程的学习，获得机械设备故障诊断技术必要的基本理论、专业知识和基本技能，了解和掌握常用诊断仪器系统的使用方法，具有对机械设备进行故障诊断的技术能力，从事相关的工程技术工作打好基础。

二、课程基本要求（一）了解本课程的作用、地位和学习目的，系统地了解本课程的学习内容和和各章的基本要求。

（二）了解机械设备故障诊断技术的基本概念、机械物理信号分析基础、机械状态识别方法、了解测试、诊断仪器的基本特性。

（三）掌握工程信号的类别及其基本特点、掌握频谱分析与数字信号分析的基本方法。

掌握机械零件的失效形式等设备诊断原理和常用技术，掌握常用诊断仪器系统的使用方法，能对典型设备和主要传动部件开展故障诊断工作。

三、课程内容（一）绪论1．机械设备故障诊断技术的意义；2．机械故障诊断的基本内容3．机械设备的信息获取和检测方法；4．机械设备故障诊断方法的分类；5．机械设备故障诊断技术的发展。

重点：机械设备的信息获取和检测方法、机械设备故障诊断方法的分类。

难点：机械设备的信息获取和检测方法。

教学建议：以企业设备诊断实例来说明机械设备故障诊断技术的意义，结合实例和测试技术的基础来讲解机械设备的信息获取和检测方法。

（二）机械设备故障诊断中的信号分析与处理1.机械物理信号分析的基础知识；2.检测信号的时域分析方法3.检测信号的频域分析方法；4.检测信号的其它分析方法；重点：周期信号与离散频谱、瞬变非周期信号与连续频谱。

难点：周期信号与离散频谱、瞬变非周期信号与连续频谱。

教学建议：使用多媒体技术来讲解本章的内容，以图形变换形象化地说明各种信号分析方法主要性质和应用特点。

农业机械化专业机械故障诊断与维修摘要：毋庸讳言，目前许多农业专业的人才培养并不能适应当前市场对人才的要求，农业机械化专业的人才培养模式已经无法适应当前的人才需求状况，因此，农业机械化专业的教学和课程改革工作迫在眉睫。

农业机械化专业故障诊断与维修课程是农业机械化专业的主修科目，教师需要在教学当中对教学方法进行改进，以培养高素质的农业机械化专业人才为教学目标，把创新教学方法作为教学方向，从而实现农业机械化学科人才培养的与时俱进。

关键词：农业机械化专业；机械故障诊断与维修；课程；教学方法1科学制定教学内容教师的教学内容是影响学生对农业机械故障诊断与维修相关知识学习的直接因素，教师要根据教材制定科学的教学内容和教学计划。

原有的机械故障诊断与维修教材的篇幅较长，而且内容以计算分析、理论知识讲解为主，内容已经无法适应当前的教学需求，另外，随着技术的进步，许多新的技术已经应用到农业机械故障诊断与维修当中，教材更新不及时，教师教学内容不更新，直接导致学生学习的知识无法与实际结合起来。

因此，教师在安排教学内容的时候要对课程内容进行筛选，并增添新的内容。

例如，教材上对机械的维修主要集中在机械发生故障的事后，随着技术手段的更新和维修理念的进步，预防维修和计划维修已经成为了机械维修工作的主要方式，教师要将类似的内容增添到教学内容中，提高教学内容的新颖性。

2创新教学方法与农业相关的专业需要与实践相结合。

农业专业它以农业生物科学为理论基础，与农业生产技术相结合，是综合性很强的专业，不仅包括了生物科学，还包含着自动化控制、工业设计等一系列应用科学。

农业机械化专业设立的主要目的就是为我国农业现代化提供农业机械设计、制造、运用与维护的高素质人才。

长期以来，为了提高学生学习成绩，教师在教学过程中主要采用了灌输式的教学方式，在这种教学方式下的学生创新能力和实践能力低下，学生的思维受到了局限，主观能动性很低，大部分学生都在被动地接受老师的教课内容[1]。

基于机器学习的机械系统故障诊断与改进随着工业自动化程度的不断提高，机械系统的故障诊断与改进成为了一个重要的问题。

传统的人工诊断方法往往存在诊断时间长、准确性低等问题。

而机器学习技术的快速发展为机械系统的故障诊断与改进提供了一种新的解决方案。

本文将介绍基于机器学习的机械系统故障诊断与改进的原理和应用。

一、机械系统故障诊断的需求机械系统是工业生产中不可或缺的组成部分，但由于长期运行和环境影响，故障不可避免。

机械系统的故障会导致生产效率下降、设备损坏甚至安全事故的发生。

因此，及时准确地诊断机械系统的故障，对于保障工业生产的顺利进行至关重要。

传统的机械系统故障诊断方法主要依赖于经验判断和人工观察，存在诊断时间长、准确性低等问题。

而基于机器学习的故障诊断方法能够自动从大量的历史故障数据中学习并进行故障诊断，具有较高的准确性和效率。

二、机器学习在机械系统故障诊断中的原理机器学习是一种通过数据和经验改善系统性能的方法。

在机械系统故障诊断中，机器学习可以通过学习历史故障数据中的模式和规律，来实现对未知故障的识别和预测。

机械系统故障数据通常包含了多个传感器采集的各种参数，如振动、温度、电流等。

通过对这些参数进行特征提取和选择，可以构建一个特征向量，用于表示机械系统的状态。

机器学习算法将对这些特征向量进行训练，并建立一个故障模型。

当新的故障数据输入时，机器学习算法可以根据学习到的模型进行故障诊断和预测。

三、基于机器学习的机械系统故障诊断的应用基于机器学习的机械系统故障诊断已经在实际工业生产中得到了广泛的应用。

以下是几个典型的应用案例：1. 轴承故障诊断：轴承是机械系统中容易出现故障的部件之一。

通过监测轴承振动信号，并采集轴承相关参数，可以训练机器学习模型进行轴承故障的诊断和预测。

2. 齿轮箱故障诊断：齿轮箱是传统机械系统中常见的传动装置，容易出现齿轮破损、啮合不良等故障。

通过监测齿轮箱振动、温度等参数，结合机器学习算法进行故障诊断，可以及早发现齿轮箱的问题并采取相应的维修措施。