《智能裝備及故障診斷》課程教學(xué)大綱（智能制造工程專(zhuān)業(yè)）

《智能裝備及故障診斷》課程教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介課程中文名智能裝備及故障診斷課程英文名IntelligentEquipmentandFaultDiagnosis雙語(yǔ)授課□是否課程代碼24122130課程學(xué)分2總學(xué)時(shí)數(shù)32（含實(shí)踐8）課程類(lèi)別□通識(shí)教育課程□公共基礎(chǔ)課程專(zhuān)業(yè)教育課程□綜合實(shí)踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)□必修選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會(huì)實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式□閉卷□開(kāi)卷□課程論文□課程作品□匯報(bào)展示報(bào)告課堂表現(xiàn)□階段性測(cè)試□平時(shí)作業(yè)□其他（可多選）開(kāi)課學(xué)院機(jī)器人工程學(xué)院開(kāi)課系(教研室)智能制造工程系面向?qū)I(yè)智能制造工程開(kāi)課學(xué)期第7學(xué)期先修課程傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)后續(xù)課程無(wú)選用教材1.機(jī)械故障診斷技術(shù)（普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材），張鍵，第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，2014.05參考書(shū)目1.鐘秉林等，《機(jī)械故障診斷學(xué)》（第三版），機(jī)械工業(yè)出版社，20072.DonaldE.Bently等，《旋轉(zhuǎn)機(jī)械診斷技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2014課程資源1.圖書(shū)館學(xué)習(xí)資源：可借閱圖書(shū)館機(jī)器人相關(guān)書(shū)籍進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。2.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源：/course/CHD-10021430043.自主學(xué)習(xí)資源：利用百度搜索相關(guān)課件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。課程簡(jiǎn)介通過(guò)《智能裝備及故障診斷》教學(xué)，了解和掌握機(jī)械故障診斷技術(shù)的有關(guān)基本理論和基本概念，包括機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)量技術(shù)、信號(hào)特征提取技術(shù)、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)分析、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、滾動(dòng)軸承、齒輪箱電動(dòng)機(jī)故障診斷方法相關(guān)的基本理論知識(shí)與相應(yīng)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析解決機(jī)械故障相關(guān)工程問(wèn)題的能力和機(jī)械故障診斷技術(shù)應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷，塑造工匠精神，鑄造匠人品質(zhì)二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號(hào)具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1理解振動(dòng)信號(hào)的數(shù)學(xué)描述方式，掌握機(jī)械設(shè)備不同物理狀態(tài)信號(hào)表征方式，掌握機(jī)械設(shè)備加速度、速度、位移傳感器原理與特點(diǎn)，掌握信號(hào)特征時(shí)域、頻域提取方法；具有應(yīng)用電工電子和控制理論專(zhuān)業(yè)知識(shí)、分析機(jī)械設(shè)備故障特征的能力。課程目標(biāo)2掌握旋轉(zhuǎn)機(jī)械的特點(diǎn)及其故障信號(hào)特點(diǎn)，理解滾動(dòng)軸承常見(jiàn)失效形式及原因，掌握滾動(dòng)軸承故障診斷方法，理解齒輪常見(jiàn)失效形式及原因，掌握齒輪故障診斷方法；具有研究和分析機(jī)械故障診斷方法合理性與制定診斷方案的能力。課程目標(biāo)3掌握機(jī)械設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢(shì)變化規(guī)律與分析方法，掌握轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)機(jī)理與診斷方法，掌握滾動(dòng)軸承故障診斷依據(jù)與指標(biāo)、掌握齒輪故障特征判別方法；培養(yǎng)學(xué)生具備應(yīng)用故障診斷方法，分析轉(zhuǎn)子、滾動(dòng)軸承、齒輪等機(jī)械設(shè)備狀態(tài)與故障判別的能力。表2-1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求6：工程與社會(huì)：能夠基于智能制造工程專(zhuān)業(yè)相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行合理分析，評(píng)價(jià)專(zhuān)業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜智能制造工程問(wèn)題解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任?！綡】6.1熟悉與智能制造工程相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，并能據(jù)此評(píng)價(jià)專(zhuān)業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜智能制造工程問(wèn)題解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響。課程目標(biāo)1畢業(yè)要求8：職業(yè)規(guī)范：具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感，能夠在工程實(shí)踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任?！綧】8.2認(rèn)知智能制造工程職業(yè)道德和規(guī)范，并能夠在智能制造工程實(shí)踐中認(rèn)真履行，具有健康的體質(zhì)和良好的心理素質(zhì)。課程目標(biāo)2畢業(yè)要求9：個(gè)人和團(tuán)隊(duì)：能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色?！綥】9.1能夠認(rèn)識(shí)到多學(xué)科團(tuán)隊(duì)對(duì)復(fù)雜智能制造工程實(shí)踐中的意義和作用，具備良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。課程目標(biāo)3三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3-1課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時(shí)1導(dǎo)論+機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)量技術(shù)導(dǎo)論+1.1機(jī)械故障診斷的意義、機(jī)械設(shè)備的壽命及劣化曲線、機(jī)械系統(tǒng)常見(jiàn)故障、故障診斷基本方法1.2本課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求及學(xué)習(xí)方法1.與線上學(xué)習(xí)：參考鏈接課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2重點(diǎn)難點(diǎn)：機(jī)械設(shè)備的壽命及劣化曲線的理解講授法22機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)量技術(shù)導(dǎo)論+機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)量技術(shù)2.1機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的描述方式2.2機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)量技術(shù)1.與線上學(xué)習(xí)：參考鏈接課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2重點(diǎn)：（1）振動(dòng)信號(hào)的定義與數(shù)學(xué)描述方法；（2）用于故障信號(hào)測(cè)量的傳感器特點(diǎn)。講授法23信號(hào)特征提取方法及設(shè)備狀態(tài)分析3.1信號(hào)特征時(shí)域提取方法3.2信號(hào)特征頻域提取方法3.3信號(hào)特征的圖像表示方法3.4自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)及其圖像判讀方法3.5機(jī)械設(shè)備狀態(tài)診斷標(biāo)準(zhǔn)3.6機(jī)械設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢(shì)分析1.與線上學(xué)習(xí)：參考鏈接2.個(gè)人作業(yè)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3重點(diǎn)：（1）峭度信號(hào)、周期信號(hào)、非周期信號(hào)的定義與特征；（2）采樣定理的內(nèi)容及其應(yīng)用；（3）機(jī)械設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢(shì)變化規(guī)律與分析方法。講授法24旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法滾動(dòng)軸承故障診斷方法齒輪箱故障診斷方法4.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征、常見(jiàn)故障類(lèi)型及其故障信號(hào)特點(diǎn)4.2不平衡振動(dòng)案例分析4.3軸彎曲振動(dòng)案例分析4.4不對(duì)中振動(dòng)案例分析4.5轉(zhuǎn)子熱變形振動(dòng)案例分析4.6支撐松動(dòng)與油膜渦動(dòng)案例分析4.7碰摩與喘振案例分析1.與線上學(xué)習(xí)：參考鏈接課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3重點(diǎn)：（1）旋轉(zhuǎn)機(jī)械的特點(diǎn)及其故障信號(hào)特點(diǎn)；（2）轉(zhuǎn)子振動(dòng)的機(jī)理及其振動(dòng)特征。講授法25旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法滾動(dòng)軸承故障診斷方法齒輪箱故障診斷方法5.1滾動(dòng)軸承失效形式5.2滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征5.3滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析方法5.4滾動(dòng)軸承故障診斷案例分析1.與線上學(xué)習(xí)：參考鏈接2.個(gè)人作業(yè)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3重點(diǎn)：（1）滾動(dòng)軸承常見(jiàn)失效形式及原因；（2）常用的滾動(dòng)軸承故障診斷方法及其應(yīng)用；（3）傳感器安裝位置與布置方式分析。講授法46電動(dòng)機(jī)故障診斷方法旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法滾動(dòng)軸承故障診斷方法6.1齒輪失效形式6.2齒輪的振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征6.3齒輪的故障分析方法6.4齒輪故障診斷案例分析1.與線上學(xué)習(xí)：參考鏈接課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3重點(diǎn)：（1）齒輪常見(jiàn)失效形式及原因；（2）常用的齒輪故障診斷方法及其應(yīng)用；（3）功率譜分析在齒輪故障診斷中的應(yīng)用與判別方法。講授法37齒輪箱故障診斷方法7.1電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型特點(diǎn)與測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)7.2機(jī)-電-磁耦合系統(tǒng)的振動(dòng)原理7.3電動(dòng)機(jī)的故障特征7.4電動(dòng)機(jī)故障診斷案例分析1.與線上學(xué)習(xí)：參考鏈接課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3重點(diǎn)：（1）電動(dòng)機(jī)故障特征的理解與分析；（2）電動(dòng)機(jī)異常振動(dòng)特征與消除措施的理解與分析；講授法2實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3-2課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)項(xiàng)目來(lái)源教學(xué)目標(biāo)（觀測(cè)點(diǎn)、重難點(diǎn)）學(xué)時(shí)數(shù)項(xiàng)目類(lèi)型要求每組人數(shù)教學(xué)方法課程目標(biāo)1電阻應(yīng)變式故障檢測(cè)與傳感實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教材1.電阻應(yīng)變式傳感器的基本結(jié)構(gòu)與使用；2驗(yàn)證性必做3-4人視頻學(xué)習(xí)、查閱文獻(xiàn)、自學(xué)等課程目標(biāo)2課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32.電橋電路原理和性能；3.電阻應(yīng)變傳感器放大電路的調(diào)試方法。2電容式故障檢測(cè)與傳感實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教材1.電容傳感器基本結(jié)構(gòu)；2驗(yàn)證性必做3-4人課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32.電容傳感器調(diào)試方法。3霍爾傳感式故障檢測(cè)與傳感實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教材1.霍爾傳感器的原理；2驗(yàn)證性必做3-4人課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32.霍爾傳感器測(cè)量位移的方法。4渦流傳感式故障檢測(cè)與傳感實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教材1.渦流式傳感器的基本結(jié)構(gòu)；2驗(yàn)證性必做3-4人課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32.渦流式傳感器的工作原理及性能。四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)1主要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，其成績(jī)的評(píng)定由課堂討論表現(xiàn)、課后作業(yè)組成1-740%課堂學(xué)習(xí)討論、課后作業(yè)及課程思政報(bào)告成績(jī)課程目標(biāo)2試卷題型包括基本概念應(yīng)用計(jì)算題和綜合分析簡(jiǎn)答題其中考核振動(dòng)信號(hào)、機(jī)械設(shè)備物理狀態(tài)信號(hào)、傳感器原理與特點(diǎn)、信號(hào)特征提取方法的理論分析和計(jì)算能力的題目占50%~60%，考核針對(duì)轉(zhuǎn)子、滾動(dòng)軸承、齒輪、電動(dòng)機(jī)故障失效原因及其故障診斷理論分析能力題目占40%~50%。1-730%課內(nèi)開(kāi)卷考試或者研究報(bào)告成績(jī)課程目標(biāo)330%表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績(jī)比例60%平時(shí)作業(yè)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)16%課堂考勤12%課堂表現(xiàn)12%課程目標(biāo)140%40%40%40%40%課程目標(biāo)230%30%30%30%30%課程目標(biāo)330%30%30%30%30%備注：以上考核方式類(lèi)型及占比均為示例，需確保每一列占比總和為100%。（二）成績(jī)?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)由課堂考勤和課堂表現(xiàn)組成，總分100分，其比例分配如下：平時(shí)成績(jī)（100%）=平時(shí)作業(yè)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)（40%）+課堂考勤（30%）+課堂表現(xiàn)（30%）（1）課堂表現(xiàn)（30分）：通過(guò)學(xué)生的考勤情況和在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問(wèn)情況，來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生相關(guān)的能力；（2）作業(yè)完成情況（40分）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)的設(shè)計(jì)，根據(jù)學(xué)生作業(yè)完成情況來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況；（3）課堂考勤（30分）：主要考核學(xué)生遲到、曠課、請(qǐng)假等情況，以考勤情況確定，遲到1次扣2分、曠課1次扣5分，此項(xiàng)可得負(fù)分。2.期末成績(jī)?cè)u(píng)定總分100分，主要考核學(xué)生對(duì)《智能裝備及故障診斷》課程專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)和后續(xù)學(xué)習(xí)規(guī)劃情況，每個(gè)報(bào)告不少于2000字，用A4紙手工書(shū)寫(xiě)報(bào)告，要求布局合理、字跡工整、邏輯嚴(yán)密、條理清楚、認(rèn)知深刻、規(guī)劃科學(xué)、安排有序。3.總成績(jī)?cè)u(píng)定總成績(jī)應(yīng)由平時(shí)考核成績(jī)、報(bào)告成績(jī)和期末考核成績(jī)構(gòu)成?？偝煽?jī)（100%）=平時(shí)成績(jī)（40%）+考試成績(jī)（60%）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表5評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項(xiàng)目）考核項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課程學(xué)習(xí)報(bào)告（1）報(bào)告選題符合課程性質(zhì)，選題范圍適中，具有較高的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出很強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料充分，結(jié)論清晰，具有相當(dāng)?shù)恼f(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)規(guī)范。（5）論文符合學(xué)術(shù)規(guī)范。（1）報(bào)告選題恰當(dāng)合理，具有較高的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程較為嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有較強(qiáng)的說(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織較為嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）報(bào)告基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，無(wú)明顯錯(cuò)誤。（1）報(bào)告選題較為合理，具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出一定的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有一定的說(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織較為嚴(yán)密。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述較為清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）報(bào)告基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，有部分錯(cuò)誤。（1）報(bào)告主題具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義，但選題凝練不夠，問(wèn)題意識(shí)欠佳。（2）論證過(guò)程較為合理但不太嚴(yán)謹(jǐn)，具有一定的證據(jù)或材料但不夠充分，結(jié)論基本清晰。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織具有一定的嚴(yán)密性，但存在部分不連貫現(xiàn)象。（4）語(yǔ)言表達(dá)基本清楚，所