機械論文開題報告
課題名稱： 理論力學創新應用ZME型多功能實驗台單自由度振動系統的測試
一、選題的目的及意義：
科學和經濟的發展，人才聘用的市場化，都對畢業生的實際能力提出了很高的要求。培養和訓練畢業生的應用所學知識的能力、分析及解決問題的能力、實踐動手能力和創新能力，是課題研究的基本目的。
機械振動是在日常生活和工程實際中普遍存在的一種現象，也是整個力學中ZUI重要的研究領域之一。機械振動指機器或結構物在平衡位置附近所做的“往復運動”。在工程中，存在着很多振動現象。如飛行器與船舶的振動、機牀與刀具的振動、各種動力機械的振動等。機械振動降低了機器的動態精度和性能，機械振動會使機器產生交變載荷，這將導致機器使用壽命的降低甚至釀成災難事故。共振現象是工程中需要研究的重要課題，在共振區內振動都很強烈，會導致機器或結構過大變形，造成破壞。因此有效地進行振動隔離或減振設計，消除和抑制振動的消極影響，是機械振動的一個主要研究方向之一。研究機械振動的意義體現在發展振動理論、防範有害振動和利用有益振動等方面。
機械工業的技術水平和現代化程度極大地影響整個國民經濟的技術水平。現代化的工業、農業、交通等各個領域的發展要求設計出性能更好的機械設備，由此導致機械振動力學的發展和研究。研究機械振動學的理論與方法，解釋機械結構系統中各種複雜運動現象，實現大型複雜裝備振動與噪聲的有效控制，充分利用振動現象，是提升機械裝備性能的重要手段，而機械振動系統測試是研究機械振動的重要手段。
機械振動測試是研究和解決工程技術中許多動力學問題必不可少的手段，可以用來求解機械結構的動力學參數：阻尼、固有頻率等。其目的：一是尋找振源，減少或消除被測量設備和結構所存在的振動;二是測定結構或系統的動態特性以便改進結構設計，提高抗震能力。
研究機械振動是防範有害振動的迫切要求。工程中有大量的振動問題需要人們研究、分析和處理，特別是現代機械產品向着高速化、精密化、輕型化、微型化和大型化等方向發展，使得振動問題更加突出，對防範振動提出了更高的要求。在高速化的機械產品設計中，為了滿足高速化機械產品的設計質量，動力學分析方法從動態靜力分析發展到動力分析和彈性動力分析。例如，汽車的高速化推動了對整車振動和傳動系統振動與噪聲的研究等。在精密加工領域，機械振動是影響加工質量和表面質量的主要因素之一，嚴重時會影響系統的穩定性。
研究機械振動是振動利用工程的迫切要求。在許多行業，振動機器和儀器已經用來完成各種不同的工藝過程，如成形、篩分、整形、診斷等。電話機、諧振器、各部門使用的各種類型的振動機、醫療設備中的核磁共振、振動診斷技術等都是對振動原理的實際有利應用。對這些振動現象進行研究,找出其內在規律,並進行有效的利用,則會對社會產生重大的社會效益與經濟效益。目前振動利用工程學科取得了一系列研究成果，但仍然需要發展和開拓新的領域。
對機械振動的研究不僅有利於改善人們的生活環境和水平，也有助於提高機械設備的使用壽命，提高生產效率。正因如此，機械振動系統測試實驗在生產和科研等多方面都有着十分重要的作用。為了控制振動，將振動給人們帶來的危害降至ZUI低，就需要我們瞭解振動的特性和規律，對振動進行測試和研究。
許多工程實際振動系統夠可簡化為單自由度振動系統來研究，它是研究複雜振動系統的基礎。進行單自由度振動系統測試研究的ZUI終目的就是通過其來研究複雜振動，進行機械或結構的振動分析和振動設計，來控制振動的危害，利用有益的振動，合理利用機械振動特性，創造性地設計動力機械，造福人類，也是為以後的進一步學習研究機械力學奠定良好的基礎。因此，研究單自由度振動系統振動具有很大的現實意義和應用前景。
二、國內外機械振動理論的進展概況
(I) 機械振動概述：在機械動力學領域，機械振動理論是一個重要的研究方向，許多研究人員己經進行了大量卓有成效的研究，並有許多成熟的理論技術己經應用到實際中，出現了大量的優秀的振動產品及技術成果。如機械錶、光導纖維通信技術、醫用CT、振動診斷技術、振動輸送機、振動篩、激振器及振動控制技術等。這些產品及技術主要應用於機械製造、地質、能源化工、核工業、土木建築、海洋、航空航天、交通運輸以及其它領域和各個技術部門。
對機械振動的研究起始於17世紀60年代對鐘擺微振動機理的探索。在隨後的兩個世紀中，樑和板等結構件的振動是力學界研究的熱門。20世紀初，人們關心的機械振動問題主要集中在如何避免共振，因次，研究的重點是機械結構的固有頻率和振型的確定。在第二次工業革命中，電動機、發電機和汽輪機的出現，高速轉子引起的振動問題變得突出起來。20世紀60年代，線性振動基本理論已經建立起來。20世紀30年代，機械振動的研究開始由線性振動發展到非線性振動。20世紀下半葉，非線性振動理論得到飛速發展。到20世紀中葉，線性離散系統的基本理論已經建立起來。20世紀50年代以來，機械振動的研究從規則的振動發展到用概率和統計的方法才能描述其規律的隨機振動。
在ZUI近一個時期，科技工作者對許多非線性振動問題進行了深入研究，在定量研究或定性研究方面都提出了一些新的研究方法。特別是在近30年來，對混沌運動現象的揭示及對其展開的研究工作，被認為是當今科學領域的重大發現和重要成就之一。此外，隨着自動控制理論和電子計算機技術的發展，也為多自由度系統的計算和非線性振動系統的研究提供了技術基礎，許多非線性振動問題可以藉助數值計算與數值模擬方法予以解決使得非線性振動問題的解法向前推動了一大步。振動理論和實驗技術的發展，使振動分析成為機械設計中的一種重要工具。信號分析方法，尤其是快速傅立葉變換的出現成為現代振動測試、故障診斷技術的基礎。現代的振動測試技術是20世紀70年代以後隨着信號分析方法的出現而發展起來的。1988年，美國National Instruments公司提出了“軟件即儀器”的概念，開啟了虛擬儀器研究的先河。20世紀60-70年代專家系統出現，其首要目標就是用於基於振動檢測的故障診斷。振動主動控制技術的研究始於20世紀50年代末期，80年代後已經進入蓬勃發展階段，不僅取得了豐富的理論研究成果，而且成功應用於航天、土木及車輛結構的振動控制領域。
20世紀以來,迅猛發展的航空、航天、機械、車輛、船舶、土木、控制、通訊等工業,促使人們對機械、結構、電路中的振動現象進行深入研究。這使得線性時不變系統的振動理論形成了完整體系,非線性振動理論得到了很大發展,隨機振動、流固耦合振動、振動與噪聲控制、振動測量與系統建模、轉子動力學、包裝動力學等一批分支學科從無到有,形成了廣大工程師可用來解決問題的振動學。
目前，線性振動理論的研究已經很成熟了，已經建立了完整的理論體系，為非線性振動，甚至是混沌的研究奠定了基礎。非線性振動的研究工作已取得許多重要成果，並且已經解決了理論上和工程應用方面的諸多問題。但是還有很多問題還沒有徹底解決。需要對其進行更深的研究。
國內振動研究概況：早在戰國時期《莊子》就已經明確記載了共振現象。20世紀60年代初期，國內學者張阿舟同研究生聯名發表《頻率辨》論文，對單自由度粘性阻尼線性系統的各種特性頻率：固有頻率、自然頻率、(位移)振幅共振頻率和加速度振幅共振頻率作了精闢的分析，從理論上澄清了它們各自的含義和特定的界限。
我國學者陳予恕院士是非線性動力學及其工程應用在中國發展的主要代表。他和加拿大學者ford在1988年提出了C-L方法可求出整個參數空間中的週期解。該方法的理論意義在於：統一了世界文獻對非線性參數激勵系統似乎矛盾的結果，建立起系統分岔解的拓撲結構和系統參數之間的全面聯繫，從而突破了非線性振動理論發展的瓶頸。
我國學者朱位秋院士在1998年撰寫的專著是當代關於隨機振動的代表性著作之一。他關於非線性隨機振動的研究構成了一個非線性隨機動力學與控制的Hamilton理論體系框架，為解決工程中一系列非線性隨機動力學與控制的關鍵問題提供了一整套全新而有效的理論方法。張廣軍等通過雙穩Duffing 振子的隨機共振及其矩方程的分岔之間的關係研究了隨機共振的機制。
1999年，我國學者劉世齡、張佑啟、陳樹輝和徐兆四人提出了“強非線性振動的增量諧波平衡法和推廣的攝動方法”。謝建華等建立了兩自由度含間隙振動系統對稱週期碰撞運動的Poincare映射方程。張天俠等在同步振動系統耦合效應研究中導出了系統形成同步的耦合條件，給出了振動同步系統結構參數設計和選擇的工程方法。
(II)單自由度振動系統：任何一個實際的振動系統都是無限複雜的，為了能對之進行分析，一定要加以簡化，並在簡化的基礎上建立合適的力學模型。在簡化模型中，振動體的位置或形狀只需用一個獨立座標來描述的系統稱為單自由度系統。
單自由度系統是ZUI簡單、ZUI基本的振動系統。其重要性，一方面在於在很多實際問題都可簡化成一個單自由度系統，從而直接利用對這種系統的研究成果來解決問題;另一方面在於它具有一般振動系統的一些基本特性，是多自由度系統和連續系統乃至非線性系統振動理論和方法的基礎。在理論分析中，利用它的直觀、簡單，可以把握振動系統的許多基本性質。
以彈簧一質量系統為力學模型，如圖1所示，對研究單自由度系統的振動有着非常普遍的實際意義，因為工程上有許多問題通過簡化，用單自由度系統的振動理論就能得到滿意的結果。而同時對多自由度系統和連續系統的振動，在特殊座標系會考察時，顯示出與單自由度系統類似的性態。因此，揭示單自由度振動系統的規律、特點，為進一步研究複雜振動系統奠定了基礎。
1.單自由度系統的無阻尼自由振動：是以正弦或餘弦函數或統稱為諧波函數表示的，以其靜平衡位置為振動中心的簡諧振動。
式(1)就是無阻尼自由振動的微分方程，是二階常係數線性齊次方程。
系統週期： (2)
系統頻率： (3)
系統固有頻率： (4)
2.單自由度系統的有阻尼自由振動：在自由振動中，物塊除受恢復力的作用外，還受到阻力的作用，振動過程中的阻力通稱阻尼。產生阻尼的因素比較多，例如在流體介質中運動時，會產生介質的粘性阻尼(如空氣阻尼、油的阻尼)等，總是有能量的散逸，系統不可能持續作等幅的自由振動，而是隨着時間的推移振幅將不斷減小。這種自由振動叫做有阻尼自由振動。有阻尼自由振動固有頻率： 。有阻尼自由振動週期： ，阻尼自由振動的週期大於無阻尼自由振動的週期。
3.單自由度系統的受迫振動：在持續的外部激勵作用下所產生的振動稱為受迫振動。自由振動成分在阻尼作用下迅速衰減，振動的頻率ZUI終取決於激勵的頻率。受迫振動包含瞬態振動和穩態振動，在振動開始一段時間內所出現的隨時間變化的振動，稱為瞬態振動。經過短暫時間後，瞬態振動消失。系統從外界不斷地獲得能量來補償阻尼所耗散的能量，因而能夠作持續的等幅振動，這種振動的頻率與激勵頻率相同，稱為穩態振動。
4.單自由度系統的自激振動：自激振動指在非線性振動中，系統只受其本身產生的激勵所維持的振動。自激振動系統本身除具有振動元件外,還具有非振盪性的能源、調節環節和反饋環節。因此，不存在外界激勵時它也能產生一種穩定的週期振動，維持自激振動的交變力是由運動本身產生的且由反饋和調節環節所控制。自激振動的頻率基本上取決於系統的固有特性。自激振動與初始條件無關，其頻率等於或接近於系統的固有頻率。如飛機飛行過程中機翼的顫振、鐘錶擺的擺動和琴絃的振動都屬於自激振動。
自激振動特徵：
(1)振動過程中，存在能量的輸入與耗散，因次其為非保守系統;
(2)能源恆定，能量的輸入僅受運動狀態，即振動系統的位移和速度的調節，因次其不含時間變量，為自治系統;
(3)振動的特徵量，如頻率和振幅，由系統的物理參數確定，與初始條件無關;
(4)自治的線性系統只能產生衰減自由振動，吳耗散時也只能產生振幅由初始條件確定的等幅自由振動，因次自振系統為非線性系統;
(5)自激振動的穩定性取決於能量的輸入與耗散的相互關係。
機械振動主要研究內容及方向
1、機械振動研究的內容及方向
(1)確定系統的固有頻率，預防共振的發生。隨着機械設備性能的高速重載化和結構、材質的輕型化，導致現代機械的固有頻率下降，而激勵頻率上升。因次，有可能使得機器的運轉速度進入或接近機械的“共振區”，引發強烈的共振，從而破壞機械的正常運轉狀態，所以對高速機械裝置均應進行共振驗算，避免共振事故的發生。
(2)計算系統的動力響應，以確定機械或結構受到的動載荷或振動的能量水平。傳統機械設計方法中，對機械運動分析與載荷計算是建立在剛性假定的基礎上，按照靜力學或剛體動力學方法進行的分析設計，此種方法面臨現代機械輕型高速化趨勢的挑戰。而現代化機械設計方法正由靜態設計向動態設計過度，考慮到機械結構的彈性分析機械振動載荷。
(3)研究平衡、隔振和消振方法，消除振動的影響。現代機器與儀器的重要特徵之一就是高速和精密。高速容易導致振動，而精密設備卻往往對自身與外界的振動有極為嚴格的限制。因次，對機械的減振、隔振技術提出了越來越高的要求。所以，隔振設備的設計、選用與配置、減振措施的採用也是機械動力系統研究的任務之一。
(4)研究自激振動及其他不穩定振動產生的原因，從而有效地加以控制。自激振動是一種恆定頻率和恆定振幅的週期運動，與其他受週期性外作用激勵的振動有本質區別。自激振動是有能源支持的非線性自治系統各個單元相互作用形成的穩態週期運動，是此類系統平衡狀態失穩後的一種終極狀態，描述其運動規律的數學模型都是非線性自治方程。對自激振動的研究必須解決兩個基本問題：如果自激振動是需要的，就要研究如何得到所需頻率、功率和波形的振動;如果自激振動是有害的，就要研究如何設法消除它。解決問題的關鍵在於相位關係和能量平衡。
(5)進行振動診斷，分析事故產生的原因及控制環境噪聲。機械故障診斷理論與技術在世界範圍內受到學術界和工業界的日益廣泛關注。在各種故障診斷技術中，基於振動分析判斷機械工作狀態、識別故障類型和位置、預測故障趨勢的振動診斷方法佔據着主導地位。振動診斷涉及兩類基本問題，即故障分析與故障診斷。機械故障診斷，就是通過檢測、提取、利用機械系統進行運行中所產生的相關信息，識別其技術狀態，確定故障的性質，分析故障產生的原因，尋找故障部位，預報故障的發展趨勢，並提出相應的對策。
(6)振動技術的利用。作為一種自然現象，振動存在着有利的一面，也存在着有害的一面。對於振動問題的研究，一方面要充分利用振動現象為人類造福，如振動破碎、振動送料等都是振動正向應用的實例;另一方面，要系統分析機械設備止逆閥的振動機理，研究隔振和減振措施。
機械振動存在的理論與技術問題
1、機械振動理論在近年來雖然得到迅速發展，但仍有大量理論與技術問題等待人們去研究和探索：
(1)關於振動理論方面，目前線性振動理論發展較為完備，但非線性振動理論還有許多問題尚需解決。工程上的非線性問題常常採用簡化的線性性化處理，或在計算機上進行分段線性化處理。在這方面有待於進一步探索。
(2)乘坐振動力學。一般固定式機械有較為規律的激勵，研究較為成熟。為對於交通機械，如汽車、工程機械、艦船等，則受到的外界激勵往往是隨機激勵，需要根據載荷譜來進行分析。因此對於這類機械的整體結構設計，懸架設計、座椅設計以及隔振與減振設計等方面引入隨機振動理論，是一個廣闊與重大的課題。
(3)計算機應用於動態模擬。動態模擬是在計算機上顯示機械在各種參數與條件下的動態性能，從而實現在設計階段預測與控制機械的動態特性，進而取代樣機的中間試驗，大大降低機器的成本與試製週期。
(4)振動疲勞機理的研究。許多機械零部件的疲勞破壞是因振動產生的。如何把振動理論與疲勞強度理論結合起來，是一個新的課題。
(5)有關測試技術理論、故障診斷理論，以及實用、有效、廉價的測試、診斷設備與技術研究，距離生產急需尚有相當距離。
(6)流固耦合振動是指流體流過固體時會激發振動，而固體的振動又會反過來影響流場與流態，從而改變振動的形態。工程上這類問題很多，如導線舞動、卡門渦振動、軸承油膜振盪等，在學術上也是一個嶄新的分支，是一個急待研究與發展的領域。
三、課題的主要設計內容：
本課題主要設計單自由度振動系統測試，除了實驗計算出系統的固有頻率，還觀察瞭解自由振動和自激振動的現象和特點，比較它們的不同之處。首先是緒論部分，提出了論文的研究背景和意義，機械振動理論的研究現狀，並且對相關的文獻進行綜述;接着對理論力學ZME-1多功能實驗台進行了概述，敍述了理論依據，研究方法等。本次畢業設計的主要任務是：理論力學創新應用多功能實驗台單自由度振動系統測試的完整設計及其相關計算以及繪圖。主要設計內容如下：
1、理論力學ZME-1多功能實驗台單自由度振動系統測試總體設計方案的分析與確定
2、單自由度振動系統測試實驗方法的選擇與實驗裝置
3、振動系統力學建模與實驗原理
4、實驗內容(自由振動和自激振動)及過程指導
5、實驗數據分析、計算及總結
6、確定計算單自由度振動系統的剛度及固有頻率參數，並完成設計和繪圖工作
7、設計總結，外文翻譯。
四、擬採用如下研究手段來完成此課題
首先，採用調研法，瞭解本課題。有計劃、有目的通過網上和圖書館收集、閲讀有關參考資料;瞭解國內外有關振動系統研究的ZUI新成果和單自由度振動系統測試的原理、內容等，並對蒐集到的大量資料進行分析、綜合、比較、歸納，瞭解單自由度振動系統測試的原理、方法、存在的問題等，聽取老師的意見，克服其中的技術問題，理論計算與實驗數據比較，並寫出開題報告。
綜合上述收集到的相關資料、看到的此類實驗以及設計任務書的具體要求，制定出初步的整體設計方案。
分析設計方案的優缺點，經指導老師指導後確定ZUI終設計方案。
根據設計任務書提供的主要技術參數及有關資料，設計實驗原理方法、實驗內容、實驗步驟、實驗分析，實驗數據等主要參數。
完成全部圖紙設計繪製和設計説明書的撰寫工作，並提供給指導老師審閲。
進一步修改，並ZUI後成文完成全部設計工作，交給指導老師審閲定稿。
課題研究的條件：在我們學校現有的力學實驗室，建立高壓輸電線單自由度振動系統模型，在ZME-1型多功能實驗台上測試系統的變形，進而計算出系統的剛度和固有頻率。
五、課題研究的理論依據、預期結果
1、理論依據：
1)、建立的高壓輸電線單自由度振動系統模型。系統在不同砝碼下拉下，會產生不同靜變形。系統平衡時： 可求出系統等效剛度 (W是模擬高壓輸電線的半圓形模型的重量， 是系統的靜變形)。則由 可計算出系統的固有頻率。
2)、對實驗室提供的自激振動系統模型的半圓形模型吹以與模型豎向振動方向垂直的氣流，在模型後面的氣流形成帶有間隙漩渦的流線，即不連續的卡門漩渦。當漩渦頻率與系統的固有頻率接近時，會造成共振，即自激振動。
調整不同電壓，可改變轉速及風速，造成系統振幅不同，用相應的測量工具可測出轉速、風速及振幅。同時還可觀察自激振動現象，系統會劇烈振動。
2、預期結果：1)、系統在不同砝碼下拉下，會產生不同變形，由此計算出的系統等效剛度，繼而可以計算出系統固有頻率。2)、隨着電壓的不同，則風機轉速會不同，風速也不同，造成系統振幅亦不同。通過記錄風速和振幅，畫出振幅與風速間的關係曲線圖，可以得到自激振動的振幅與風速之間的關係。可以觀察分析自激振動與自由振動和受迫振動的區別。
六、完成課題所需工作條件(如工具書、實驗、計算機等)及解決辦法
1、工作條件
1)工具書：單自由度振動系統及其測試相關資料及書籍;
2)實驗：校內的力學實驗室，理論力學ZME-1型多功能實驗台。
3)計算機：自己購買
2、解決辦法
1)通過網上和校內圖書館獲得工具書;
2)實驗可以在校內的力學實驗室裏做，自己購買的計算機。
七、畢業設計(論文)進度計劃
本畢業設計的階段劃分與進度安排如下：
第一階段：第1 周～第2周 知識準備，收集資料，撰寫開題報告;
第二階段：第3 周～第5周 撰寫總論，制訂畢業設計計劃，外文翻譯;
第三階段：第6 周～第7周 擬出初步設計方案，確定總體結構方案設計;
第四階段：第8 周～第12周 主要的設計計算及繪圖;
第六階段：第13 周 整理撰寫説明書;
第七階段：第14周～第15周 審查並修改説明書，準備答辯;
第八階段：第16周 上交畢業設計資料及答辯;
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機械論文開題報告
題目：基於壓電陶瓷的機器人抑振系統設計
一、本課題的研究意義、研究現狀和發展趨勢
1、課題的來源和意義
機器人抑震系統的產生是為了解決因機器人在運動時產生有害震動的問題，為了滿足設計師把機械臂設計得更加靈巧，減小機械臂的重量的要求，導致機械臂的剛度減小，撓性增大，機械臂在高速運動時候產生有害而強烈的震動。壓電分流阻尼技術可以很好解決這個問題。
基於壓電陶瓷的機器人抑震系統設計的核心部分就是壓電分流阻尼技術，這個技術的主要元器件包括壓電陶瓷、電阻、電感，電阻和電感我們都很熟悉，這裏我們着重瞭解一下壓電陶瓷這一電子元器件。
1880年皮埃爾?居里和雅克?居里兄弟發現電氣石具有壓電效應。1946年美國麻省理工學院絕緣研究室發現，某些材料在機械應力作用下，引起內部正負電荷中心相對位移而發生極化，導致材料兩端表面出現符號相反的束縛電荷的現象，稱為壓電效應。具有這種性能的陶瓷稱為壓電陶瓷。
設計一種成熟的機器人抑震系統對機器人高效、準確的實現功能具有很大幫助。不能很好地控制機器人的震動，將會給機器人帶來很多危害，甚至無法實現功能。比如，空間站第一階段的裝配約需遙控機器人工作 47 小時，其中等待消除殘餘振動的時間約佔總時間的 20%-30%，高速激光切割機器人在運行過程中末段操作器加速度可達 3-5g，而軌跡精度卻要求在±0.2mm範圍內，航天器的柔性附件在展開過程中誘發的振動可使航天器的姿態失穩，一些系統的展開過程竟達 6-8 小時，需要如此長時間的原因是避免造成大的振動，因此，機器人抑震系統的研究對如何在提高速度，減小機械臂重量的同時保證精度、效率和可靠性十分必要。
2、課題的研究現狀
隨着科技日新月異的發展，機器人在生活、生產以及航空航天領域的廣泛使用，使得對機器人抑震系統的研究顯得十分必要和有意義，機器人抑震系統的核心技術就是壓電分流阻尼技術20世紀90年代以來，壓電分流阻尼(shuntpiezoelectric
damping)技術在結構振動與噪聲控制中的應用越來越引起專業研究者們關注。Hagood等首先提出了壓電分流阻尼的概念。該方法的基本原理是通過壓電式作動器把振動結構的機械能轉換為電能，然後通過分流電路中的電阻把電能消耗掉。
基於壓電陶瓷的機器人抑震系統設計之所以被廣泛應用於機器人抑震系統中，是因為它有眾多其它機器人抑震系統無法比擬的優勢，其優點主要集中於以下幾點：
1、原理簡單明瞭，易於理解
基於壓電陶瓷的機器人抑震系統的核心技術是壓電分流阻尼原理，就是利用震動引起壓電陶瓷的變形，從而產生電動勢，在分流阻尼電路中形成電流而發熱，實現了將機械能以熱能的形式消耗掉，達到抑震的作用。
2、結構緊湊，佔用空間小、無複雜電路
基於壓電陶瓷的機器人抑震系統有壓電陶瓷和分流阻尼電路兩部分組成，壓電陶瓷體積非常小，分流阻尼迴路主要由導線、電阻和電感三部分組成，電感和電阻主要有串聯和並聯兩種，所以説，整個壓電陶瓷分流阻尼系統結構非常緊湊，佔用空間也十分小，電路也很簡單。
3、自動化程度高
基於壓電陶瓷的機器人抑震系統只要設計無誤，正確安裝在需要抑震的機器上，即可實現抑制震動的功能，在實現抑震的過程中無需人工操作。
4、節能，不需要外接電源
基於壓電陶瓷的機器人抑震系統不需要外接電路驅動整個系統，十分節能，其只是將機器震動的機械能轉化成熱能，以達到抑制震動的目的。
5、工作穩定，反應快
基於壓電陶瓷的機器人抑震系統無複雜的電路，而且不需要複雜的軟件處理傳感器採集的信號，抑制震動是將機械能通過電能轉化成熱能從而達到抑制震動的目的，這個速度十分迅速。
3、發展趨勢
柔性機械臂在震動的過程中不可避免產生彈性震動，對機器人柔性臂的振動抑制成為重要的研究課題，基於壓電陶瓷的機器人抑震的方法也在不斷地發展和優化，有關發展趨勢主要有以下幾種：
1、對壓電陶瓷佈置位置進行優化設計，讓壓電陶瓷位於柔性臂的不同位置，進行抑制震動實驗，分析壓電陶瓷在不同位置時候的抑震時間和效果，選取ZUI合理的位置。
2、採用先進的控制器，工程領域廣泛使用的PID控制器就是對誤差信號進行比例、積分、微分等運算，並將其運算結果作用於受控對象，將壓電分流回路與PID控制器相結合，組成抑震效果更好的抑震系統。
3、為了更好地抑制低頻震動，採用主動控制方法，主動控制是將作動器和傳感器黏結或嵌入柔性機械臂中，並與控制器相連組成智能結構機械臂，在一定的控制規律下，有作動器產生的作用力來抵消機械臂的震動能量。
4、震動控制更加智能，隨着科學技術，一種所謂的智能樑被提出，它指內嵌或外貼有分佈傳感器和分佈作動器的柔性機械臂，通過這些材料產生的做動應變來實施震動控制。
二、研究方案及工作計劃
在機器人逐漸普及的今天，國內外對機器人的研究投入也在迅速增加，對機器人的要求也越來越高，新一代機器人具有高速、重載、高精度、高的靈活性以及結構簡單輕便的特點，尤其在機械臂重量方面，為了減輕機械臂的質量和體積，如今在很多場合的機械臂都使用柔性機械臂，相對於剛性機械臂，柔性機械臂的剛度大大減小，這就給機器人在運動過程中帶來了振動，為了解決機器人在工作中的的振動問題，國內外都有比較深入地研究，但是，機器人抑振系統的研究絕不是一朝一夕的事情，直到機器人發展到如今地步，關於機器人由於高速運動而帶來的振動問題依然值得研究人員去深入研究。
本課題將採用壓電分流阻尼技術，把振動的機械能轉化成電能，然後通過壓電分流阻尼迴路以熱能的形式消耗掉，已達到抑振的效果，為了更好地達到抑振的效果，我們將把機械臂的結構簡化成懸臂樑的模型，採用ANSYS有限元分析軟件，對模型的固有頻率進行測試，根據測試結果，對分流阻尼迴路的電路進行優化設計，使分流阻尼迴路能夠在不同模態下對機械臂都能有很好的抑制振動的效果。為了更好的設計分流阻尼迴路，本文設計了測試系統，該系統測試了基於壓電陶瓷的機器人抑振系統在不同頻率和激勵強度下抑振系統的輸出參數。課題難點是對柔性機械臂建模並用ANSYS軟件對其進行模態分析，分流阻尼迴路的優化設計也是一個難點。對於這兩個難點首先ANSYS分析將採用簡化模型的方式解決;分流阻尼迴路的優化設計將採用加一個負阻抗變換器的方法，使其達到頻率自適應的功能。
三、工作計劃
第一 二週 完成開題報告
第三週 查找資料。選擇方案
第四周 完成方案的選擇
第五週 完成前言部分
第六週 進行框架設計，大體計算結果
第七週 選擇參考文獻，共十五篇，其中英文五篇，並選擇一篇翻譯
第八週 完成説明書的前半部分(草稿)
第九周 完成説明書的正文部分，並準備中期檢查報告
第十週 準備計算及軟件分析
第十一週 完成計算
第十二週 熟悉軟件
第十三週 完成軟件
第十四周 對設計進行完善
第十五週 完成説明書
第十六週 完成後期檢查，並進行修繕
第十七週 修改設計中的不足之處，準備答辯
第十八週 進行答辯
三、閲讀的主要參考文獻
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機械論文開題報告
一、選題依據
1.論文(設計)題目
盤套類零件的數控車削加工程序編制與加工仿真。
2.研究領域
數控加工，數控編程，數控技術。
3.論文(設計)工作的理論意義和應用價值
隨着網絡通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術的實用化，數控技術的普及應用越來越廣泛，越來越深入，數控技術正向着開放、集成、智能和標準化的方向發展。我國現在處於發展中，發展工業，離不開數控加工。由於數控加工的自動化程度高、生產效率高、加工質量穩定、易於建立計算機通訊網絡等，因此現階段研究盤套類零件的數控車削加工對我國的工業發展有着很高的實用價值。
二、此次課題的目的要求我們不僅要熟悉數控技術，還要對其程序編制、加工仿真等一系列操作有所瞭解，更與生產實習相聯繫，還應用到CAD/CAXA製圖軟件，讓我們對基礎知識有更深一步的瞭解。
4.目前研究的概況和發展趨勢
20世紀人類社會ZUI偉大的科技成果是計算機的發明與應用，計算機及控制技術在機械製造設備中的應用是世紀內製造業發展的ZUI重大的技術進步。自從1952年美國第1台數控銑牀問世至今已經歷了50個年頭。數控設備包括：車、銑、鏜、磨、衝壓、加工中心、電加工以及各類專機，形成龐大的數控制造設備家族，每年全世界的產量有10～20萬台，產值上百億美元。
我國數控機牀製造業在80年代曾有過高速發展的階段，許多機牀廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來説，技術水平不高，質量不佳，所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整，經歷了幾年ZUI困難的蕭條時期，那時生產能力降到50%，庫存超過4個月。從1995年“xx”以後國家從擴大內需啟動機牀市場，加強限制進口數控設備的審批，投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以後，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備製造市場一派繁榮。從20xx年8月份的上海數控機牀展覽會和20xx年4月北京國際機牀展覽會上，也可以看到多品種產品的繁榮景象。
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使製造業成為工業化的象徵，而且隨着數控技術的不斷髮展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起着越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。①高速高精高效化、②柔性化、③工藝複合性和多軸化、④實時智能化、⑤數字化、⑥集成化等。
綜上所述，數控技術的發展是與現代計算機技術、電子技術發展同步的，同時也是根據生產發展的需要而發展的。現在數控技術已經成熟，發展將更深更廣更快。未來的CNC系統將會使機械更好用，更便宜。
二、論文(設計)研究的內容
1.重點解決的問題：
(1)編寫車削加工程序。
(2)運用仿真軟件進行數控加工模擬。
2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設計思路)：
(1)分析盤套類圖樣。
(2)明確零件的加工方案，制定加工工藝路線。
(3)對工件進行三維造型。
(4)選擇機牀、加工方式、刀具等。
(5)生成刀具軌跡及加工程序。
(6)軌跡仿真及加工程序的修改。
3.本論文(設計)預期取得的成果：
能熟練運用所學知識對零件圖進行分析，聯繫生產實習中所學的知識制定加工路線，掌握其加工工藝及方法並對其進行編程。能用仿真軟件模擬加工，學會機牀的操作步驟。查找各類相關資料，學會使用各類手冊，制訂出一套加工方案，完成編程，提交説明説。
三、論文(設計)工作安排
1.擬採用的主要研究方法(技術路線或設計參數)：
(1)通過實習調研等取得工件圖紙，查閲中外文文獻。
(2)根據圖紙，明確工件的技術要求和加工特點。
(3)運用所學知識，制定工件的加工工藝。
(4)根據分析圖紙的技術要求和特點，利用CAXA對工件進行三維造型。
(5)制定工件數控加工方案、機牀選擇、刀具的走刀路徑、切削用量。
(6)利用CAXA生成刀具軌跡，生成工件的加工程序。
(7)利用仿真軟件進行模擬加工並對加工程序修改。
2.論文(設計)進度計劃：
第1—4周：收集、閲讀、整理、翻譯相關文獻資料，瞭解國內外數控技術的現狀和發展趨勢，瞭解要設計工件的內容，並撰寫開題報告;
第5—6周：對工件進行重點分析，瞭解工件結構，明確工件的加工方案，初步制定加工工藝路線，利用AutoCAD，CAXA分別進行二維、三維造型;
第7—9周：利用CAXA軟件完成編程、生成刀具軌跡和G代碼;
第10—13周：利用仿真軟件進行刀具軌跡仿真與G代碼修改;
第14—15周：整理設計説明書;
第16周：準備答辯。
四、文獻查閲及文獻綜述
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機械論文開題報告
題目：逆向工程在鼠標設計與製造中的應用
一、本課題研究的背景及意義
1、背景(課題涉及到的技術國內外研究現狀)
逆向工程也稱反求工程或反向工程，是根據已存在的產品或零件原型構造產品或零件的工程設計模型，並在此基礎上對已有的產品進行剖析、理解和改進，是對已有設計的再設計。
從廣義講，逆向工程可分以下三類:
(1)實物逆向：它是在已有產品實物的條件下，通過測繪和分折，從而再創造;其中包括功能逆向、性能逆向、方案、結構、材質等多方面的逆向。實物逆向的對象可以是整機、零部件和組件。
(2)軟件逆向：產品樣本、技術文件、設計書、使用説明書、圖紙、有關規範和標準、管理規範和質量保證手冊等均稱為技術軟件。軟件逆向有三類:既有實物，又有全套技術軟件;只有實物而無技術軟件;沒有實物，僅有全套或部分技術軟件。
(3)影像逆向：設計者既無產品實物，也無技術軟件，僅有產品的圖片、廣告介紹或參觀後的印象等，設計者要通過這些影像資料去構思、設計產品，該種逆向稱為影像逆向。
目前，國內外有關逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產品實物的CAD，稱為“實物逆向工程”。
逆向工程的數據測量技術是通過特定的測量設備和測量方法獲取產品表面離散點的幾何座標數據，將產品的幾何形狀數字化。
現有的數據採集方法主要分為兩大類:
(1)接觸式數據採集方法接觸式數據採集方法包括使用基於力的擊發原理的觸發式數據採集和連續式掃描數據採集、磁場法、超聲波法。
(2)非接觸式數據採集方法非接觸式數據採集方法主要運用光學原理進行數據的採集，主要包括:激光三角形法、激光測距法、結構光法以及圖像分析法等。
逆向工程的數據處理技術是逆向工程的一項重要的技術環節，它決定了後續CAD模型重建過程能否方便、準確地進行。根據測量點的數量，測量數據可以分為一般數據點和海量數據點;根據測量數據的規整性，測量數據又可以分為散亂數據點和規矩數據點;不同的測量系統所得到的測量數據的格式是不一致的，且幾乎所有的測量方式和測量系統都不可避免地存在誤差。因此，在利用測量數據進行CAD重建前必須對測量數據進行處理。數據處理工作主要包括:數據格式的轉化、多視點雲的拼合、點雲過濾、數據精簡和點雲分塊等。
逆向模型重建技術在整個逆向工程中，產品的三位幾何模型CAD重建是ZUI關鍵、ZUI複雜的環節。
目前使用的造型方法主要有：
(1)曲線擬合造型:用一個多項式的函數通過插值去逼近原始的數據，ZUI終得到足夠光滑的曲面。
(2)曲面片直接擬合造型該方法直接對測量數據點進行曲面片擬合，獲得曲面片經過過渡、混合、連接形成ZUI終的曲面模型。
(3)點數據網格化網絡化實體模型通常是將數據點連接成三角面片，形成多面體實體模型。
2、意義
隨着計算機技術的發展，CAD技術已成為產品設計人員進行研究開發的重要工具，其中的三維造型技術已被製造業廣泛應用於產品及模具設計、方案評審、自動化加工製造及管理維護各個方面。在實際開發製造過程中，設計人員接收的技術資料可能是各種數據類型的三維模型，但很多時候，卻是從上游廠家得到產品的實物模型。設計人員需要通過一定的途徑，將這些實物信息轉化為CAD模型，這就應用到了逆向工程技術(Reverse Engineering)。
逆向工程技術與傳統的正向設計存在很大差別。而逆向工程則是從產品原型出發，進而獲取產品的三維數字模型，使得能夠進一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進技術對其進行處理。不同之處在於設計的起點不同，相應的設計自由度和設計要求也不相同。一般來説，產品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個方面，在工業領域的實際應用中，主要包括以下幾個內容：
(1)新零件的設計，主要用於產品的改型或彷型設計。
(2)已有零件的複製，再現原產品的設計意圖。
(3)損壞或磨損零件的還原。
(4)數字化模型的檢測，例如檢驗產品的變形分析、焊接質量等，以及進行模型的比較。
逆向工程技術為快速設計和製造提供了很好的技術支持，它已經成為製造業信息傳遞的重要而簡潔途徑之一。
二、本課題的文獻綜述
1、逆向工程
1980年始歐美國家許多學校及工業界開始注意逆向工程這塊領域。1990年初期包括台灣在內，各國學術界團隊大量投入逆向工程的研究並發表成果。 逆向工程的硬件ZUI早是運用仿製加工設備，製作出來的成品品質粗糙。後來有接觸式掃瞄設備，運用探針接觸工件取得產品外型。再來進一步開發非接觸式設備，運用照相或激光技術，計算光線反射回來的時間取得距離。
逆向工程軟件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapid Form等。逆向軟件的演進約略可區分為三個階段。十一年前在逆向工程上，只能運用CATIA等CAD/CAM高階曲面系統。市場後來發展出兩套主流產品約在七、八年前技術成熟，廣為業界引用。到ZUI近四年來，發展出不同以往的逆向工程數學邏輯運算，速度快。
目前，逆向工程，逆向工程的應用已從單純的技巧性手工操作，發展到採用先進的計算機及測量設備，進行設計、分析、製造等活動，如獲取修模後的模具形狀、分析實物模型、基於現有產品的創新設計、快速仿形制造等。軟件的逆向工程是分析程序，力圖在比源代碼更高抽象層次上建立程序的表示過程，逆向工程是設計的恢復過程。逆向工程工具可以從已存在的程序中抽取數據結構、體系結構和程序設計信息。
2、三維造型：
三維造型: CAD的三維造型有三種層次的建立方法，即線框、曲面和實體，也就是分別對應於用一維的線，二維的面和三維的體來構造形體。 通過計算機輔助設計建立的立體的、有光的、有色的生動畫面，虛擬逼真地表達大腦中的產品設計效果，比傳統的二維設計更符合人的思維習慣與視覺習慣。三維造型技術從ZUI初的三維CAD已發展到目前專用的基於特徵造型的三維軟件，常用軟件有UG、SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E、3DS max等。
3、快速成型：
快速成型(RP)技術是九十年代發展起來的一項先進製造技術，是為製造業企業新產品開發服務的一項關鍵共性技術, 對促進企業產品創新、縮短新產品開發週期、提高產品競爭力有積極的推動作用。自該技術問世以來，已經在發達國家的製造業中得到了廣泛應用，並由此產生一個新興的技術領域。
RP技術是在現代CAD/CAM技術、激光技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術的基礎上集成發展起來的。不同種類的快速成型系統因所用成形材料不同，成形原理和系統特點也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是'分層製造，逐層疊加'， 類似於數學上的積分過程。形象地講，快速成形系統就像是一台'立體打印機'。
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三、課題研究的方法及內容
本課題是逆向工程在鼠標設計與製造中的應用，本設計選用UG軟件根據鼠標的點雲數據進行鼠標的模型重建並用FDM對其進行快速成型加工的過程，在根據點雲逆向設計中，結合設計需要進行了必要的正向設計修正，以得到理想的設計結果。
設計內容貫徹數據採集、數據項預處理、文件讀取、邊界提取、曲面重構、實體生成、STL模型重構、快速成型機的操作和注意事項，並對建模過程及STL文件處理做了系統的論述。選用UG NX4.0軟件的Unigraphics CAD/CAM/CAE系統提供了一個基於過程的產品設計環境，使產品開發從設計到加工真正實現了數據的無縫集成，從而優化了企業的產品設計與製造。由INSIGHT軟件進行的數據切片處理可直接傳送快速成型機，無需進行其他處理。
四、研究方案的具體設計
1、實體三維數據的獲得——掃描;
2、點雲處理;
3、曲面重構;
4、實體建模：
(1)模型分析
(2)曲面造型
(3)實體外形修改
(4)各部件建模
(5)部件的裝配與干涉檢驗
5、基於INSIGHT快速成型切片的數據處理;
6、快速成型加工操作。
五、畢業設計(論文)進度計劃
1-2周
調研、查閲文獻，完成開題報告
3-7周 進行鼠標模型點數據的採集和模型的初步構建
8周
中期檢查與整改
9-13周
在初步構建的鼠標模型的基礎上進行修改並完成快速成型加工，撰寫畢業設計論文
14-15周 打印、裝訂、評閲、答辯資格審查
16周 畢業答辯
機械論文開題報告
題目：四開膠印機着墨機構三維設計
專業：印刷工程(設備)
班級：
印051班
學生學號：******
學生姓名：付**
指導教師：江**
完成時間：**年3月
一、畢業設計(論文)課題來源)
這次畢業設計的課題是根據自己的專業所長和自己的興趣選定的，屬於設計繪圖類題目，在江祖勇老師的指導下進行，課題屬於開發設計型。
二、選題的目的及意義
印刷工藝過程是藉助印刷壓力將塗布在印版上的油墨轉移到印張上的過程。作為傳遞油墨和塗布油墨的着墨裝置，無論對哪種印刷機都是不可缺少的重要組成部分。為了獲得清晰的印品，油墨塗布要適量、均勻，沒有性能良好、工作正常、結構合理的着墨裝置，任何印刷機都不能印出令人滿意的印品。
三、本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢
在早期的膠印機上不存在完整的供墨系統，由人工方式向版面提供和補充油墨，隨着膠印機的不斷改善，供墨系統從無到有，並發展到今天的自動化程度，成為膠印機上不可缺少的組成部分。目前的目標是在一些基本技術上取得突破，具體是：
控制方式的智能化，在高速膠印機上研發遠程診斷功能。提供遠程服務與工作流程，針對具體機器的故障點設計系統解決方案;
設備功能多元化，在大環境的變革下多元化、彈性化，且具有多種切換功能的包裝印刷設備，才能不斷滿足市場的需求;
結構設計標準化、模塊化，利用原有機型模塊化設計，可在短時間內轉換新機型;
機構運動高精度化，通過應用馬達、編碼器及數字控制(NC)、動力負載控制(PLC)等高精度控制器來完成，並適當做好產品延伸，朝高科技產品的方向進行研發;
無軸傳動技術。用“電子齒輪”代替傳統的機械齒輪，去掉傳動軸，其優點在於避免由於傳動軸的扭曲以及齒輪間隙對印刷機張力及套印造成的影響，可實現更高程度的同步運轉，真正實現印刷機組模塊化;
針對特殊應用的混合技術和通過連線生產增加附加值;為了適應上述發展，輸墨機構也必須同步發展。輸墨系統是技術上極其難於解決的複雜部分。
每一種膠印機的發展其主要內容是設計着墨系統，傳墨系統能滿足一下要求：在印刷紙張縱向與橫向上獲得高度均勻的油墨層快速的調節敏感性各個分色圖像油墨層之間的分裂要小，也就是對分裂影響的低敏感性對油墨和濕潤溶液的數量具有大範圍的控制變量滿足經濟效益要求等。
四、本課題主要研究內容
1、畢業設計內容
根據印刷工藝原理及印刷機操作程序的要求，膠印機必須把油墨均勻地適量地傳給印版表面，並根據需要進行離墨和着墨。為此本設計要求採用合適的機構來完成離墨動作，選擇適當的着墨時間參數。
設計內容
(1)分析膠印機的着墨工作過程，選擇合適的時間參數;
(2)選擇合適的驅動機構;
(3)根據結構選擇合理的結構參數;
(4)設計着墨詳細結構;
2、主要參數
印刷速度：10000/小時;
紙張尺寸(mm)：750*520;
ZUI小紙張尺寸(mm)：285*200。
五、完成論文的條件和擬採用的研究手段(途徑)
1、通過搜索相關的中外文資料，瞭解着墨機構的現狀及其發展趨勢，撰寫綜述;閲讀並翻譯外文資料，並藉助查閲相關的專業文獻完成開題報告。
2、通過在自主學習並在指導老師的指點和引導下，形成自己的設計思想，確定設計方案，完成設計計算，繪製三維機構，並完成着墨機構的電子圖稿。
六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標：
第1—5周：調研、收集資料，擇寫綜述，閲讀、翻譯外文資料，對着墨機構動作分析，確定着墨、離墨時間，對結構類型進行分析，選擇合適機構，並確定合適的參數時間，設計計算，完成開題報告。
第6—7周：設計結構，校核。
第8—12周：繪製三維機構。
第13周：在計算機上對所有設計機構進行修改和調整。
第14周：根據三維圖繪製工程圖。
第15周：編寫設計説明書。
第16周：編寫設計説明書，編寫PowerPoint電子課件。
第17周：編寫PowerPoint電子課件，總結、答辯。
七、指導教師意見
對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計(論文)結果的預測：
指導教師：
八、所在專業審查意見
負責人：
機械類開題報告範文(二)
1、課題名稱：數控銑牀及加工中心產品設計
2、選題理由
製造技術是各國經濟競爭的重要支柱之一，經濟的成功在很大程度上得益於先進的製造技術，而機牀是機械製造技術重要的載體，它標誌着一個國家的生產能力和技術水平。機牀工業是國民經濟的一個重要先行部門，擔負這為國民經濟各部門提供現代化技術裝備的任務，以1994年為例，全世界基礎的消費額達261.7億美元。其中美國的消費額56億美元、中國33.6億美元。所以，在我國國民經濟建設中，機牀工業起着重要的作用。然而在機械製造業中，大批大量生產時採用專用機牀、組合機牀、專用自動線等並配以相應的工裝，這些設備的初期投資費用大、生產準備時間長，並且不適應產品的更新換代。單件小批生產時，由於產品多變而不宜採用專用機牀，特別是在國防、航空、航天和深潛的部門，其零件的精度要求非常高，幾何形狀也日趨複雜，且改型頻繁，生產週期短，這就要求迅速適應不同零件的加工。書空機牀就是在這樣的背景下產生和發展起來的一種新型自動化機牀，它較好的解決了小批量、品種多變化、形狀複雜和精度高的零件的自動化加工問題。隨着計算機技術，特別是微型計算機技術的發展及其在數控機牀上的應用，機牀數控技術正從普通數控向計算機數控發展。一個國家數控機牀的擁有量(相對值)，標誌着這個國家機械製造業的現代化程度。數控銑牀和加工中心因其特有的加工方式及其加工範圍廣在數控機牀中佔有重大的比例，因此研究《數控銑牀及加工中心產品設計》具有重大意義。
3、國內外研究現狀
當今世界，工業發達國家對機牀工業高度重視，競相發展機電一體化、高質量、高精、高效、自動化先進機牀，以加速工業和國民經濟的發展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰線，特別是隨微電子、計算機技術的進步，數控機牀在20世紀80年代以後加速發展，各方用户提出更多需求，早已成為四大國際機牀展上各國機牀製造商競相展示先進技術、爭奪用户、擴大市場的焦點。中國加入WTO後，正式參與世界市場激烈競爭，今後如何加強機牀工業實力、加速數控機牀產業發展，實是緊迫而又艱鉅的任務。數控機牀出現至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機技術的進步而不斷髮展。美、德、日三國是當今世上在數控機牀科研、設計、製造和使用上，技術ZUI先進、經驗ZUI多的國家。
例如：在19世紀初時是1mm級，到20世紀初時提高到了0.01mm級。而近30年來，普通機械加工的精度已從0.01mm提高到0.005mm級，精密加工的精度已從1um級提高到0.02um級，超精密加工的精度已從0～0.01um級進入納米級。在表面粗糙度方面，日本用螢光碳素泡沫拋光劑和細微SiO2粉末拋光工作，成功獲得了小於0.0005um的表面粗糙度。過去們只注意表面粗糙度、波度和紋理等表面特徵，忽視了表面之下0.38mm範圍內的內部效應，即次表面效應對零件可靠性的影響。這方面尚需深入研究，採取相應措施，方能提高產品的質量和使用壽命及可靠性。
中國於1958年研製出第一台數控機牀，發展過程大致可分為兩大階段。在1958～1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機牀特點、發展條件缺乏認識，在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，一哄而上又一鬨而下，曾三起三落、終因表現欠佳，無法用於生產而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先後引進數控系統技術，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、台灣省共11國(地區)引進數控機牀先進技術和合作、合資生產，解決了可靠性、穩定性問題，數控機牀開始正式生產和使用，並逐步向前發展。在20餘年間，數控機牀的設計和製造技術有較大提高，主要表現在三大方面：培訓一批設計、製造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機牀，使設計、製造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套，開始能自行設計及製造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機牀，供應國內市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐，不能獨立發展，基本上處於從仿製走向自行開發階段，與日本數控機牀的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引;嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人;缺少深入系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和專業間缺乏合作，基本上孤軍作戰，雖然廠多人眾，但形成不了合力。
4研究內容：
1.按圖紙要求制定真確的工藝方案
2.選擇合理的刀具和切削工藝參數
3.編寫數控加工程序
5、研究方法：
首先閲讀大量相關文獻資料，教材及新聞背景資料，包括機械製造的原理及方法，質量管理應用，數控機牀現有技術水準，國際水平探討方面的書籍，報刊。以瞭解可靠性的內容，質量管理的概況和數控機牀領域的基本知識體系。然後通過調研，進一步瞭解企業現狀及需求。接下來進行分析與設計。確定數據來源的真實準確。再進行系統設計
由於現有設備所採用的是分析設計方法，因此可以首先對原有設備進行適當的測試與調試，然後使用快速原型方法來提高加工質量，等得到企業有效的反饋信息後再可以考慮用統計分析法和棕合法進行接下去的再分析，再設計
6、進展按排：
1、準備階段(12月15日～12月30日)。蒐集有關資料，準備參考資料
2、完成開題報告及論文大綱交老師批閲(1月1日～1月15日)
3、依據論文大綱完成論文一稿交老師批閲(1月16日～3月10日)
4、完成論文二稿交老師批閲(3月11日～4月10日)
5、完成三稿(4月11日～4月30日)
6、完成相關論文簡介、答辯提綱，準備答辯階段(5月1日～5月10日)
7、畢業設計答辯階段(5月中旬)
7、主要參考資料：
1、周昌治，楊忠鑑，趙之淵，陳廣凌，機械製造工藝學，重慶大學出版社出版，20xx年12月第6次印刷。
2、張麗華，馬立克，數控編程與加工技術，大連理工大學出版社，20xx年7月第2版
3、楊建明，數控加工工藝與編程，北京理工大學出版社，20xx年4月第3次印刷
4、呂天玉，宮波，公差配合與測量技術，大連理工大學出版社，20xx年7月第3次印刷
5、高波，機械製造基礎，大連理工大學出版社，20xx年8月第1次印刷
6、黃鶴汀，王芙蓉，金屬切削機牀(上冊)，機械工業出版社，20xx年7月第1版第10次印刷
機械類開題報告範文(三)
院(系)名稱：機電工程系
專業名稱：機電一體化
年級：09機電三班
學生姓名：夏**
學號：******
指導教師姓名：袁**
設計題目：電梯控制系統的PLC原理圖及梯形圖設計
電梯的國內外研究動向及意義
從1887年美國奧的斯公司製造出世界上第一台電梯，到中國ZUI早的一部電梯在上海出現，電梯行業在中國迅速發展，由此電梯變成了高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建築不可缺少的垂直方向的交通工具。隨着社會的發展，建築物規模越來越大，樓層越來越多，對電梯也提出了更高的要求。
隨着科技的進步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求並沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改進。21世紀開始國際開始強調“綠色”，綠色和平，綠色天然，綠色和諧。電梯是載人的機電設備，要實現綠色，也就是強調電梯更舒適、更安全地為人類的生產和生活服務，強調電梯與環境的協調與和諧。
目前意義上的“綠色”，一般是強調“天然”的一面，強調與環境的協調與和諧。電梯屬於純粹的工業產品，其天然性應表現為對環境影響的儘可能小，與環境的協調與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應是綠色電梯的發展方向。
(1)智能化。我們這所説的智能化電梯是傳統的人工智能是無法勝任的。傳統的智能控制是一種技術的事先安排，説到底是一種程序控制，是一種週期性的系統自動控制，實際上還算不上智能。而真正的智能電梯應更具人性化特點，不僅具有傳統的人工智能的所有優點，而且還有傳統的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據轎廂內的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次的運動速度和停車政策;自動選擇運動方面;雙向語音交流;到達目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，並及時報警予以排除。
(2)安全。運行安全是電梯的根本和關鍵。可以説，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內有安全、舒適的好心情。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯繫，而且電梯本身應當能自動播放讓乘客感到放鬆的音樂，徹底消除產生緊張不安的情緒。當小孩和老人乘坐時，電梯對他們應給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運行安全還要求電梯有自動休眠功能，使電梯在保證運行效率的同時，使電梯能限度地得到休眠。
(3)與環境的協調和平衡，包括以下幾個方面：
①視覺協調。有人曾經做過環境色彩是否對人有影響的研究。該研究發展：視覺不協調的環境色彩對人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調高雅，製作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺協調無從談起，乘坐電梯的第一感覺就是不安全。國內的許多電梯公司對此的重視是遠遠不夠的，甚至不少通過引進國外技術國產化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。
②消除電磁輻射。如前所述，由於電梯是大樓裏頻繁起制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個達到自身對大樓電磁干擾ZUI小，而又不被其他電磁干擾影響的建築機電設備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化、樓宇自動化、通訊自動化的正常運轉。
③舒適感。通過採用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續變換方式，按人體生理適應要求，利用計算機優化設計而成的理想運行曲線，實現更穩定、更舒適的運行。
對現代化電梯性能的衡量，主要着重於可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對經濟性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應要求。隨着時代的發展，相信電梯行業會越來越貼近生活。
研究的主要內容及所解決的問題
目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計算機控制三種。而PlC實際上是一種專用計算機，它採用巡迴掃描的方式分時處理各項任務，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作;又由於PLC中的內部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統內存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有着明顯的優越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合於用在電梯的技術改造和控制系統的更新換代，是電梯控制系統中理想的控制新技術。
電梯的控制是比較複雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間，隨着PLC應用技術的不斷髮展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。它已經成為電梯運行中的關鍵技術。因此，研究plc技術更具有了戰略性的意義。
Plc的研究內容及措施
對於電梯的控制，可選用繼電-接觸系統或可編程控制器來完成，但是二者有各自的特點：
a:繼電-接觸系統：它的優點是線路直觀，大部分電器均為常用電器，更換方便，價格較便宜。但是他觸點繁多，線路複雜，電器的電磁機構及觸點動作較慢，能耗高，機械動作噪音大，而且可靠性差。
b:PLC在設計和製造上採取了許多抗干擾措施，使用方便，擴展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易於掌握。總之，PLC取代繼電-接觸系統已經成為大的趨勢。
基於上述原因，我選擇用可編程控制器來完成對電梯的控制。
設計的內容與要求：
概述：
隨着時代的發展，工業自動化程度的不斷提高，PLC行業已經在工業市場上佔有一大片領地。在此次設計中，我將利用PLC來實現對電梯的控制。其中包括對PLC硬件的設計，軟件設計，駐點路的設計，控制櫃的設計，以及電梯惦記和其他設備的選擇，還有原理分析等。相信此次設計後，我對電梯的實際運行能有初步的瞭解。
控制要求：
1.電梯轎箱的控制要求：
a：選向：根據電梯各層內選外呼信號的先後和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運行方向。
b：選層換速：指電梯能夠根據轎內所選層而決定運行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。並且在每次平層的時候都能夠換速。
c：樓層位置的指示：選用了數碼管顯示的方法。由於FX2N系列已有內部計數-譯碼驅動模塊，所以只要外部加上LED七段顯示管和電源就可以顯示樓層了。
2.電梯門的控制要求：
要求當電梯平層的時候，電梯門自動打開，經過10秒鐘後電梯門自動關上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會因為光電開關的作用而自動開門。
3.補充要求：
除了上述兩個要求以外，還要注意的一點就是備用電梯電機的使用，一但曳引電機出現故障，備用電機將手動控制轉入運行狀態，避免因曳引電機出故障而引發的不必要的麻煩。
機械開題報告範文
在礦山、建材、化工、冶金、築路、陶瓷等多種行業的產品生產中物料的破碎是必
不可缺的一種工藝過程。因為物料存在某些物理性質的不同和結構上的差異，為了能夠適應各種各種物料的要求，所以破碎機的品種也隨之多樣起來了。目前，在國內外有顎式破碎機、反擊式破碎機、液壓圓錐式破碎機、hpy新型液壓圓錐式破碎機、箱式破碎機、vsi離心式破碎機、輥式破碎機等。本次畢業設計的課題是雙光輥式破碎機，下面就簡單介紹一下關於輥式破碎機的發展。
破碎機並不是近些年才發展起來的，而是在公元前就有它的雛形，而且擁有十分坎
坷的發展歷程。在中國，大約在公元前兩千多年就出現了最簡單的粉碎工具——杵臼。經過幾百年的的發展，杵臼進一步演變為腳踏碓。這些工具都運用了同一種原理進行破碎作業的——槓桿原理，這就為破碎機的初步發展奠定了很好的基礎。不過，由於這些破碎工具的粉碎動作是間歇的，導致運用範圍並不廣泛，而且作業時需要耗費很大的人力。
輥式破碎機大約是在1806年問世的，至今約有200多年的發展歷史了，因此我們
可以認為這是一種古老的破碎機。輥式破碎機的特點是：結構簡單，容易製造，能夠破碎黏濕性物料，被廣泛應用在中低硬度物料破碎作業中。現在仍在水泥、硅酸鹽等工業部門中獲得應用，主要用作破碎硬的，中等硬度以下的物料，如燒結礦、煤、焦炭、爐渣、頁巖、石灰石等。但是，任何事物都是有其缺點的，由於輥式破碎機的生產能力低下，設備規模佔地面積龐大，對於大塊物料的破碎能力不足等缺點，所以，在金屬礦山幾乎不予採用，已經被圓錐破碎機所替代。但在小型礦山，或者處理貴重礦石時，要求泥化很小的重選廠還是有采用輥式破碎機的。
從實際考察的結果來看，目前國內大多數礦山所使用的輥式破碎機一般為比較傳統
的型號，輥皮和齒牙的磨損程度決定了設備的正常運轉。只有在輥皮處於良好的狀態下，作業時才能獲得較高的生產能力和產出合格的產品粒度。影響輥皮磨損的主要因素是：待處理礦石的硬度、輥皮材料的強度、輥子的表面形狀以及操作條件、給礦方式和給礦粒度等。此外破碎機的`調整裝置、保險裝置、傳動裝置、控制裝置等也影響設備的使用。
機械破碎機開題範例
破碎機的發展是很迅速的，在破碎機理和破碎機的機械結構的改進和新設計方面也
有很大的突破。粉碎（包括破碎和磨碎）是當代飛速發展的經濟社會必不可少的一個工業環節。在各種金屬、非金屬、化工礦物原料及建築材料的加工過程中，粉碎作業要消耗巨大的能量，而且又是個低效作業。物料粉碎過程中由於作業中產生髮聲、發熱、振動和摩擦等作用，使能源大量消耗。因而多年來界內人士一直在研究如何達到節能、高效地完成破碎和磨碎過程。從理論研究到創新設備直至改變生產工藝流程。目前破碎理論、工藝和設備的研究着重於：（1）研究在破碎中節能、高效的理論，也力求找出新理論突破人們已熟知的破碎三大理論；（2）研究新的非機械力的高能或力場聯合作用的破碎設備，目前還沒見有工業化的設備，只是研究階段；（3）改進現有設備，這方面經常是根據用户自己需要來進行，而不見市場上大規模生產或研製新設備。
傳統的雙輥破碎機的傳動裝置是採用齒輪減速箱，在傳動的穩定性和過載保護方面
不是很好，而且換向噪聲很大。設備的潤滑效果也不是很好，物料的給料也不均勻，造成破碎時輥子的受力不均造成振動。調整裝置的調節能力和調節精度是不怎麼高，直接影響是破碎的粒度不均勻和引起設備的快速磨損。 破碎機操作工人的工作環境是一個高噪聲、高粉塵的惡劣環境，所以設計新的、高效的、使用效果好的、環保節能的輥式破碎機，降低工人勞動強度，是具有一定的現實意義。
國外一些工程師如sajjan kumar soni, satish chandra shukla, gautam kundu已經成
功的建立了雙光輥式破碎機的實驗模擬模型，用來在實驗室中模擬破碎過程，以便能夠更好的分析物料粒度，產品粒度，輥皮磨損程度以及破碎機工作狀態。這為更好的發展破碎機提供了又一切實可行的方法。
1.2雙輥式破碎機的工作原理和結構
輥式破碎機分為兩種基本類型：雙輥式和單輥式。
輥式破碎機的輥子表面分為光滑和非光滑（齒形和槽形）的輥面兩類。光面輥式破
碎機的碎礦作用主要是壓碎，併兼有研磨作用適用於脆性和軟礦石的粗碎和中碎。
雙輥式破碎機，是由兩個圓柱形輥筒作為主要的工作機構。工作時兩個園輥作相向
旋轉，由於物料和輥子之間的摩擦力作用，將給入的物料捲入兩輥所形成的破碎腔內通過兩個輥子的擠壓而被破碎。破碎的產品在重力作用下，從兩個輥子之間的間隙處排出。
機械破碎機開題範例
該間隙的大小即決定破碎產品的最大粒度。遇有過硬或不可破碎物時，輥子可憑液壓缸 或彈簧的作用自動退讓，使輥子間隙增大，過硬或不可破碎物落下，從而保護機器不受 損壞。雙輥式破碎機採用三角帶或萬向節聯軸器進行傳動和調節兩輥之間的間隙。
雙輥破碎機，它由機架、一對輥子、三角皮帶傳動裝置和彈簧保險裝置等主要部件
組成。兩台電機通過皮帶輪傳動，帶動兩輥子相向轉動。一個輥子的軸支承在與機架固定在一起的固定軸承上，另一個輥子的軸承在活動軸承上。活動軸承可以沿機架導軌水平移動，使兩輥子間的排料口寬度在必要時可以增大，將非破碎物排出。
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輥子安裝在焊接的機架上，由安裝在軸上的輥芯以及套在輥芯上的輥套組成，兩者通過錐形環，用螺栓拉緊，以使輥套緊套在輥芯上。當輥套的工作表面磨損時，可以拆換。前輥的安裝在滾柱軸承中，軸承座固定安裝在機架上，後輥的軸承則安裝在機架的導軌中，可以在導軌上前後移動，後輥的軸承用強力彈簧壓緊在頂座上，當轉輥之間落入難碎物時，彈簧被壓縮，後輥後移一定距離，讓硬物落下，然後在彈簧張力作用下又回到原來位置。彈簧的壓力可用螺母調整，在軸承與頂座之間放有可以更換的鋼墊片，通過更換不同厚度的墊片，即可調節兩轉輥的間距。
機械安裝開題報告範文1
院（系）名稱：機電工程系
專業名稱：機電一體化
年級：09機電三班
學生姓名：夏**
學號：******
指導教師姓名：袁**
設計題目：電梯控制系統的plc原理圖及梯形圖設計
電梯的國內外研究動向及意義
從1887年美國奧的斯公司製造出世界上第一台電梯，到中國最早的一部電梯在上海出現，電梯行業在中國迅速發展，由此電梯變成了高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建築不可缺少的垂直方向的交通工具。隨着社會的發展，建築物規模越來越大，樓層越來越多，對電梯也提出了更高的要求。
隨着科技的進步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求並沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改進。21世紀開始國際開始強調“綠色”，綠色和平，綠色天然，綠色和諧。電梯是載人的機電設備，要實現綠色，也就是強調電梯更舒適、更安全地為人類的生產和生活服務，強調電梯與環境的協調與和諧。
目前意義上的“綠色”，一般是強調“天然”的一面，強調與環境的協調與和諧。電梯屬於純粹的工業產品，其天然性應表現為對環境影響的儘可能小，與環境的協調與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應是綠色電梯的發展方向。
（1）智能化。我們這所説的智能化電梯是傳統的人工智能是無法勝任的。傳統的智能控制是一種技術的事先安排，説到底是一種程序控制，是一種週期性的系統自動控制，實際上還算不上智能。而真正的智能電梯應更具人性化特點，不僅具有傳統的人工智能的所有優點，而且還有傳統的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據轎廂內的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優的運動速度和停車政策；自動選擇運動方面；雙向語音交流；到達目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，並及時報警予以排除。
（2）安全。運行安全是電梯的根本和關鍵。可以説，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內有安全、舒適的好心情。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯繫，而且電梯本身應當能自動播放讓乘客感到放鬆的音樂，徹底消除產生緊張不安的情緒。當小孩和老人乘坐時，電梯對他們應給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運行安全還要求電梯有自動休眠功能，使電梯在保證運行效率最高的同時，使電梯能最大限度地得到休眠。
（3）與環境的協調和平衡，包括以下幾個方面：
①視覺協調。有人曾經做過環境色彩是否對人有影響的研究。該研究發展：視覺不協調的環境色彩對人的`情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調高雅，製作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺協調無從談起，乘坐電梯的第一感覺就是不安全。國內的許多電梯公司對此的重視是遠遠不夠的，甚至不少通過引進國外技術國產化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。
②消除電磁輻射。如前所述，由於電梯是大樓裏頻繁起制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個達到自身對大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建築機電設備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化、樓宇自動化、通訊自動化的正常運轉。
③舒適感。通過採用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以cpu控制電壓及頻率的連續變換方式，按人體生理適應要求，利用計算機優化設計而成的理想運行曲線，實現更穩定、更舒適的運行。
對現代化電梯性能的衡量，主要着重於可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對經濟性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應要求。隨着時代的發展，相信電梯行業會越來越貼近生活。
研究的主要內容及所解決的問題
目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、plc控制和微型計算機控制三種。而plc實際上是一種專用計算機，它採用巡迴掃描的方式分時處理各項任務，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作；又由於plc中的內部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是plc系統內存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有着明顯的優越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。plc控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合於用在電梯的技術改造和控制系統的更新換代，是電梯控制系統中理想的控制新技術。
電梯的控制是比較複雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間，隨着plc應用技術的不斷髮展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。它已經成為電梯運行中的關鍵技術。因此，研究plc技術更具有了戰略性的意義。
plc的研究內容及措施
對於電梯的控制，可選用繼電-接觸系統或可編程控制器來完成，但是二者有各自的特點：
a:繼電-接觸系統：它的優點是線路直觀，大部分電器均為常用電器，更換方便，價格較便宜。但是他觸點繁多，線路複雜，電器的電磁機構及觸點動作較慢，能耗高，機械動作噪音大，而且可靠性差。
b:plc在設計和製造上採取了許多抗干擾措施，使用方便，擴展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易於掌握。總之，plc取代繼電-接觸系統已經成為大的趨勢。
基於上述原因，我選擇用可編程控制器來完成對電梯的控制。
設計的內容與要求：
概述：
隨着時代的發展，工業自動化程度的不斷提高，plc行業已經在工業市場上佔有一大片領地。在此次設計中，我將利用plc來實現對電梯的控制。其中包括對plc硬件的設計，軟件設計，駐點路的設計，控制櫃的設計，以及電梯惦記和其他設備的選擇，還有原理分析等。相信此次設計後，我對電梯的實際運行能有初步的瞭解。
控制要求：
1.電梯轎箱的控制要求：
a：選向：根據電梯各層內選外呼信號的先後和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運行方向。
b：選層換速：指電梯能夠根據轎內所選層而決定運行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。並且在每次平層的時候都能夠換速。
c：樓層位置的指示：選用了數碼管顯示的方法。由於fx2n系列已有內部計數-譯碼驅動模塊，所以只要外部加上led七段顯示管和電源就可以顯示樓層了。
2.電梯門的控制要求：
要求當電梯平層的時候，電梯門自動打開，經過10秒鐘後電梯門自動關上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會因為光電開關的作用而自動開門。
3.補充要求：
除了上述兩個要求以外，還要注意的一點就是備用電梯電機的使用，一但曳引電機出現故障，備用電機將手動控制轉入運行狀態，避免因曳引電機出故障而引發的不必要的麻煩。
機械安裝開題報告範文2
題目：四開膠印機着墨機構三維設計
專業：印刷工程（設備）
班級： 印051班
學生學號：******
學生姓名：付**
指導教師：江**
完成時間：**年3月
一、畢業設計（論文）課題來源
這次畢業設計的課題是根據自己的專業所長和自己的興趣選定的，屬於設計繪圖類題目，在江祖勇老師的指導下進行，課題屬於開發設計型。
二、選題的目的及意義
印刷工藝過程是藉助印刷壓力將塗布在印版上的油墨轉移到印張上的過程。作為傳遞油墨和塗布油墨的着墨裝置，無論對哪種印刷機都是不可缺少的重要組成部分。為了獲得清晰的印品，油墨塗布要適量、均勻，沒有性能良好、工作正常、結構合理的着墨裝置，任何印刷機都不能印出令人滿意的印品。
三、本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢
在早期的膠印機上不存在完整的供墨系統，由人工方式向版面提供和補充油墨，隨着膠印機的不斷改善，供墨系統從無到有，並發展到今天的自動化程度，成為膠印機上不可缺少的組成部分。目前的目標是在一些基本技術上取得突破，具體是：
控制方式的智能化，在高速膠印機上研發遠程診斷功能。提供遠程服務與工作流程，針對具體機器的故障點設計系統解決方案；
設備功能多元化，在大環境的變革下多元化、彈性化，且具有多種切換功能的包裝印刷設備，才能不斷滿足市場的需求；
結構設計標準化、模塊化，利用原有機型模塊化設計，可在短時間內轉換新機型；
機構運動高精度化，通過應用馬達、編碼器及數字控制（nc）、動力負載控制（plc）等高精度控制器來完成，並適當做好產品延伸，朝高科技產品的方向進行研發；
無軸傳動技術。用“電子齒輪”代替傳統的機械齒輪，去掉傳動軸，其優點在於避免由於傳動軸的扭曲以及齒輪間隙對印刷機張力及套印造成的影響，可實現更高程度的同步運轉，真正實現印刷機組模塊化；
針對特殊應用的混合技術和通過連線生產增加附加值；為了適應上述發展，輸墨機構也必須同步發展。輸墨系統是技術上極其難於解決的複雜部分。
每一種膠印機的發展其主要內容是設計着墨系統，傳墨系統最好能滿足一下要求：在印刷紙張縱向與橫向上獲得高度均勻的油墨層快速的調節敏感性各個分色圖像油墨層之間的分裂要小，也就是對分裂影響的低敏感性對油墨和濕潤溶液的數量具有大範圍的控制變量滿足經濟效益要求等。
四、本課題主要研究內容
1、畢業設計內容
根據印刷工藝原理及印刷機操作程序的要求，膠印機必須把油墨均勻地適量地傳給印版表面，並根據需要進行離墨和着墨。為此本設計要求採用合適的機構來完成離墨動作，選擇適當的着墨時間參數。
設計內容
（1）分析膠印機的着墨工作過程，選擇合適的時間參數；
（2）選擇合適的驅動機構；
（3）根據結構選擇合理的結構參數；
（4）設計着墨詳細結構；
2、主要參數
最高印刷速度：10000/小時；
最大紙張尺寸（mm）：750*520；
最小紙張尺寸（mm）：285*200。
五、完成論文的條件和擬採用的研究手段（途徑）
1、通過搜索相關的中外文資料，瞭解着墨機構的現狀及其發展趨勢，撰寫綜述；閲讀並翻譯外文資料，並藉助查閲相關的專業文獻完成開題報告。
2、通過在自主學習並在指導老師的指點和引導下，形成自己的設計思想，確定設計方案，完成設計計算，繪製三維機構，並完成着墨機構的電子圖稿。
六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標：
第1—5周：調研、收集資料，擇寫綜述，閲讀、翻譯外文資料，對着墨機構動作分析，確定着墨、離墨時間，對結構類型進行分析，選擇合適機構，並確定合適的參數時間，設計計算，完成開題報告。
第6—7周：設計結構，校核。
第8—12周：繪製三維機構。
第13周：在計算機上對所有設計機構進行修改和調整。
第14周：根據三維圖繪製工程圖。
第15周：編寫設計説明書。
第16周：編寫設計説明書，編寫powerpoint電子課件。
第17周：編寫powerpoint電子課件，總結、答辯。
七、指導教師意見
對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
八、所在專業審查意見
負責人：
一、擬選定學位論文的題目名稱
瀝青攪拌樓的樓架結構分析
二、選題的科學意義和應用前景
選題的科學意義：
大型機器的支撐基礎，承受着由機器的不平衡擾力引起的振動和機器的自重等，如其振動過大，將會影響機器的加工要求或無法正常運轉，甚至損壞機器和影響鄰近的設備、儀器和人員的工作和生活，嚴重的還會危及建築物的安全。因此動力機器的基礎結構分析具有重要的意義。
我國對於動力機器基礎正式研究起於上世紀七十年代，在八十年代主要編製成了國家標準《動力機器基礎設計規範》和《設計手冊》，這對於動力機器基礎設計和分析提供了重要依據和參考。近年來對於動力機器基礎結構的研究，往往集中於對壓縮機、壓力機、運輸機、配料機等機器基礎的設計和結構分析。對於工業上應用的更復雜的設備，像由振動篩、攪拌器等多個動力機器組成的大型瀝青攪拌樓，對於這種往往由多個動力機器組合的大型設備的樓架問題研究的幾乎沒有。另一方面研究人員僅僅採用單一理論計算方法計算擾力值，振動幅值等，計算方法和參數的選擇並不統一，或考慮不夠全面造成結果各不相同或不接近實際。
針對以上問題，本文擬考慮多台設備共同作用時的振動合成，如考慮攪拌機的振動擾力和振動篩的擾力，並考慮如風載、靜載、動載多種載荷情況下樓架的承載和振動情況。同時在理論計算的基礎上，採用有限元分析軟件對樓架進行模態分析，獲得結構的頻率和振型，然後進行分析，根據分析結果優化樓架設計，並再次進行有限元計算，驗證改進方案的可行性。
選題的應用前景：
瀝青混凝土攪拌設備是瀝青路面機械化施工的關鍵設備，近20年來，我國公路交通事業發展迅猛，公路機械化施工因此獲得巨大進步，特別是對參與高速公路瀝青路面工程建設的企業來説，擁有大型瀝青混凝土攪拌設備已是市場準入條件之一。而其樓架部分是攪拌樓的重要承載機構，其設計首先必須保證機器的特定工作要求，滿足振動和抗振的要求。
樓架作為瀝青攪拌樓的支撐基礎，它在各種工況下承受着巨大的載荷。若局部的`應力過高會導致結構被破壞，因此需要對樓架結構剛強度和抗振性及穩定性進行分析，避免樓架的破壞同時合理選擇樓架鋼材的截面尺寸等，這樣可以保證瀝青攪拌樓的樓架在滿足安全性的前提下節約材料，因此對企業生產經濟性具有重大意義。
企業中瀝青攪拌樓的樓架設計往往利用技術人員的經驗設計，即直接採用特定的結構和尺寸進行生產製造。本文的選題來源於企業，是對現有某型號瀝青攪拌樓的樓架安全性和經濟性進行驗算分析或在進一步優化設計，這樣可以有效地降低設計成本，更具經濟性。
選題中由於瀝青攪拌樓的樓架高度較高，所以要考慮多種載荷情況下樓架的承載和振動情況。同時採用有限元軟件進行分析，更好的展現在工作情況下樓架的實際情況，顯現出樓架中的危險部分，可以針對問題對樓架機構進行進一步的改進和完善，優化樓架，為瀝青攪拌樓樓架的設計提供有力的依據。這些對於大型複雜設備的支撐基礎設計都具有一定的參考意義。
三、背景科研項目情況簡介
此課題來源於工程實際，是以無錫錫通科技集團某瀝青攪拌樓設計為背景展開的。其樓架結構分析是攪拌樓設計工作的重要組成部分。此課題的完成將為企業進行各種型號瀝青攪拌樓的樓架設計提供重要依據。
四、學位論文主要研究內容
動力機器基礎設計應根據基礎本身質量、剛度的分佈、設備的質量和剛度、地基的影響、擾力大小和相位等因素，確定安全可靠、適用、經濟合理和技術先進的方案。
本論文是對企業中已有的樓架安全性與經濟性進行分析驗算和優化，樓架的結構和選材已定、不進行研究，本論文對於瀝青攪拌樓的樓架設計提出必須滿足的三個基本要求：
(1)具有良好的抗振性;
(2)具有足夠的剛強度;
(3)穩定性要求。
只有滿足了這三個方面的要求才能保證瀝青攪拌樓的正常運行和安全生產。所以在進行瀝青攪拌樓的樓架設計時需要進行動力特性分析以及強度和穩定性的計算。最後就樓架可行性與經濟性進行驗算和優化。
1.關於樓架抗振性研究：設計動力機器機架的基本目標是限制其振動幅值和自振頻率，以滿足機器本身和附近設備、儀器的運轉和不影響鄰近工作人員和居民的工作和生活。因此本設計中動力計算時首先要確定機器的擾力作用方向和擾力值及其作用點的位置，然後按瀝青攪拌設備的擾力性質，採用相應的動力計算公式，計算樓架的振動幅值、振動頻率等，使之不超過允許極限值。
2.關於樓架剛強度的研究：要使樓架具有良好的動態性能必須保證它具有足夠的靜、動態剛度。靜態剛度是以滿載靜力作用下的靜位移來表徵，動態剛度是指其動態特性，是以其系統的滿載自振頻率來表徵。對剛度的研究本文從這兩個方面入手分別計算。強度設計的準則是在機器運轉中可能發生的最大載荷的情況下樓架上任何點的應力都不得大於允許應力。強度計算時本文主要進行內力分析、載荷組合、和承載能力的驗算。其中內力分析包括動內力、風載以及各種靜載荷內力的計算。通過這些分析和計算確保瀝青攪拌樓樓架的所有構件在各種可能的載荷工況下都不受到損壞，從而使機組能夠安全地運行。此外還需研究樓架在彎扭組合交變應力作用下的疲勞強度問題。
3.關於樓架杆件穩定性的研究：對於細長的或薄壁的受壓機構及彎-壓結構存在失穩問題，失穩對結構會產生很大的破壞，設計時需要校核。本文研究的瀝青攪拌樓的樓架由於立柱高度大承受的豎直方向的載荷較大，為避免立柱失穩，需要校核計算。研究時由於樓架受力情況複雜，需要對立柱所受外力簡化、近似處理等從而計算出立柱所能承受的臨界壓力。
4.關於樓架安全性與經濟性進行驗算和優化：將理論計算結果與有限元軟件運算的結果進行比較，通過對結果的分析來得出結論或進一步的優化，這也是本文的最終目的。
五、預期解決的主要問題
問題1：如何進行瀝青攪拌樓樓架振動位移的計算問題：
以前對機器基礎的設計的方法有兩自由度法和空間多自由度法，在計算機普及以前只能採用兩自由度法。這種方法從基礎中逐一抽出單榀橫向框架，把它們簡化成兩自由度的質量、彈簧體系，然後進行動力分析。這種分析忽略了縱向框架的作用，只能求解單品框架的頻率、振型和動力響應，其精度和空間框架的實測結果相差較大;對於不能分解成平面框架的複雜結構該方法更無能為力。空間多自由度體系往往更接近實際的幾何、物理模型，其精度更高，但空間多自由度法計算複雜，需要求解問題較多。
本論文擬採用空間多自由度法計算，但利用空間多自由度進行分析時難點主要是：建立計算模型與動力平衡方程並進一步進行動位移的計算。樓架動力計算時將振動位移分成水平振動位移和豎向振動位移的計算：
(1)進行水平振動位移計算時，首先建立模型，方法是採用凝聚質量和忽略轉動慣量假定，將所有杆件的質量向兩端的質點集中。體系的附加質量也向質點積聚不考慮橫樑和樓板的變形進行計算。然後運用達朗貝爾原理建立動力平衡方程，利用公式求出所有的水平自振圓頻率和振型，進一步計算各振型的折算質量和載荷，最後求出動位移;
(2)進行豎向振動位移計算時，考慮橫樑的變形，把單跨樑的鉸支座改成彈簧支座，建立模型，建立剛度方程，求出自振頻率，最後計算結構動位移。
問題2：如何在多種載荷及其組合載荷下進行強度計算的問題：
本問題的難度在於涉及的載荷非常多，如工作情況下的動載、設備自重、風載、地震載荷等，應該選取何種情況下的載荷或組合載荷進行強度計算。此外還要研究樓架在彎扭組合交變應力作用下的疲勞強度問題。
本文首先將載荷分類：
a.永久載荷組合由設備自重、樓架自重組成
b.可變載荷由動載荷組成
c.偶然組合由風載荷組成。在樓架承載力計算時進行載荷的組合，並取較大值作為控制值：
1)基本組合可由永久載荷與可變載荷組合，可變載荷中的各項動力載荷只考慮單向作用;
2)偶然組合可由永久載荷，可變載荷及偶然載荷組合。再進行計算時，計算簡圖按下列規定確定：
1)柱和頂板橫樑按橫向平面剛架計算，當量載荷考慮豎向和橫向的作用;
2)柱和頂板縱梁按縱向平面剛架計算，當量載荷考慮豎向和縱向的作用。計算縱橫樑在水平載荷的作用下產生的彎矩，可近似的假定樑的兩端為固定支座來計算。
問題3：對樓架進行有限元分析時如何建模及如何進行模態分析的問題：
利用有限元可以進行靜態分析、剛框架結構的地震響應分析和模態分析。
在進行有限元分析時首先需要進行有限元軟件的建模，本文在建立瀝青攪拌樓樓架的有限元模型時，不能瀝青攪拌樓樓架及設備的全部導入ansys中進行建模，因為那樣可能會導致運算量過大而使軟件無法運行，可根據需要，建立樓架的有限元模型，然後選擇所採用的有限元單元類型，劃分網格，最後對其進行計算分析。採用這樣的方法，建立樓架的有限元模型，可以減少運算量，但必須能夠分析出樓架所達到的最大變形量。
對於模態分析，用於確定設計結構或機器部件的振動特性，即結構的固有頻率和振型，它們是承受動態載荷結構設計中的重要參數。模態分析的好處：
(1)使結構設計避免共振或以特定頻率進行振動;
(2)使工程師可以認識到結構對於不同類型的動力載荷是如何響應的;
(3)有助於在其它動力分析中估算求解控制參數進行模態分析需要清楚模態分析的基本理論。
本文進行樓架的模態分析的主要分析思路：首先，進行理論分析計算系統的固有頻率，然後在ansys中用實體建模的方法建立樓架模型，通過網格劃分和加載求解來得到系統的固有頻率。最後，將理論計算結果與軟件運算的結果進行比較，通過對結果的分析來得出結論。
六、開題條件
學術條件：本人在經過本科階段和研究生階段的學習，掌握了材料力學、結構力學、高等動力學、機械振動、建築振動理論及有限元分析理論等多方面的知識，這是論文開展的理論基礎。然後又參考了相關領域的研究成果和實踐狀況，為論文的完成有很大的實際意義。同時還有我的導師和同學都將為我的論文提供指導和幫助，這些都是我完成課題的重要保證。
設備條件：分析用計算機與軟件均具備。
七、文獻綜述
20世紀80年代以來，隨着有限元法和結構優化設計技術的發展，利用有限元方法分析機架或樓架應力、變形分佈等情況，來解決其存在的問題，實現優化設計的目的，已在我國有了應用。本課題利用理論計算與有限元相合的方法對瀝青攪拌樓的樓架進行結構分析和優化，解決在實際使用過程中樓架因為強度問題的斷裂和振動破壞，在滿足抗振性、剛強度的要求下減輕樓架的質量，降低成本。
動力機器支撐基礎設計一般要求應保證抗振性、剛強度及穩定性。
本文正是從這三個方面進行分析進行樓架結構的分析。設計前需要弄清設備的結構和工作原理，文獻[3]介紹兩種瀝青攪拌站的基本結構和工作原理。為個人提供了一定的專業知識。由於剛度分析主要考慮變形問題，在進行動力分析時顯然要最終求出樓架的最大的振幅，振動頻率。
對於樓架抗振性的研究：抗振性即動力分析，是本文的難點。在進行動力分析時需要知道瀝青攪拌樓的擾力產生來源，及擾力的作用方向和作用點的位置，然後本文在進行樓架的動位移計算時採用了空間多自由度法計算。空間多自由度體系往往更接近實際的幾何、物理模型，其精度更高，應用也越來越廣泛。
機械類畢業設計開題報告範文
機械設計專業開題報告
機械設計專業開題報告有哪些呢？機械設計專業該怎樣寫開題報告呢？下面是小編為大家整理的資料，歡迎閲讀哦。
機械設計專業開題報告
1、目的及意義(含國內外的研究現狀分析)
本人畢業設計的課題是”鋼坯噴號機行走部件及總體設計”,並和我的一個同學(他課題是“鋼坯噴號機噴號部件設計”)一起努力共同完成鋼坯噴號機的設計。我們的目的是設計一種價格相對便宜，工作性能可靠的鋼坯噴號機來取代用人工方法在鋼坯上寫編號。
對鋼坯噴號是鋼鐵製造業必然需要存在的一個環節，這是為了實現質量管理和質量追蹤。我們把生產鋼坯對應的連鑄機號、爐座號、爐號、流序號以及表示鋼坯生產時間的時間編號共同組成每塊鋼坯的唯一編號，適當的寫在鋼坯的表面。這樣就在鋼鐵廠的後續檢驗或在客户使用過程中，如果發現鋼坯的質量有問題，就可以根據這個編號來追蹤到生產這個鋼坯的連鑄機、爐座、爐號、流序及時間等重要信息，及早的發現並解決生產設備中存在的問題。
目前，在國外像日本、美國等一些發達國家已經實現了對鋼坯的自動編號，雖然其輔助設備較多，價格較貴，但大大提高生產的自動化進程和效率。並且鋼坯噴號機具有設備利用率高、位置精度高、可控制性能好等優點。而在國內，除了少數的幾家大型鋼鐵企業(寶鋼、鞍鋼等)引進了自動鋼坯噴號機，大部分的鋼鐵企業仍然處在人工編號的階段。
實現鋼坯噴號的機械化和自動化是提高生產效率和降低生產成本的重要途徑之一，鋼坯噴號機無論在國內還是國外都會有很大的市場。一方面因為人工的工藝流程不但浪費了大量的能量，而且打斷了生產的自動化進程，從而致使生產效率降低，生產成本增加。另一方面由於生產鋼坯的車間温度很高，有強烈的熱輻射，同時還有大量的水蒸氣和粉塵，因此對其中進行人工編號的工人的勞動強度非常大，並且對身體是一種摧殘，容易得職業病。所以無論從那個方面看都急需一種價格相對便宜，工作性能可靠的鋼坯噴號機來代替人工編號。
作為一個大學生，畢業設計對我來説是展示我大學四年學習成果的一個機會，也是對我的綜合能力的一個考驗。我本人對“鋼坯噴號機行走部件及總體設計”的課題也非常感興趣，我一定會努力完成這次畢業設計的'。總的來説，鋼坯噴號機對於鋼鐵廠和這次畢業設計對於我都是具有現實意義的。
2、基本內容和技術方案
本課題是基於機械設計與電子控制結合的技術來設計鋼坯噴號機。經連連軋的鋼坯規格為160mm*200mm的方形鋼坯，用切割機割成定長，由300mm寬的輸出通道送出。
1.基本內容
先擬定鋼坯噴號機的總體方案，然後確定鋼坯噴號機行走部件的傳動方案及結構參數，最後畫出鋼坯噴號機行走部件的裝配圖以及零件圖。
2.系統技術方案
(1)工作過程：啟動機器plc控制步進電機帶動鋼坯噴號機到相應的位置，按下啟動鍵發送控制信號傳到控制部件(plc)，控制部件發出控制命令給執行部件(主要是行走部件及噴號部件，行走部件帶動噴頭靠近鋼坯表面，然後噴頭進行噴號)，噴號完成後噴頭上升並清洗號碼牌。再次移動噴號到下一個鋼坯處。
(2)要求實現的功能：行走部件功能(噴號機整體左右的移動，噴號部件的上下前後移動，噴頭的左右移動)、噴號部件功能(噴頭噴號，清洗號碼牌，號碼牌的更換)。其中號碼為(0—9)十個數字，號碼可以變化更換。每個號碼大小為35mm*15mm，號碼間距為5mm。
(3)實現方案：
行走功能的實現：由於在鋼坯上噴號並不需要很精確的定位，所以採用人工控制步進電機的方式移動整體噴號機來粗調。採用液壓缸提供動力來推動噴號部件，並採用行程開關控制電機來實現噴號部件上下移動，下行程開關可以控制噴號部件與鋼坯表面之間的間距和發出信號使噴頭開始噴塗料並向右移動。採用液壓缸推動，滾輪在導架上滾動的方式實現噴好機構的前後移動，並採用行程開關控制電機來實現噴頭的左右移動，右行程開關可以控制噴頭停止噴塗料並回到初始位置和噴號部件向上移動。
噴號功能的具體實現方案由和我一組的同學確定。
3、進度安排
3-4周 認真閲讀和學習有關資料和知識，並翻譯英文文獻
5-7周 鋼坯噴號機行走部件的傳動方案及總體設計
8-9周 確定鋼坯噴號機行走部件結果參數
10-13周 完成鋼坯噴號機行走部件裝配圖及零件工作圖
14-15周 準備並進行畢業答辯
機械安全生產分析與研究開題報告
一、課題的來源、研究意義、目的
安全生產在全面建設小康社會，實現可持續發展戰略方面有着重要的地位和作用，搞好安全生產，保障人民羣眾的生命和財產安全，反映了先進生產力的發展要求和先進文化的前進方向，是企業生存和發展的基本要求，當手段無所不在，所有的安全隱患才能防之於未然，實現安全製造，也正是實現工業人文理想與經濟效益目標為最為切實的途徑。
二、國內、外該課題研究現狀
我國正處於計劃經濟轉型為市場經濟的發展初期，由於工業安全生產基礎薄弱，安全生產管理水平不高，同時又受生產力發展水平和從業人員素質等因素的制約和影響，造成巨大的人員傷亡和財產損失，這種局面若不能有效的控制，將直接影響我國經濟的可持續、健康發展和全面建設小康社會目標的實現。
三、本課題的任務與要求
從企業安全生產的各項具體案例入手，有針對性的提出解決安全問題的方法和措施，理論聯繫實際，注重理論性，更強調實用性，能有效的解決安全生產中的常見事例。
四、擬採用解決問題的方法
目前安全生產的主要故障都來源物的不安全狀態（技術原因），它包括設計階段、製造階段、使用階段；其次是人的不安全行為和安全管理的缺陷。針對這些問題，我們可以採取相應的措施，包括加強機械行業監督管理，嚴厲打擊非法和超範圍生產；各級質監部門嚴格作業人員法定培訓考核，強化崗位操作技能培訓；倡導採用監督檢驗和監督管理的無障礙溝通方式進行管理等。
五、課題的研究進度（起迄日期）和要求
準備階段（2010年11月10日～2010年11月17日） 收集相關資料。
完成文獻綜述交指導老師批閲（2010年11月18日～2010年11月24日）
完成開題報告交指導老師批閲（2010年11月25日～2010年11月30日）
根據開題報告完成初稿交老師批閲（2010年12月1日～2010年12月23日）
完成論文復稿交老師批閲（2010年12月24日～2010年12月26日）
完成論文簡介、答辯提綱，準備答辯（2010年12月27日～2010年12月28日）
畢業論文答辯階段（2010年12月29日～2010年12月30日）
六、目前收集到的主要參考文獻
王明明.《機械安全技術》.北京：化學工業出版社，2004
鍾秉林、黃仁.《機械故障診斷學》.北京：化學工業出版社，2007
[3]商福恭、商廣潔.《電力作業安全技巧》.北京：中國電力出版社，2006
[4]張榮華.《電氣安全手冊》.北京：中國電力出版社，2006
[5]張應立.《橋式起重機安全技術》.北京：中國石化出版社，2008
七、論文提綱
機械在各行各業都有廣泛的運用，但通過全文的案例可以發現很多企業對安全生產沒有充分的認識， 以至於發生了諸多生產事故，每年給國家和企業造成的損失不可計量，通過案例的.事故分析其原因並研究相應的措施，可以避免的許多損失。通常的機械危害包括機械危險與機械的有害因素兩個方面，機械危害包括擠壓危險、剪切危險、切割危險、衝擊等危險，相關因素包括電氣危險、熱危險、噪聲危險、輻射危險等危險，但最有效的措施是對生產安全進行有效的管理，這是一個重要的突破點，大多事故都是出在管理上，所以對安全管理進行分析和研究是一個重大的工程，具有極大的研究價值，通過對許多的案例進行全面的分析，發掘其中的共性和個性問題，尋找突破點，進行生產改進以提高國民生產整體效益。
院(系)名稱：機電工程系
學生學號：******
學生姓名：付**
指導教師：江**
完成時間：**年3月
一、畢業設計(論文)課題來源
這次畢業設計的課題是根據自己的專業所長和自己的興趣選定的，屬於設計繪圖類題目，在江祖勇老師的指導下進行，課題屬於開發設計型。
二、選題的目的及意義
印刷工藝過程是藉助印刷壓力將塗布在印版上的油墨轉移到印張上的過程。作為傳遞油墨和塗布油墨的着墨裝置，無論對哪種印刷機都是不可缺少的重要組成部分。為了獲得清晰的印品，油墨塗布要適量、均勻，沒有性能良好、工作正常、結構合理的着墨裝置，任何印刷機都不能印出令人滿意的印品。
三、本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢
在早期的`膠印機上不存在完整的供墨系統，由人工方式向版面提供和補充油墨，隨着膠印機的不斷改善，供墨系統從無到有，並發展到今天的自動化程度，成為膠印機上不可缺少的組成部分。目前的目標是在一些基本技術上取得突破，具體是：
控制方式的智能化，在高速膠印機上研發遠程診斷功能提供遠程服務與工作流程，針對具體機器的故障點設計系統解決方案;
設備功能多元化，在大環境的變革下多元化、彈性化，且具有多種切換功能的包裝印刷設備，才能不斷滿足市場的需求;
結構設計標準化、模塊化，利用原有機型模塊化設計，可在短時間內轉換新機型;
機構運動高精度化，通過應用馬達、編碼器及數字控制(nc)、動力負載控制(plc)等高精度控制器來完成，並適當做好產品延伸，朝高科技產品的方向進行研發;
無軸傳動技術。用“電子齒輪”代替傳統的機械齒輪，去掉傳動軸，其優點在於避免由於傳動軸的扭曲以及齒輪間隙對印刷機張力及套印造成的影響，可實現更高程度的同步運轉，真正實現印刷機組模塊化;
針對特殊應用的混合技術和通過連線生產增加附加值;為了適應上述發展，輸墨機構也必須同步發展。輸墨系統是技術上極其難於解決的複雜部分。
每一種膠印機的發展其主要內容是設計着墨系統，傳墨系統最好能滿足一下要求：在印刷紙張縱向與橫向上獲得高度均勻的油墨層快速的調節敏感性各個分色圖像油墨層之間的分裂要小，也就是對分裂影響的低敏感性對油墨和濕潤溶液的數量具有大範圍的控制變量滿足經濟效益要求等。
四、本課題主要研究內容
1、畢業設計內容
根據印刷工藝原理及印刷機操作程序的要求，膠印機必須把油墨均勻地適量地傳給印版表面，並根據需要進行離墨和着墨。為此本設計要求採用合適的機構來完成離墨動作，選擇適當的着墨時間參數。
設計內容
(1)分析膠印機的着墨工作過程，選擇合適的時間參數;
(2)選擇合適的驅動機構;
(3)根據結構選擇合理的結構參數;
(4)設計着墨詳細結構;
2、主要參數
最高印刷速度：10000/小時;
最大紙張尺寸(mm)：750*520;
最小紙張尺寸(mm)：285*200。
五、完成論文的條件和擬採用的研究手段(途徑)
1、通過搜索相關的中外文資料，瞭解着墨機構的現狀及其發展趨勢，撰寫綜述;閲讀並翻譯外文資料，並藉助查閲相關的專業文獻完成開題報告。
2、通過在自主學習並在指導老師的指點和引導下，形成自己的設計思想，確定設計方案，完成設計計算，繪製三維機構，並完成着墨機構的電子圖稿。
六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標：
第1—5周：調研、收集資料，擇寫綜述，閲讀、翻譯外文資料，對着墨機構動作分析，確定着墨、離墨時間，對結構類型進行分析，選擇合適機構，並確定合適的參數時間，設計計算，完成開題報告。
第6—7周：設計結構，校核。
第8—12周：繪製三維機構。
第13周：在計算機上對所有設計機構進行修改和調整。
第14周：根據三維圖繪製工程圖。
第15周：編寫設計説明書。
第16周：編寫設計説明書，編寫powerpoint電子課件。
第17周：編寫powerpoint電子課件，總結、答辯。
七、指導教師意見
對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計(論文)結果的預測：
指導教師：
八、所在專業審查意見
負責人：
機械類開題報告範文(三)
1、課題名稱：數控銑牀及加工中心產品設計
2、選題理由
3、國內外研究現狀
當今世界，工業發達國家對機牀工業高度重視，競相發展機電一體化、高質量、高精、高效、自動化先進機牀，以加速工業和國民經濟的發展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰線，特別是隨微電子、計算機技術的進步，數控機牀在20世紀80年代以後加速發展，各方用户提出更多需求，早已成為四大國際機牀展上各國機牀製造商競相展示先進技術、爭奪用户、擴大市場的焦點。中國加入wto後，正式參與世界市場激烈競爭，今後如何加強機牀工業實力、加速數控機牀產業發展，實是緊迫而又艱鉅的任務。數控機牀出現至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機技術的進步而不斷髮展。美、德、日三國是當今世上在數控機牀科研、設計、製造和使用上，技術最先進、經驗最多的國家。
4研究內容：
1.按圖紙要求制定真確的工藝方案
2.選擇合理的刀具和切削工藝參數
3.編寫數控加工程序
5、研究方法：
首先閲讀大量相關文獻資料，教材及新聞背景資料，包括機械製造的原理及方法，質量管理應用，數控機牀現有技術水準，國際水平探討方面的書籍，報刊。以瞭解可靠性的內容，質量管理的概況和數控機牀領域的基本知識體系。然後通過調研，進一步瞭解企業現狀及需求。接下來進行分析與設計。確定數據來源的真實準確。再進行系統設計
由於現有設備所採用的是分析設計方法，因此可以首先對原有設備進行適當的測試與調試，然後使用快速原型方法來提高加工質量，等得到企業有效的反饋信息後再可以考慮用統計分析法和棕合法進行接下去的再分析，再設計
6、進展按排：
2、完成開題報告及論文大綱交老師批閲(1月1日～1月15日)
3、依據論文大綱完成論文一稿交老師批閲(1月16日～3月10日)
4、完成論文二稿交老師批閲(3月11日～4月10日)
5、完成三稿(4月11日～4月30日)
6、完成相關論文簡介、答辯提綱，準備答辯階段(5月1日～5月10日)
7、畢業設計答辯階段(5月中旬)
7、主要參考資料：
2、張麗華，馬立克，數控編程與加工技術，大連理工大學出版社，2006年7月第2版
3、楊建明，數控加工工藝與編程，北京理工大學出版社，2007年4月第3次印刷
4、呂天玉，宮波，公差配合與測量技術，大連理工大學出版社，2006年7月第3次印刷
5、高波，機械製造基礎，大連理工大學出版社，2006年8月第1次印刷
6、黃鶴汀，王芙蓉，金屬切削機牀(上冊)，機械工業出版社，2006年7月第1版第10次印刷
機械製造類畢業設計開題報告範文1
1. 設計(或研究)的依據與意義
十字軸是汽車萬向節上的重要零件，規格品種多，需求量大。目前，國內大多采用開式模鍛和胎模鍛工藝生產，其工藝過程為：製坯→模鍛→切邊。生產的鍛件飛邊大，鍛件加工餘量和尺寸公差大，因而材料利用率低;而且工藝環節多，鍛件質量差，生產效率低。
相比之下，十字軸冷擠壓成形的具有以下優點：
1、提高勞動生產率。用冷擠壓成形工藝代替切削加工製造機械零件，能使生產率大大提高。
2、製件可獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷擠壓十字軸類零件的精度可達itg---it8級，表面粗糙度可達ra o.2～1.6。因此，用冷擠壓成形的十字軸類零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進行精磨。
3、提高零件的力學性能。冷擠壓後金屬的冷加工硬化，以及在零件內部形成合理的纖維流線分佈，使零件的強度高於原材料的強度。
4、降低零件成本。冷擠壓成形是利用金屬的塑性變形制成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，提高材料的利用率，從而使零件成本大大降低。
2. 國內外同類設計(或同類研究)的概況綜述
利用切削加工方法加工十字軸類零件，生產工序多，效率低，材料浪費嚴重，並且切削加工會破壞零件的金屬流線結構。目前國內大多采用熱模鍛方式成形十字軸類零件，加熱時產生氧化、脱碳等缺陷，必然會造成能源的浪費，並且後續的機加工不但浪費大量材料，產品的內在和外觀質量並不理想。
採用閉式無飛邊擠壓工藝生產十字軸，鍛件無飛邊，可顯着降低生產成本，提高產品質量和生產效率：
(1)不僅能節省飛邊的金屬消耗，還能大大減小或消除敷料，可以節約材料30﹪;由於鍛件精化減少了切削加工量，電力消耗可降低30﹪;(2)鍛件質量顯着提高，十字軸正交性好、組織緻密、流線分佈合理、纖維不被切斷，扭轉疲勞壽命指標平均提高2~3倍;(3)由於一次性擠壓成型，生產率提高25%.
數值模擬技術是cae的關鍵技術。通過建立相應的數學模型，可以在昂貴費時的模具或附具製造之前，在計算機中對工藝的全過程進行分析，不僅可以通過圖形、數據等方法直觀地得到諸如温度、應力、載荷等各種信息，而且可預測存在的缺陷;通過工藝參數對不同方案的對比中總結出規律，進而實現工藝的優化。數值模擬技術在保證工件質量、減少材料消耗、提高生產效率、縮短試製週期等方面顯示出無可比擬的優越性。
目前，用於體積成形工藝模擬的商業軟件已有“deform”、“autoforge”等軟件打入中國市場。其中，deform軟件是一套基於有限元的工藝仿真系統，用於分析金屬成形及其相關工業的各種成形工藝和熱處理工藝。deform無需試模就能預測工業實際生產中的金屬流動情況，是降低製造成本，縮短研發週期高效而實用的工具。二十多年來的工業實踐清楚地證明了基於有限元法deform有着卓越的準確性和穩定性，模擬引擎在大金屬流動，行程載荷和產品缺陷預測等方面同實際生產相符保持着令人歎為觀止的精度。
3. 課題設計(或研究)的內容
1)完成十字軸徑向擠壓工藝分析，完成模具總裝圖及零件圖設計。
2)建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。
3)十字軸徑向擠壓成形過程數值模擬。
4)相關英文資料翻譯。
4. 設計(或研究)方法
1)完成十字軸徑向擠壓成形工藝分析，繪製模具總裝圖及零件圖。
2)建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。
3)完成十字軸徑向擠壓成形過程數值模擬。
4)查閲20篇以上與課題相關的文獻。
5)完成12000字的論文。
6)翻譯10000個以上英文印刷符號。
5. 實施計劃
04-06周：文獻檢索，開題報告。
07-10周：進行工藝分析、繪製模具二維圖及模具三維模型設計。
11-13周：進行數值模擬。
14-16周：撰寫畢業論文。
17周：進行答辯。
機械畢業設計開題報告模板
題目名稱： qd20/5雙樑橋式起重機的分析與故障診斷
1.本課題的背景及意義
目前，在工程起重機械領域，歐洲、美國和日本處於地位。歐洲作為工程起重機的發源地，輪式起重機生產技術水平。該地區的工程起重機械業主要生產全地面起重機、履帶式起重機和緊湊型輪胎起重機，也生產少量汽車起重機。其中，全路面起重機、履帶起重機以中大噸位為主;緊湊型輪胎起重機則以小噸位為主;汽車起重機一般為通用底盤組裝全地面上車，即以改裝為主。其產品技術先進、性能高、可靠性高，產品銷往全球。
起重機械用來對物料作起重、運輸、裝卸和安裝等作業的機械設備，它可以完成靠人力無法完成的物料搬運工作，減輕人們的體力勞動，提高勞動生產率，在工廠、礦山、車站、港口、建築工地、倉庫、水電站等多個領域部門中得到了廣泛的使用，隨着生產規模的日益擴大，特別是現代化、專業化的要求，各種專門用途的起重機相繼產生，在許多重要的部門中，它不僅是生產過程中的輔助機械，而且已成為生產流水作業線上不可缺少的重要機械設備，它的發展對國民經濟建設起着積極的促進作用。起重機械是起升，搬運物料及產品的機械工具。起重機械對於提高工程機械各生產部門的機械化，縮短生產週期和降低生產成本，起着非常重要的作用。
意義：橋式起重機在工廠車間起着非常重要的作用，為了保證它能安全、有效運行，科學的進行故障診斷並有針對性地做好日常維護和保養工作十分必要。據此，我結合起重機的結構及工作原理，歸納出橋式起重機的常見故障及其產生的原因，並提出故障的預防和排除措施。
2.本課題的基本內容及關鍵問題
本次課題主要內容：
學習起重機的通用結構，重點學習qd20/5雙樑橋式起重機的組成機構,日常維護保養,常見故障診斷與解決措施。
關鍵問題：
認真學習雙樑起重機的知識，詳細閲讀qd20/5雙樑起重機的資料，在使用操作過程中，注意收集各種故障現象，學會故障分析的方法，並總結好完成論文。
3.本課題調研情況綜述
起重機械用來對物料作起重、運輸、裝卸和安裝等作業的機械設備，它可以完成靠人力無法完成的物料搬運工作，減輕人們的體力勞動，提高勞動生產率，在工廠、礦山、車站、港口、建築工地、倉庫、水電站等多個領域部門中得到了廣泛的使用，隨着生產規模的日益擴大，特別是現代化、專業化的要求，各種專門用途的起重機相繼產生，在許多重要的部門中，它不僅是生產過程中的輔助機械，而且已成為生產流水作業線上不可缺少的重要機械設備，它的發展對國民經濟建設起着積極的促進作用。起重機械是起升，搬運物料及產品的機械工具。
目前，在工程起重機械領域，歐洲、美國和日本處於地位。歐洲作為工程起重機的發源地，輪式起重機生產技術水平。該地區的工程起重機械業主要生產全地面起重機、履帶式起重機和緊湊型輪胎起重機，也生產少量汽車起重機。其中，全路面起重機、履帶起重機以中大噸位為主;緊湊型輪胎起重機則以小噸位為主;汽車起重機一般為通用底盤組裝全地面上車，即以改裝為主。其產品技術先進、性能高、可靠性高，產品銷往全球。隨着我國經濟建設步伐的加快，生產和生活各個領域的建設規模的逐年擴大，也促進了施工機械化程度的迅速提高。先進的施工機械已成為加快施工速度，保證工程質量和降低成本的物質保證。
起重機行業也因此得到了很大的發展。為促進社會主義建設事業的發展，提高勞動生產率，充分發揮其中運輸機械的作用是具有重要意義的。
雙樑橋式起重機是由一個有兩根箱形主樑和兩根橫向端樑構成的雙樑橋架,在橋架上運行起重小車,可起吊和水平搬運各類物體,它適用於機械加工和裝配車間料場等場合。橋架的結構主要有箱形結構，空腹桁架式結構，偏軌空腹箱形結構及箱形單主樑結構等，中小起重量系列起重機一般採用箱形結構，且為保證起重機穩定，我選擇雙樑結構作為橋架結構。參考為了操縱和維護的需要，在傳動側走台的下面裝有司機室。司機室有敞開式和封閉式兩種，一般工作環境的室內採用敞開式的司機室，在露天或高温等惡劣環境中使用封閉式的司機室。
4.本課題的方案論證
對qd20/5雙樑橋式起重機的結構進行詳細分析，介紹各個部件的結構及作用，介紹日常使用中的維護保養。通過舉例，列舉出常見的故障現象及解決故障的方法及措施。
課題名稱： 理論力學創新應用zme型多功能實驗台單自由度振動系統的測試
一、選題的目的及意義：
科學和經濟的發展，人才聘用的市場化，都對畢業生的實際能力提出了很高的要求。培養和訓練畢業生的應用所學知識的能力、分析及解決問題的能力、實踐動手能力和創新能力，是課題研究的基本目的。
機械振動是在日常生活和工程實際中普遍存在的一種現象，也是整個力學中最重要的研究領域之一。機械振動指機器或結構物在平衡位置附近所做的“往復運動”。在工程中，存在着很多振動現象。如飛行器與船舶的振動、機牀與刀具的振動、各種動力機械的振動等。機械振動降低了機器的動態精度和性能，機械振動會使機器產生交變載荷，這將導致機器使用壽命的降低甚至釀成災難事故。共振現象是工程中需要研究的重要課題，在共振區內振動都很強烈，會導致機器或結構過大變形，造成破壞。因此有效地進行振動隔離或減振設計，消除和抑制振動的消極影響，是機械振動的一個主要研究方向之一。研究機械振動的意義體現在發展振動理論、防範有害振動和利用有益振動等方面。
機械工業的技術水平和現代化程度極大地影響整個國民經濟的技術水平。現代化的工業、農業、交通等各個領域的發展要求設計出性能更好的機械設備，由此導致機械振動力學的發展和研究。研究機械振動學的理論與方法，解釋機械結構系統中各種複雜運動現象，實現大型複雜裝備振動與噪聲的有效控制，充分利用振動現象，是提升機械裝備性能的重要手段，而機械振動系統測試是研究機械振動的重要手段。
機械振動測試是研究和解決工程技術中許多動力學問題必不可少的手段，可以用來求解機械結構的動力學參數：阻尼、固有頻率等。其目的：一是尋找振源，減少或消除被測量設備和結構所存在的振動;二是測定結構或系統的動態特性以便改進結構設計，提高抗震能力。
研究機械振動是防範有害振動的迫切要求。工程中有大量的振動問題需要人們研究、分析和處理，特別是現代機械產品向着高速化、精密化、輕型化、微型化和大型化等方向發展，使得振動問題更加突出，對防範振動提出了更高的要求。在高速化的機械產品設計中，為了滿足高速化機械產品的設計質量，動力學分析方法從動態靜力分析發展到動力分析和彈性動力分析。例如，汽車的高速化推動了對整車振動和傳動系統振動與噪聲的研究等。在精密加工領域，機械振動是影響加工質量和表面質量的主要因素之一，嚴重時會影響系統的穩定性。
研究機械振動是振動利用工程的迫切要求。在許多行業，振動機器和儀器已經用來完成各種不同的工藝過程，如成形、篩分、整形、診斷等。電話機、諧振器、各部門使用的各種類型的振動機、醫療設備中的核磁共振、振動診斷技術等都是對振動原理的實際有利應用。對這些振動現象進行研究,找出其內在規律,並進行有效的利用,則會對社會產生重大的社會效益與經濟效益。目前振動利用工程學科取得了一系列研究成果，但仍然需要發展和開拓新的領域。
對機械振動的研究不僅有利於改善人們的生活環境和水平，也有助於提高機械設備的使用壽命，提高生產效率。正因如此，機械振動系統測試實驗在生產和科研等多方面都有着十分重要的作用。為了控制振動，將振動給人們帶來的危害降至最低，就需要我們瞭解振動的特性和規律，對振動進行測試和研究。
許多工程實際振動系統夠可簡化為單自由度振動系統來研究，它是研究複雜振動系統的基礎。進行單自由度振動系統測試研究的最終目的就是通過其來研究複雜振動，進行機械或結構的振動分析和振動設計，來控制振動的危害，利用有益的振動，合理利用機械振動特性，創造性地設計動力機械，造福人類，也是為以後的進一步學習研究機械力學奠定良好的基礎。因此，研究單自由度振動系統振動具有很大的現實意義和應用前景。
二、國內外機械振動理論的進展概況
(i) 機械振動概述：在機械動力學領域，機械振動理論是一個重要的研究方向，許多研究人員己經進行了大量卓有成效的研究，並有許多成熟的理論技術己經應用到實際中，出現了大量的優秀的振動產品及技術成果。如機械錶、光導纖維通信技術、醫用ct、振動診斷技術、振動輸送機、振動篩、激振器及振動控制技術等。這些產品及技術主要應用於機械製造、地質、能源化工、核工業、土木建築、海洋、航空航天、交通運輸以及其它領域和各個技術部門。
對機械振動的研究起始於17世紀60年代對鐘擺微振動機理的探索。在隨後的兩個世紀中，樑和板等結構件的振動是力學界研究的熱門。20世紀初，人們關心的機械振動問題主要集中在如何避免共振，因次，研究的重點是機械結構的固有頻率和振型的確定。在第二次工業革命中，電動機、發電機和汽輪機的出現，高速轉子引起的振動問題變得突出起來。20世紀60年代，線性振動基本理論已經建立起來。20世紀30年代，機械振動的研究開始由線性振動發展到非線性振動。20世紀下半葉，非線性振動理論得到飛速發展。到20世紀中葉，線性離散系統的基本理論已經建立起來。20世紀50年代以來，機械振動的研究從規則的振動發展到用概率和統計的方法才能描述其規律的隨機振動。
在最近一個時期，科技工作者對許多非線性振動問題進行了深入研究，在定量研究或定性研究方面都提出了一些新的研究方法。特別是在近30年來，對混沌運動現象的揭示及對其展開的研究工作，被認為是當今科學領域的重大發現和重要成就之一。此外，隨着自動控制理論和電子計算機技術的發展，也為多自由度系統的計算和非線性振動系統的研究提供了技術基礎，許多非線性振動問題可以藉助數值計算與數值模擬方法予以解決使得非線性振動問題的解法向前推動了一大步。振動理論和實驗技術的發展，使振動分析成為機械設計中的一種重要工具。信號分析方法，尤其是快速傅立葉變換的出現成為現代振動測試、故障診斷技術的基礎。現代的振動測試技術是20世紀70年代以後隨着信號分析方法的出現而發展起來的。1988年，美國national instruments公司提出了“軟件即儀器”的概念，開啟了虛擬儀器研究的先河。20世紀60-70年代專家系統出現，其首要目標就是用於基於振動檢測的故障診斷。振動主動控制技術的研究始於20世紀50年代末期，80年代後已經進入蓬勃發展階段，不僅取得了豐富的理論研究成果，而且成功應用於航天、土木及車輛結構的振動控制領域。
20世紀以來,迅猛發展的航空、航天、機械、車輛、船舶、土木、控制、通訊等工業,促使人們對機械、結構、電路中的振動現象進行深入研究。這使得線性時不變系統的振動理論形成了完整體系,非線性振動理論得到了很大發展,隨機振動、流固耦合振動、振動與噪聲控制、振動測量與系統建模、轉子動力學、包裝動力學等一批分支學科從無到有,形成了廣大工程師可用來解決問題的振動學。
目前，線性振動理論的研究已經很成熟了，已經建立了完整的理論體系，為非線性振動，甚至是混沌的研究奠定了基礎。非線性振動的研究工作已取得許多重要成果，並且已經解決了理論上和工程應用方面的諸多問題。但是還有很多問題還沒有徹底解決。需要對其進行更深的研究。
國內振動研究概況：早在戰國時期《莊子》就已經明確記載了共振現象。20世紀60年代初期，國內學者張阿舟同研究生聯名發表《頻率辨》論文，對單自由度粘性阻尼線性系統的各種特性頻率：固有頻率、自然頻率、(位移)振幅共振頻率和加速度振幅共振頻率作了精闢的分析，從理論上澄清了它們各自的含義和特定的界限。
我國學者陳予恕院士是非線性動力學及其工程應用在中國發展的主要代表。他和加拿大學者ford在1988年提出了c-l方法可求出整個參數空間中的週期解。該方法的理論意義在於：統一了世界文獻對非線性參數激勵系統似乎矛盾的結果，建立起系統分岔解的拓撲結構和系統參數之間的全面聯繫，從而突破了非線性振動理論發展的瓶頸。
我國學者朱位秋院士在1998年撰寫的專著是當代關於隨機振動的代表性著作之一。他關於非線性隨機振動的研究構成了一個非線性隨機動力學與控制的hamilton理論體系框架，為解決工程中一系列非線性隨機動力學與控制的關鍵問題提供了一整套全新而有效的理論方法。張廣軍等通過雙穩duffing 振子的隨機共振及其矩方程的分岔之間的關係研究了隨機共振的機制。
1999年，我國學者劉世齡、張佑啟、陳樹輝和徐兆四人提出了“強非線性振動的增量諧波平衡法和推廣的攝動方法”。謝建華等建立了兩自由度含間隙振動系統對稱週期碰撞運動的poincare映射方程。張天俠等在同步振動系統耦合效應研究中導出了系統形成同步的耦合條件，給出了振動同步系統結構參數設計和選擇的工程方法。
(ii)單自由度振動系統：任何一個實際的振動系統都是無限複雜的，為了能對之進行分析，一定要加以簡化，並在簡化的基礎上建立合適的力學模型。在簡化模型中，振動體的位置或形狀只需用一個獨立座標來描述的系統稱為單自由度系統。
單自由度系統是最簡單、最基本的振動系統。其重要性，一方面在於在很多實際問題都可簡化成一個單自由度系統，從而直接利用對這種系統的研究成果來解決問題;另一方面在於它具有一般振動系統的一些基本特性，是多自由度系統和連續系統乃至非線性系統振動理論和方法的基礎。在理論分析中，利用它的直觀、簡單，可以把握振動系統的許多基本性質。
以彈簧一質量系統為力學模型，如圖1所示，對研究單自由度系統的振動有着非常普遍的實際意義，因為工程上有許多問題通過簡化，用單自由度系統的振動理論就能得到滿意的結果。而同時對多自由度系統和連續系統的振動，在特殊座標系會考察時，顯示出與單自由度系統類似的性態。因此，揭示單自由度振動系統的規律、特點，為進一步研究複雜振動系統奠定了基礎。
1.單自由度系統的無阻尼自由振動：是以正弦或餘弦函數或統稱為諧波函數表示的，以其靜平衡位置為振動中心的簡諧振動。
式(1)就是無阻尼自由振動的微分方程，是二階常係數線性齊次方程。
系統週期： (2)
系統頻率： (3)
系統固有頻率： (4)
2.單自由度系統的有阻尼自由振動：在自由振動中，物塊除受恢復力的作用外，還受到阻力的作用，振動過程中的阻力通稱阻尼。產生阻尼的因素比較多，例如在流體介質中運動時，會產生介質的粘性阻尼(如空氣阻尼、油的阻尼)等，總是有能量的散逸，系統不可能持續作等幅的自由振動，而是隨着時間的推移振幅將不斷減小。這種自由振動叫做有阻尼自由振動。有阻尼自由振動固有頻率： 。有阻尼自由振動週期： ，阻尼自由振動的週期大於無阻尼自由振動的週期。
3.單自由度系統的受迫振動：在持續的外部激勵作用下所產生的振動稱為受迫振動。自由振動成分在阻尼作用下迅速衰減，振動的頻率最終取決於激勵的頻率。受迫振動包含瞬態振動和穩態振動，在振動開始一段時間內所出現的隨時間變化的振動，稱為瞬態振動。經過短暫時間後，瞬態振動消失。系統從外界不斷地獲得能量來補償阻尼所耗散的能量，因而能夠作持續的等幅振動，這種振動的頻率與激勵頻率相同，稱為穩態振動。
4.單自由度系統的自激振動：自激振動指在非線性振動中，系統只受其本身產生的激勵所維持的振動。自激振動系統本身除具有振動元件外,還具有非振盪性的能源、調節環節和反饋環節。因此，不存在外界激勵時它也能產生一種穩定的週期振動，維持自激振動的交變力是由運動本身產生的且由反饋和調節環節所控制。自激振動的頻率基本上取決於系統的固有特性。自激振動與初始條件無關，其頻率等於或接近於系統的固有頻率。如飛機飛行過程中機翼的顫振、鐘錶擺的擺動和琴絃的振動都屬於自激振動。
自激振動特徵：
(1)振動過程中，存在能量的輸入與耗散，因次其為非保守系統;
(2)能源恆定，能量的輸入僅受運動狀態，即振動系統的位移和速度的調節，因次其不含時間變量，為自治系統;
(3)振動的特徵量，如頻率和振幅，由系統的物理參數確定，與初始條件無關;
(4)自治的線性系統只能產生衰減自由振動，吳耗散時也只能產生振幅由初始條件確定的等幅自由振動，因次自振系統為非線性系統;
(5)自激振動的穩定性取決於能量的輸入與耗散的相互關係。
機械振動主要研究內容及方向
1、機械振動研究的內容及方向
(1)確定系統的固有頻率，預防共振的發生。隨着機械設備性能的高速重載化和結構、材質的輕型化，導致現代機械的固有頻率下降，而激勵頻率上升。因次，有可能使得機器的運轉速度進入或接近機械的“共振區”，引發強烈的共振，從而破壞機械的正常運轉狀態，所以對高速機械裝置均應進行共振驗算，避免共振事故的發生。
(2)計算系統的動力響應，以確定機械或結構受到的動載荷或振動的能量水平。傳統機械設計方法中，對機械運動分析與載荷計算是建立在剛性假定的基礎上，按照靜力學或剛體動力學方法進行的分析設計，此種方法面臨現代機械輕型高速化趨勢的挑戰。而現代化機械設計方法正由靜態設計向動態設計過度，考慮到機械結構的彈性分析機械振動載荷。
(3)研究平衡、隔振和消振方法，消除振動的影響。現代機器與儀器的重要特徵之一就是高速和精密。高速容易導致振動，而精密設備卻往往對自身與外界的振動有極為嚴格的限制。因次，對機械的減振、隔振技術提出了越來越高的要求。所以，隔振設備的設計、選用與配置、減振措施的採用也是機械動力系統研究的任務之一。
(4)研究自激振動及其他不穩定振動產生的原因，從而有效地加以控制。自激振動是一種恆定頻率和恆定振幅的週期運動，與其他受週期性外作用激勵的振動有本質區別。自激振動是有能源支持的非線性自治系統各個單元相互作用形成的穩態週期運動，是此類系統平衡狀態失穩後的一種終極狀態，描述其運動規律的數學模型都是非線性自治方程。對自激振動的研究必須解決兩個基本問題：如果自激振動是需要的，就要研究如何得到所需頻率、功率和波形的振動;如果自激振動是有害的，就要研究如何設法消除它。解決問題的關鍵在於相位關係和能量平衡。
(5)進行振動診斷，分析事故產生的原因及控制環境噪聲。機械故障診斷理論與技術在世界範圍內受到學術界和工業界的日益廣泛關注。在各種故障診斷技術中，基於振動分析判斷機械工作狀態、識別故障類型和位置、預測故障趨勢的振動診斷方法佔據着主導地位。振動診斷涉及兩類基本問題，即故障分析與故障診斷。機械故障診斷，就是通過檢測、提取、利用機械系統進行運行中所產生的相關信息，識別其技術狀態，確定故障的性質，分析故障產生的原因，尋找故障部位，預報故障的發展趨勢，並提出相應的對策。
(6)振動技術的利用。作為一種自然現象，振動存在着有利的一面，也存在着有害的一面。對於振動問題的研究，一方面要充分利用振動現象為人類造福，如振動破碎、振動送料等都是振動正向應用的實例;另一方面，要系統分析機械設備止逆閥的振動機理，研究隔振和減振措施。
機械振動存在的理論與技術問題
1、機械振動理論在近年來雖然得到迅速發展，但仍有大量理論與技術問題等待人們去研究和探索：
(1)關於振動理論方面，目前線性振動理論發展較為完備，但非線性振動理論還有許多問題尚需解決。工程上的非線性問題常常採用簡化的線性性化處理，或在計算機上進行分段線性化處理。在這方面有待於進一步探索。
(2)乘坐振動力學。一般固定式機械有較為規律的激勵，研究較為成熟。為對於交通機械，如汽車、工程機械、艦船等，則受到的外界激勵往往是隨機激勵，需要根據載荷譜來進行分析。因此對於這類機械的整體結構設計，懸架設計、座椅設計以及隔振與減振設計等方面引入隨機振動理論，是一個廣闊與重大的課題。
(3)計算機應用於動態模擬。動態模擬是在計算機上顯示機械在各種參數與條件下的動態性能，從而實現在設計階段預測與控制機械的動態特性，進而取代樣機的中間試驗，大大降低機器的成本與試製週期。
(4)振動疲勞機理的研究。許多機械零部件的疲勞破壞是因振動產生的。如何把振動理論與疲勞強度理論結合起來，是一個新的課題。
(5)有關測試技術理論、故障診斷理論，以及實用、有效、廉價的測試、診斷設備與技術研究，距離生產急需尚有相當距離。
(6)流固耦合振動是指流體流過固體時會激發振動，而固體的振動又會反過來影響流場與流態，從而改變振動的形態。工程上這類問題很多，如導線舞動、卡門渦振動、軸承油膜振盪等，在學術上也是一個嶄新的分支，是一個急待研究與發展的領域。
三、課題的主要設計內容：
本課題主要設計單自由度振動系統測試，除了實驗計算出系統的固有頻率，還觀察瞭解自由振動和自激振動的現象和特點，比較它們的不同之處。首先是緒論部分，提出了論文的研究背景和意義，機械振動理論的研究現狀，並且對相關的文獻進行綜述;接着對理論力學zme-1多功能實驗台進行了概述，敍述了理論依據，研究方法等。本次畢業設計的主要任務是：理論力學創新應用多功能實驗台單自由度振動系統測試的完整設計及其相關計算以及繪圖。主要設計內容如下：
1、理論力學zme-1多功能實驗台單自由度振動系統測試總體設計方案的分析與確定
2、單自由度振動系統測試實驗方法的選擇與實驗裝置
3、振動系統力學建模與實驗原理
4、實驗內容(自由振動和自激振動)及過程指導
5、實驗數據分析、計算及總結
6、確定計算單自由度振動系統的剛度及固有頻率參數，並完成設計和繪圖工作
7、設計總結，外文翻譯。
四、擬採用如下研究手段來完成此課題
首先，採用調研法，瞭解本課題。有計劃、有目的通過網上和圖書館收集、閲讀有關參考資料;瞭解國內外有關振動系統研究的最新成果和單自由度振動系統測試的原理、內容等，並對蒐集到的大量資料進行分析、綜合、比較、歸納，瞭解單自由度振動系統測試的原理、方法、存在的問題等，聽取老師的意見，克服其中的技術問題，理論計算與實驗數據比較，並寫出開題報告。
綜合上述收集到的相關資料、看到的此類實驗以及設計任務書的具體要求，制定出初步的整體設計方案。
分析設計方案的優缺點，經指導老師指導後確定最終設計方案。
根據設計任務書提供的主要技術參數及有關資料，設計實驗原理方法、實驗內容、實驗步驟、實驗分析，實驗數據等主要參數。
完成全部圖紙設計繪製和設計説明書的撰寫工作，並提供給指導老師審閲。
進一步修改，並最後成文完成全部設計工作，交給指導老師審閲定稿。
課題研究的條件：在我們學校現有的力學實驗室，建立高壓輸電線單自由度振動系統模型，在zme-1型多功能實驗台上測試系統的變形，進而計算出系統的剛度和固有頻率。
五、課題研究的理論依據、預期結果
1、理論依據：
1)、建立的高壓輸電線單自由度振動系統模型。系統在不同砝碼下拉下，會產生不同靜變形。系統平衡時： 可求出系統等效剛度 (w是模擬高壓輸電線的半圓形模型的重量， 是系統的靜變形)。則由 可計算出系統的固有頻率。
2)、對實驗室提供的自激振動系統模型的半圓形模型吹以與模型豎向振動方向垂直的氣流，在模型後面的氣流形成帶有間隙漩渦的流線，即不連續的卡門漩渦。當漩渦頻率與系統的固有頻率接近時，會造成共振，即自激振動。
調整不同電壓，可改變轉速及風速，造成系統振幅不同，用相應的測量工具可測出轉速、風速及振幅。同時還可觀察自激振動現象，系統會劇烈振動。
2、預期結果：1)、系統在不同砝碼下拉下，會產生不同變形，由此計算出的系統等效剛度，繼而可以計算出系統固有頻率。2)、隨着電壓的不同，則風機轉速會不同，風速也不同，造成系統振幅亦不同。通過記錄風速和振幅，畫出振幅與風速間的關係曲線圖，可以得到自激振動的振幅與風速之間的關係。可以觀察分析自激振動與自由振動和受迫振動的區別。
六、完成課題所需工作條件(如工具書、實驗、計算機等)及解決辦法
1、工作條件
1)工具書：單自由度振動系統及其測試相關資料及書籍;
2)實驗：校內的力學實驗室，理論力學zme-1型多功能實驗台。
3)計算機：自己購買
2、解決辦法
1)通過網上和校內圖書館獲得工具書;
2)實驗可以在校內的力學實驗室裏做，自己購買的計算機。
七、畢業設計(論文)進度計劃
本畢業設計的階段劃分與進度安排如下：
第一階段：第1 周～第2周 知識準備，收集資料，撰寫開題報告;
第二階段：第3 周～第5周 撰寫總論，制訂畢業設計計劃，外文翻譯;
第三階段：第6 周～第7周 擬出初步設計方案，確定總體結構方案設計;
第四階段：第8 周～第12周 主要的設計計算及繪圖;
第六階段：第13 周 整理撰寫説明書;
第七階段：第14周～第15周 審查並修改説明書，準備答辯;
第八階段：第16周 上交畢業設計資料及答辯;
八、參考文獻
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