一、開題報告的主要內容
開題報告的內容主要包括：為什麼會想到要研究這個課題;研究的特定物件是什麼;通過研究，試圖實現什麼;想弄明白的問題是什麼;決定通過什麼方法來驗證研究的假設，為什麼要用這個方法;具體的時間安排和實施步驟怎樣 （尤其是一開始準備實施的步驟） ，需要哪些工具和資料;如何得到這些工具和資料;小組成員如何分工合作;研究會帶來什麼成果;研究成果是研究報告、實物，還是其它;以及導師的建議和鑑定等。其中實施計劃是開題報告的主要部分。
（一）課題名稱
課題名稱要準確規範。準確就是課題的名稱要把課題研究的問題是什麼，研究的物件是什麼交待清楚。課題名稱要簡潔明瞭。課題的名稱一定要和研究的內容相一致，不能太大，也不能太小，要準確地把研究範疇、研究物件與研究問題概括出來，讓人能夠從題目中看出要研究的重點與方向。
（二）研究背景
研究背景有的也稱“問題的由來”，即提出問題，闡述為什麼要研究該課題。
（三）研究的目的和意義
研究的目的與意義，是指通過課題研究將解決什麼問題或得到什麼結論，而這一問題的解決或結論的得出有什麼意義，也就是為什麼要研究、研究它有什麼價值。這一般可以先從現實需要方面去論述，指出現實當中存在這個問題，需要去研究，去解決，本課題的研究有什麼實際作用，然後，再寫課題的理論和學術價值。這些都要寫得具體一點，有針對性一點，不能漫無邊際地空喊口號。有時，也可以將課題的研究背景和目的意義合二為一。
（四）課題研究的目標
課題研究的目標也就是課題最後要達到的具體目的，要解決哪些具體問題。也就是本課題研究要達到的預頂目標：即本課題研究的目標定位。確定目標要緊扣課題，用詞要準確、精練、明瞭。
（五）研究課題的可行性
可行性論證是指課題研究所需要的條件，即研究所需要的資訊資料（如上網和設計問卷等比較基礎的方法）、實驗器材、研究經費、學生的知識水平和技能及教師的指導能力等。另外，，還應提出該課題目前已做了哪些工作，還存在哪些困難和問題，在哪些方面需要得到學校和老師幫助等等。
（六）研究的內容和難點
高中階段，研究學習課題研究的型別大致有科學實驗型別、讀書報告型別、社會調查型別和專案設計型別等。無論是哪種型別，都要有具體的研究內容和預計的研究難點。
（七）實施計劃
實施計劃是開題報告的核心部分，主要包括研究方法、研究計劃及進度、時間安捧安排等。
（八）成員分工
開題時，要明確課題組每個成員在研究過程中所擔負的角色和應完成的任務，如組織協調、資料蒐集和處理、撰寫報告、外出調查、拍攝等等。
（九）預期成果及表達形式
預期成果即本課題研究擬取得什麼形式的階段研究成果和終結研究成果。形式有很多，
如調查報告、實驗報告、研究報告、論文、經驗總結等，一般是論文或調查（實驗）報告等形式，成果表達方式是通過文字、圖片、實物和多媒體形式來表現。
報告的每一項內容轉換成相應的欄目，這樣做，既便於開題報告按目填寫，避免遺漏;又便於評審者一目瞭然，把握要點。
課題方案的制定是課題研究的必要條件，不僅為研究者提供了明確的、可操作的程式，而且為這些程式的操作提供可靠的方法，是課題研究的“藍圖” 。科學研究是一個廣泛收集資訊，並通過分析、加工、處理得出有助於認識、解決相應問題的結論過程。由於師生的知識結構和科學素養的限制，對課題研究往往停留在經驗層次上，而忽略了科研的根本環節（資訊的即時收集、分析、加工和處理工作）。因此，重視課題方案的設計，對於保證研究的規範性，提高科學研究質量具有重要意義。
⒈課題方案的內容
課題方案包括研究背景、目的意義、成員分工、實施計劃、可行性論證、預期成果及其表達形式等，其中實施計劃是課題方案的主要部份。
研究背景即提出問題，闡述為什麼要研究該課題的原因。研究背景包括理論背景和現實需要。還要綜述國內外關於同類課題研究的現狀：①人家在研究什麼、研究到什麼程度？②找出你想研究而別人還沒有做的問題。③他人已做過，你認為做得不夠（或有缺陷），提出完善的想法或措施。④別人已做過，你重做實驗來驗證。
目的意義是指通過該課題研究將解決什麼問題（或得到什麼結論），而這一問題的解決（或結論的得出）有什麼意義。有時將研究背景和目的意義合二為一。
成員分工應是指課題組成員在研究過程中所擔負的職責。
實施計劃是課題方案的核心部分，它主要包括研究內容、研究方法和時間安排等。研究內容是指可操作的東西，一般包括幾個層次：⑴研究方向。⑵子課題（數目和標題）。⑶與研究方案有關的內容，即要通過什麼、達到什麼等等。研究方法要寫明是文獻研究還是實驗、調查研究？若是調查研究是普調還是抽查？如果是實驗研究，要註明有無對照實驗和重複實驗。實施計劃要詳細寫出每個階段的時間安排、地點、任務和目標、由誰負責。若外出調查，要列出調查者、調查物件、調查內容、交通工具、調查工具等。如果是實驗研究，要寫出實驗內容、實驗地點、器材。實施計劃越具體，越容易操作。
可行性論證是指課題研究所需的條件，即研究所需的資訊資料、實驗器材、研究經費、學生的知識水平和技能及教師的指導能力。另外，還應提出該課題目前已做了哪些工作，還存在哪些困難和問題，在哪些方面需要得到學校和老師幫助等等。
預期成果一般是論文或調查（實驗）報告等形式，。成果表達方式是通過文字、圖片、實物和多媒體等形式來表現。
⒉課題方案的格式
一般用表格形式呈現，也可用其它方式表達（詳見附件：研究性學習課題“寵物熱對社群生活的影響”的課題方案）。
⒊撰寫課題方案的注意事項
一要注意可行性。課題方案要詳細、明瞭，研究方法和步驟要具備可操作性。實施計劃要寫得具體、翔實，各研究階段時間安排要合理、充裕，課內時間一般用於選題、蒐集資料、交流展示，而調查、實驗、材料處理、論文撰寫儘量安排在課外；若是實驗研究要考慮重複實驗，以排除偶然因素的干擾。研究方法的選擇要根據課題內容、學生認知水平及教師的指導能力來確定。資料蒐集和實驗儘量在校內完成。
二要注意科學性。課題方案要體現出立意新穎、結構嚴謹、行文流暢等特點。提出問題和目的意義要與預期結果相吻合；方案中各部分切忌張冠李戴；獲得的資訊資料和提出的觀點要客觀真實，經得起推敲。
三要注意過程性。整個研究過程必須在課題方案中體現出來，如研究內容、研究方法、研究步驟（選題→開題→資料蒐集→實施→結題→交流展示→研究後反思）和預期結果等等。
在進行了1年的理論知識積累之後，要有一個踏入社會進行實踐的過程，也就是理論與實踐的結合，特別是對與機械專業這種實踐效能非常強的一門學科更要強調實際操作技能的培養。而且這門學科在很大程度上與書本上的知識有一定程度的差異，在這次實習中能使我們所掌握的理論知識得以昇華，把理論與實踐找到一個的切入點，為我所用，所以就要有一個將理論與實踐相融合的機會。在實習中可以得到一些只有實踐中才能得到的技術，為我們以後參加工作打好基礎，這就是這次實習的目的所在。
研究生生活的第二年一開學，按照專業碩士培養計劃的要求，老師把我的實習單位安排在了機械有限公司。佈置完任務後，我就開始了我的實習生活。雖然時間不是很長，但是我卻知道這次實習的重要性，因為這次實習是我們認識專業的一個視窗，同時又是擇業、社會交往乃至認識社會的第一次機會，所以我決定在這次實習生活中嚴格的要求自己，並虛心向各位師傅請教，讓自己通過這次實習確實學到一些東西，減少自己將來踏入社會的一些盲目性，讓自己在今後的工作道路中能夠走的更自信。
首先公司的師傅向我介紹了關於球磨機的相關資料。我瞭解到球磨機作為一種粉碎物料的裝置，憑藉其優良的生產能力和良好的粉碎比等卓越的特性，被廣泛的應用在水泥，矽酸鹽製品，新型建築材料、耐火材料、化肥、黑與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產行業，併發揮了巨大的作用。這些行業的全過程的生產效率，往往很大程度上取決於球磨機的生產效率。
球磨機具有較突出的優點：
1)對物料的適應性強、生產能力大、可滿足現代化大工業生產的要求，目前世界上的球磨機已達φ6.5×9.95m;
2)粉碎比大，可達到300以上，並易於調整粉磨產品的細度;
3)可適應不同情況下的操作，既可幹法作業也可溼法作業，還可以把幹法和溼法合併一起同時進行;
4)結構簡單、堅固、操作可靠、維護管理方便、能進行長時間運轉;
5)有很好的密封性，可以負壓操作，防止灰塵的飛揚;
6)易於操作調整，便於實現自動控制。
所以球磨機在工業應用及發展中經歷瞭如此長的時間仍未被淘汰，而且球磨機在今後相當長的時間內仍將是物料粉碎的主要裝置，對它的工作理論進行深入研究仍是十分必要的和價值的。
雖然球磨機在磨礦裝置中具有非常特殊的優越性，但同時也存在一些缺陷，主要是電耗和鋼耗高、能量利用率低、產品粒度不均勻等。根據相關資料統計顯示，用於粉磨作業的電耗佔全世界總髮電量的3%-4%;工作效率低，用於密度為2.2-3.2g/cm的耐磨的中硬物料粉磨作業中的電量約佔全廠用電量的三分之二，而用於粉磨的電能有效利用率只有2%-7%左右，其餘絕大部分電能轉變為熱量消耗掉;磨介質和襯板的鋼耗極高，達0.4～3.0kg/t;體型笨重，大型磨機總重可達幾百噸。
據統計，選礦廠中碎礦與磨礦作業的生產費用大約佔選廠全部費用的40%以上，碎礦與磨礦的投資約佔選礦廠總投資的60%左右。碎礦和磨礦工段的設計與操作好壞，直接影響到選礦廠的經濟指標。例如：四川涼山礦業集團1500噸/日車間，採用φ1.5m×3m的球磨機，磨礦階段的耗電量佔到整體耗電量的36%，處理礦量達11.5t/h，細度在52%左右。
隨著日趨貧化、低品位礦產資源的開發，球磨過程消耗的能耗和鋼耗越來越高。在全球能源日趨緊張、資源價格不斷上漲的情況下，球磨作業的優劣直接影響到選礦廠的經濟指標。有效提高球磨機粉磨效率、減少球磨機粉磨過程的鋼耗，不但能提高選礦廠經濟效益，而且也符合當下節能和環保的要求。積極地研究球磨機的工作情況，改進球磨工作引數，對提高球磨機粉磨效率意義重大。
球磨機工作過程中，大量的能量浪費在與粉磨無關的機械裝置消耗上。真正地用於粉碎，用於生成新表面積的能不到輸入功的1%，節能潛力巨大。從破碎原理來看，在顆粒受載而破裂時，外界輸入顆粒的能量一部分用來生成新的破裂面;一部分能量消耗於非彈性變形、碎塊動能和碎塊之間的摩擦損失，從機械輸入的原理來看，這些能耗是不可避免的，在評價實際工作過程的能量效率時，也將它歸於破碎必須的能耗。另外，球磨機等粉碎裝置由於機器製造與工藝要求的原因不能實現具有高能量利用效率的單粒施載條件，而是許多顆粒聚集在一起條件下受到外界載荷，把這種情況稱為粒間粉碎，在這種施載情況下，外界輸入顆粒群的能並未完全用於顆粒粉碎，有一部分能量不可避免地消耗在顆粒間的摩擦，未碎顆粒的非彈性變形、顆粒之間的介質流動能耗上。將這些因素歸到粉磨過程中必須的能量消耗上，Schonert認為球磨機的節能極限應是50%較為合理。
球磨機在磨礦過程中由於參變數眾多，問題錯綜複雜，研究起來十分困難。長期以來，選礦及粉碎工作者們對磨機磨礦介質進行了大量研究，也取得了不少成就。但對球磨機介質工作而言，僅能對球介質作拋落運動的特殊狀態進行定量的數學描述;對球介質的瀉落運動狀態只能進行定性的描述。50年代後興起的自磨機，雖然已有40多年曆史，但對自磨機的工作原理仍在爭議中，有的認為以衝擊為主，有的認為以磨削為主。因此，即使是出現上百年而且研究比較多的球磨機，其工作理論也仍然是研究得很不透徹，甚至連球的尺寸確定這樣基本的問題也得藉助經驗與經驗公式來解決。
本次實踐內容所要接觸的章動球磨機是一種新型磨機。章動磨(Nutatingmill)是一種新設計的、單位磨機容積具有很高的粉碎速率的緊湊磨機。由於是在極大的加速度場中工作，產生了強烈的磨碎作用，且可適用於硬物料的自磨與細磨的廣泛領域。
章動磨可認為是一種克服了機械方面缺點及給料、排料困難的離心磨或行星磨。但其單位磨機容積的粉碎速率很高，為常規的筒形磨機的50-100倍。磨機具有尺寸小、磨礦作用強等特點，因而章動磨有廣泛的工業用途，諸如用於硬物料的細磨及細粒與中等粒度物料的高速自磨。若干半工業試驗磨機正在使用中，可以預期工業型章動磨不久即將出現。
首先我瞭解了章動球磨機的主要結構組成和原理：它主要是由電動機、章動機底座、章動法蘭、章動軸承、章動腔體等幾個主要部分組成，其中章動腔體主要由章動上腔體、章動下腔體、章動腔內帽等組成。由於章動法蘭的法蘭盤軸線與主軸軸線有一定的夾角(章動角)，且章動法蘭與軸固連，因此當主軸帶動章動法蘭旋轉時，章動法蘭面在隨主軸旋轉的過程中，形成一個斜面繞主軸的旋轉運動，該斜面通過章動軸承把上下襬動傳遞給章動腔體，同時由於章動角的存在，使章動腔體與水平面形成一個夾角，章動腔體會有緩慢的自轉，從而實現了章動運動。
對球磨機進行拆解，對各個零部件進行測繪，並在solidworks軟體中進行三維模型的建立。建立好各個零部件以後對整個球磨機進行裝配，這樣章動球磨機的三維模型就建立好了。應用SolidWorks建模的方式克服了在ADAMS軟體中建模的繁瑣，特別是對複雜模型的構建如果採用ADAMS需要浪費大量的精力。如果利用SolidWorks的設計結果，就能省去大量重複無用的工作，加快模擬的程序。因此，首先應用SolidWorks建立章動球磨機的三維實體模型。
為了模擬模擬鋼球在球磨機腔體中的運動形態，需要在ADAMS軟體中建立球磨機的虛擬樣機模型。在進行模擬建模時，為了提高計算機處理速度，需要對模型進行簡化，在這裡去除了電動機到章動體的傳動部分。為方便將模型匯入ADAMS軟體中，首先需要在SolidWorks軟體中將章動球磨機模型另存為parasolid(*.x_t)格式。為方便觀察鋼球在章動腔體中的運動形態，把章動上腔體部分設定為透明狀態。
當把球磨機模型匯入到ADAMS軟體以後，先前在SolidWorks中定義的約束及零件材料屬性均是處於失效狀態，因此需要對所有零件重新定義材料屬性和新增約束。
根據章動球磨機實際工況對各部件施加約束。
(1)施加約束的準備工作。為了方便新增約束副，首先執行“布林和”命令，將章動機底座、電機底座、電機以及上面的螺栓、螺母等固定部分設定為一個整體;將章動上腔體、章動下腔體、章動體支撐環、章動腔內帽等運動部分設定為一個整體。
(2)定義材料屬性。給所有部件賦予材料屬性為steel，此時ADAMS會自動計算出各部件的轉動慣量和質量。
(3)施加約束。在飛輪和大地之間新增一個旋轉副;分別在飛輪和主軸下部平鍵、主軸下部平鍵和主軸、主軸和上部平鍵、上部平鍵和章動法蘭、底座和大地、章動軸承和章動腔體之間新增固定副;在章動法蘭和章動軸承之間新增球副和平行副來定義章動的運動形態;分別在小球和章動上腔體、章動下腔體、章動體內帽之間新增碰撞;最後在飛輪上施加motion。
按照要求設定球磨機虛擬樣機模擬的引數，具體為：剛度係數(Stiffness)為1.0E+005，碰撞指數(ForceExponent)為1.5，阻尼係數(Damping)為50，切入深度(PenetrationDepth)為0.1mm，積分器(Integrator)首先採用GSTIFF積分器，當出現求解失敗的問題時再選用GSTIFF積分器，積分格式(Formnlation)採用SI2求解，積分誤差(Error)設定為0.001。
在章動腔體中裝入單個鋼球，直徑設定為φ15mm，按上述方法設定好模擬引數後進行系統模擬，觀察鋼球在章動腔體中的運動形態。為了優化鋼球的運動狀態，需要調整章動球磨機的引數，其中一個關鍵引數是章動球磨機的轉速。章動球磨機的轉速直接影響到鋼球在腔體中的飛行速度和與腔體內壁發生碰撞的頻率。
為了找出球磨機的轉速，分別設定其轉速為200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min、500r/min、550r/min、650r/min，模擬鋼球在腔體中的運動形態。通過分析得出的曲線得出結論：當球磨機的轉速為350r/min時，鋼球的運動處於狀態。
章動球磨機的另外一個關鍵的運動引數是章動角。章動角的大小直接影響到鋼球與腔體內壁碰撞時所受反作用力的大小，同時也是決定主軸壽命的關鍵引數。分別建立章動角φ為11°和13°的模型。分別對兩個模型進行模擬分析，把得出的鋼球運動曲線與前面的章動角為12°時的進行對比，最後得出結論：章動角φ為12°時，鋼球位移曲線較好，φ為11°和13°時曲線都有較大波動。
本文所研究的章動球磨機所設計的裝載容量約為1.2T，這裡用4個直徑為200mm、質量為300kg的小球來模擬球磨機滿載時的工況。為了更好的模擬小球的運動狀態，這裡首先把小球設定為柔性體，然後匯入到ADAMS軟體中。首先把鋼球模型匯入到ANSYS軟體中。
1)定義單元型別。這裡實體單元選擇solid45，質量單元選擇mass21。
2)設定鋼球的材料屬性。彈性模量選擇為2.06e11，泊松比為0.3，為了實現鋼球直徑為200mm時質量達到300kg，設定小球的密度為720xxkg/m3。
3)劃分網格。設定網格大小20mm，使用solid45單元對鋼球實體進行網格劃分。
4)設定實常數。編輯mass21質量單元，實常數全部設定為1e-6。
5)建立兩個關鍵點，在這裡需要注意的是建立的keypoints的編號不能與模型單元的節點號重合，否則會引起原來的模型變形，這裡keypoints的編號設為為8001、8002。
6)選擇mass21單元對5中所建立的keypoints進行網格劃分，建立起interfacenodes，在匯入ADAMS後這些interfacenodes會自動生成mark點，通過這些點和其他剛體或柔體建立連線。
7)建立剛性區域(在ADAMS中作為和外界連線的不變形區域，這是必不可少的)，選擇interfacenodes附近區域的nodes與其相連，由於連線點的數目必須大於或等於2，所以剛性區域至少兩個，先選擇interfacenode，單擊Apply，再選周圍的nodes。
8)執行solution/ADAMSconnection/ExporttoADAMS命令，要選擇的節點為7中建立剛性區域的節點(僅僅是interfacenodes)，輸出單位選擇SI;即可生成鋼球柔性體mnf檔案。
在ADAMS軟體中把原來的剛性體小球替換成柔性體，然後對其進行模擬分析，得出了鋼球運動的速度和位移曲線。
為了驗證在ADAMS軟體中建立的章動球磨機的虛擬樣機模型的模擬結果的正確性，現在應用SolidworksMotion進行模擬研究，然後對兩者的模擬曲線進行對比，能夠增加模擬結果的可行性。這種模擬方法主要是在沒有進行試驗驗證情況下，為了設計的正確性經常採用的方法，也是行之有效的方法。
開啟章動球磨機的solidworks裝配體檔案。首先設定“引力”，方向為-Y，大小選擇系統預設值9806.65mm/s2;然後設定“旋轉馬達”，選擇馬達位置為章動腔體下面的大皮帶輪，方向為從下往上看逆時針，運動型別選擇為等速，大小為360r/min;最後設定鋼球和章動腔體之間的“實體接觸”，具體的引數設定為：動態摩擦速度10.16mm/s、動態摩擦係數0.25、靜態摩擦速度0.1mm/s、靜態摩擦係數0.3、彈性屬性選擇“衝擊”、剛度為480N/mm、指數2、阻尼0.7N/mm、穿透度0.1mm。在SolidworksMotion中執行模擬模型，分析對比鋼球的速度和位移曲線，得出結論在兩種軟體中建立的球磨機的虛擬樣機的模擬結果基本一直，因此也可以說所建立的模型是正確的。
主軸是章動球磨機的主要運動部件，由於在執行過程中要帶動章動法蘭、整個章動腔體及球磨介質和球磨物件一起運動，受到偏心的不均勻載荷的作用，因此需要對主軸進行靜力和疲勞分析。在這裡使用SolidWorks軟體的Simulation外掛進行分析。
為了真實地得到軸上所受的力以及確定電機功率的需要，不但要建立章動球磨機的整機模型，還需要建立在工作狀態下的實際工作載荷。也就是在章動球磨機在球磨介質與物料相互作用下，處於工作狀態時，章動球磨機的主軸在與章動腔體連線部位主要受有兩種動態載荷：一是章動腔體及內補耐磨板由於與主軸存在一個角度，在章動體隨主軸上的章動法蘭盤(連線主軸與章動腔體的零件)上下運動的同時，還在慢速的自轉，會在章動法蘭上產生軸向與徑向的交變載荷;二是在章動腔體內部裝的球磨介質與被磨的物料，這部分質量在章動腔內部既產生離心力，又有上下波動產生的軸向力。
為了更加真實在得到軸上所受的載荷有大小，不但有章動體的總體模型，同時還需要考慮工作載荷的影響。由於球磨介質是數量眾多的鋼球或陶瓷球，以及一定料度的物料，在當前的所能得到的模擬軟體對這種離散的物體無法得到結果。但是對於軸上所受力與整機功率的確定，沒必要對磨腔內離散的物料進行更加複雜的模擬研究，可以採取簡化的方式。
因此，在章動腔內部決定採用一個與實際球體與物料外部輪廓相近的一個零件來代替，這樣做基本可以達到模擬的目的，得到的主軸上載荷的研究是可行的。在章動腔體內部一邊的白色零件就是球體與物料的近似體。利用該模型通過建立運動算例，所進行的設定主要有：
1)各零部件的材料及質量按照實際設計材料設定;
2)簡化模型後，把電機、電機架、小帶輪、皮帶等與研究目的無關的都省去，主要目的是為了加快模擬的運算速度;
3)主軸的轉速設定為360r/min;
4)忽略主軸上各軸承處的摩擦力;
5)章動腔體對稱軸與主軸角度按照實際設計的12度;
6)所加約束有兩個：一是主軸與基座的鉸接;二是章動腔體與章動法蘭盤的鉸接(鉸接即是限制了沿軸向的移動及徑向的移動3個自由度，另外還限制了與軸線垂直方向的2個轉動自由度，只有一個繞軸向的轉動沒有限制);
7)章動腔體的轉運速度由章動腔體與主軸的角度確定，不考慮滑動因素;
8)球磨介質及物料的重量設定為1.2t;
9)考慮重力加速度的作用，方向與Y反向。
利用上面模擬所得出的主軸的受力情況，載入到主軸的靜力分析算例上，隨後得出結論：主軸的強度和壽命都是滿足設計要求的。
綜上所述，通過這次專業實踐，我學到了很多實用的知識。所謂實踐是檢驗真理的標準，使我近距離的觀察了機械產品的拆卸和裝配過程，學到了測繪的很多小技巧，掌握了很多很實用的機械加工的基本知識，這些知識往往是我在學校很少接觸，很少注意的，但又是十分重要、十分基礎的知識。通過這次專業實踐，更加促使我在以後的工作和學習中將所學的理論知識與實踐相結合一起，在實踐中繼續學習，不斷總結，不斷進步。
三優範文網