综合课程设计II专题课题申请指南-飞行器制造(陶建国).doc

机电工程学院2012年度综合课程设计II专题课题申请指南前 言机电工程学院在机械工程专业教学中非常重视对学生创新与实践能力的培养。基于项目的学习(Project-based Learning，PBL)特别强调“做中学(Learn by doing)”，因此，特别适合将这种教学和学习方法引入飞行器制造工程专业的“综合课程设计II”的教学工作，以通过完成项目的形式，达到培养学生自主学习能力、问题求解能力和综合创新能力的目的。为有利于学生的个性化发展，基于项目教学的综合课程设计II的开展采用发布项目指南的形式开放性地进行。(1) 项目指南的作用项目指南引领综合课程设计II的开展方向，给出了项目需求和所支持的项目专题，每个学生应按项目指南的要求按时提交立项申请报告。每个专题支持的项目数实行限量，因此，学生对每个专题的立项申请数量尽量不超过限量，超过时将按限量择优立项，被筛选下的立项申请需更换未超限量的专题重新申请。(2) 项目指南的发布鉴于我院飞行器制造专业的综合课程设计II的课程一般安排在第8学期的开学初进行，因此，项目指南在第7学期结束前5周发放给学生，学生依据项目指南以及自己的专长和兴趣，在指导教师的指导下选择题目，并利用课余时间通过查阅资料等自主撰写立项申请报告。(3) 立项申请报告的要求立项申请报告一般应包含以下内容：研究的目的和意义、现状与需求分析、主要研究内容、关键问题与创新、实施方案和技术路线、可行性分析、进度安排等(具体格式参见附件)。立项申请报告在第7学期结束前1周提交并进行答辩。(4) 立项申请答辩学生以提交的立项申请报告为依据，采用PPT等多媒体形式进行答辩，教师根据答辩情况决定学生是否通过立项。如果学生答辩不通过，须修改立项申请报告并在第8学期的开学前的二天内重新进行一次答辩；如果学生答辩仍不通过，不得开展课程设计。航空宇航制造工程系2011年11月28日专题一、月球车车轮滚动运动性能测试台专题一、指南说明月球车在较低的速度下运行，对动力学性能要求不高，但对车轮在月壤上的通过性、牵引性能以及能量消耗等方面要求很高。因此，需要研制专门的车轮滚动运动特性测试装置对月球车车轮的运动性能进行测试。通过该装置可以获知月球车车轮滚动时与土壤作用的力学特性，验证建立的车轮滚动力学模型的有效性，并可以为建立较真实的车轮运动仿真环境提供实验数据。本专题要求在参考国外车轮力学特性测试系统的基础上，提出一种能集成测试不同工况下月球车车轮滚动时的速度、滑转率、挂钩牵引力、沉陷量等特性的多功能测试装置的机械系统（也称测试台）。测试台的主运动为电机驱动的车轮滚动和车轮支架的水平移动，副运动为车轮的灵活自由升降。二、指南内容1、研究内容： 1）根据测试台的功能和技术指标要求，确定测试台的结构组成和设计方案；2）设计测试台各组成部分结构的尺寸；3）计算测试台主运动所需的驱动力矩，选取电机和减速器；4）计算确定各运动副构成所需标准件的型号；5）确定测试台所需的传感器等测量元件的类型和型号；6）完成测试台的结构设计。2、主要指标： 1）能够实现不同工况下月球车车轮滚动时的速度、滑转率、挂钩牵引力、沉陷量等特性的测试。教师给出具体的工况指标要求，主要包括：被测车轮的半径范围、垂直载荷范围、附着系数、移动速度范围、滑转率范围等。2）学生根据教师给出的工况指标要求和自己拟定的设计方案，提出所设计的测试台将要达到的技术指标，主要包括：被测车轮的半径范围、垂直载荷范围、移动速度范围、滑转率范围，以及车轮滚动的驱动力矩、沉陷量、牵引力、滚动速度、平动速度等参量的测试精度。提出的技术指标必须满足工况指标要求。3、预期成果：1）立项申请报告、项目总结报告（含详细设计说明）等文档材料；2）测试台装配图。4、进度安排：根据教学计划安排，综合课程设计II的时间为第8学期的开学后的前3周。根据该专题研究内容的要求，课程设计可分为以下几个部分：1） 总体方案设计；2） 滚动驱动机构设计计算及测量装置选择；3） 拖拽机构设计计算及测量装置选择；4） 自由沉降机构设计计算及测量装置选择；5） 各机构安装形式及接口初步设计；6） 关键零件的校核计算；7） 测试台总体布局及装配图绘制；8） 完成项目总结报告（含详细设计说明）、准备结题答辩。学生需要给出各阶段任务进度的时间节点，供指导教师审核其安排的合理性及实施过程的监督检查。5、拟立项数目：该专题根据工况指标的不同和功能要求的具体差别，拟设立18个项目。专题二、月球车车轮转向运动性能测试台专题一、指南说明掌握月球车的车轮在月壤上转向时的阻力、沉陷情况以及能量消耗等方面的性能指标，对月球车的设计与运动控制具有重要的意义。因此，需要研制专门的车轮转向运动特性测试装置对月球车车轮的转向性能进行测试。通过该装置可以获知月球车车轮转向时与土壤作用的力学特性，验证建立的车轮转向力学模型的有效性，并可以为建立较真实的车轮运动仿真环境提供实验数据。本专题要求在参考国外车轮力学特性测试系统的基础上，提出一种能集成测试不同工况下月球车车轮转向时的速度、转向力矩、沉陷量等特性的多功能测试装置的机械系统（也称测试台）。测试台的主运动为电机驱动的车轮转向运动和车轮与转向轴线的偏心矩调节运动，副运动为车轮的灵活自由升降。二、指南内容1、研究内容： 1）根据测试台的功能和技术指标要求，确定测试台的结构组成和设计方案；2）设计测试台各组成部分结构的尺寸；3）计算测试台主运动所需的驱动力矩，选取电机和减速器；4）计算确定各运动副构成所需标准件的型号；5）确定测试台所需的传感器等测量元件的类型和型号；6）完成测试台的结构设计。2、主要指标： 1）能够实现不同工况下月球车车轮转向时的速度、转向力矩、沉陷量等特性的测试。教师给出具体的工况指标要求，主要包括：被测车轮的半径范围、垂直载荷范围、转向速度范围、转向偏心距范围等；2）学生根据教师给出的工况指标要求和自己拟定的设计方案，提出所设计的测试台将要达到的技术指标，主要包括：被测车轮的半径范围、垂直载荷范围、转向速度范围、转向偏心距范围，以及车轮转向的驱动力矩、沉陷量、转向速度等参量的测试精度。提出的技术指标必须满足工况指标要求。3、预期成果：1）立项申请报告、项目总结报告（含详细设计说明）等文档材料；2）测试台装配图。4、进度安排：根据教学计划安排，综合课程设计II的时间为第8学期的开学后的前3周。根据该专题研究内容的要求，课程设计可分为以下几个部分：1） 总体方案设计；2） 转向驱动机构设计计算及测量装置选择；3） 自由沉降机构设计计算及测量装置选择；4） 可调偏心机构设计计算及测量装置选择；5） 各机构安装形式及接口初步设计；6） 关键零件的校核计算；7） 测试台总体布局及装配图绘制；8） 完成项目总结报告（含详细设计说明）、准备结题答辩。学生需要给出各阶段任务进度的时间节点，供指导教师审核其安排的合理性及实施过程的监督检查。5、拟立项数目：该专题根据工况指标的不同和功能要求的具体差别，拟设立18个项目。专题三、月球车车轮坡面移动性能测试台专题一、指南说明月球车在较低的速度下运行，对动力学性能要求不高，但对车轮在月壤上的通过性、牵引性能以及能量消耗等方面要求很高。因此，需要研制专门的车轮滚动运动特性测试装置对月球车车轮的运动性能进行测试。通过该装置可以获知月球车车轮滚动时与土壤作用的力学特性，验证建立的车轮滚动力学模型的有效性，并可以为建立较真实的车轮运动仿真环境提供实验数据。本专题要求在参考国外车轮力学特性测试系统的基础上，提出一种能集成测试不同工况下月球车车轮在坡面移动时的速度、滑转率、挂钩牵引力、沉陷量等特性的多功能测试装置的机械系统（也称测试台）。测试台的主运动设定为车轮支架的移动和台架的坡度调节运动，副运动为车轮的灵活自由升降和车轮支架的角度调节运动。二、指南内容1、研究内容： 1）根据测试台的功能和技术指标要求，确定测试台的结构组成和设计方案；2）设计测试台各组成部分结构的尺寸；3）计算测试台主运动所需的驱动力矩，选取电机和减速器；4）计算确定各运动副构成所需标准件的型号；5）确定测试台所需的传感器等测量元件的类型和型号；6）完成测试台的结构设计。2、主要指标： 1）能够实现不同工况下月球车在坡面移动时的速度、滑转率、挂钩牵引力、沉陷量等特性的测试。教师给出具体的工况指标要求，主要包括：被测车轮的半径范围、垂直载荷范围、附着系数、移动速度范围、滑转率范围、坡度范围、土层厚度等。2）学生根据教师给出的工况指标要求和自己拟定的设计方案，提出所设计的测试台将要达到的技术指标，主要包括：被测车轮的半径范围、垂直载荷范围、移动速度范围、滑转率范围、坡度范围、土层厚度等，以及车轮滚动的驱动力矩、沉陷量、挂钩牵引力、滚动速度、平动速度、坡度等参量的测试精度。提出的技术指标必须满足工况指标要求。3、预期成果：1）立项申请报告、项目总结报告（含详细设计说明）等文档材料；2）测试台装配图。4、进度安排：根据教学计划安排，综合课程设计II的时间为第8学期的开学后的前3周。根据该专题研究内容的要求，课程设计可分为以下几个部分：1） 总体方案设计；2） 滚动驱动机构设计计算及测量装置选择；3） 拖拽机构设计计算及测量装置选择；4） 自由沉降机构