双圆弧锥齿轮
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单圆弧齿轮与双圆弧齿轮是机械传动中常见的两种齿轮结构,它们在传动效率、噪音和寿命等方面有一定的区别。
本文将从几个方面对单圆弧齿轮和双圆弧齿轮进行比较,以便读者更好地理解它们各自的特点。
1. 结构特点单圆弧齿轮的齿面为单曲线齿面,其传动时齿面与轮齿的滚动速度不同,会产生齿面接触应力,因此一般只用于低速、低负载的传动。
而双圆弧齿轮的齿面为双曲线齿面,传动时齿面与轮齿的滚动速度差异较小,能够承受较大的负载和高速传动。
2. 传动效率由于单圆弧齿轮的齿面接触应力较大,传动效率相对较低,一般为95左右。
而双圆弧齿轮的齿面接触应力小,传动效率较高,一般可达到98以上。
3. 噪音单圆弧齿轮在传动时,由于齿面接触应力大,容易产生振动和噪音,尤其是在高速传动时更为明显。
而双圆弧齿轮由于齿面接触应力小,传动平稳,噪音较小。
4. 寿命由于单圆弧齿轮的齿面接触应力大,容易产生磨损,因此其使用寿命相对较短。
而双圆弧齿轮由于齿面接触应力小,磨损较小,使用寿命较长。
单圆弧齿轮与双圆弧齿轮在结构特点、传动效率、噪音和寿命等方面存在明显的区别。
在实际应用中,我们需根据不同的传动要求选择合适的齿轮结构,以确保传动的稳定性和可靠性。
继续扩展内容:5. 制造成本单圆弧齿轮和双圆弧齿轮的制造成本也存在一定的差异。
由于双圆弧齿轮具有更复杂的齿面曲线,制造精度要求较高,因此一般来说,其制造成本较高。
而单圆弧齿轮的齿面曲线相对简单,制造难度较低,成本相对较低。
6. 适用范围双圆弧齿轮由于其传动效率高、承载能力强、噪音低以及寿命长的特点,适用于对传动精度、效率、噪音和寿命要求较高的场合,如汽车变速箱、工程机械传动等。
而单圆弧齿轮由于成本较低,适用于一些低速、低精度、低负载的传动场合,如家用电器、玩具传动等。
7. 精度要求在齿轮传动中,精度要求是一个非常重要的指标。
双圆弧齿轮由于其齿面几何形状复杂,需要较高的制造和加工精度,因此在实际应用中,其精度要求较高。
双圆弧正弦曲线齿轮
摘要:
一、双圆弧正弦曲线齿轮简介
1.定义与概念
2.结构特点
二、双圆弧正弦曲线齿轮的优势
1.齿面磨损均匀
2.传动性能优越
3.适用于高速、重载传动
三、双圆弧正弦曲线齿轮的应用领域
1.工业机械
2.交通运输
3.航空航天
四、双圆弧正弦曲线齿轮的发展趋势与展望
1.技术不断创新
2.市场需求增长
3.行业发展前景
正文:
双圆弧正弦曲线齿轮是一种具有特殊齿面形状的齿轮,其齿面为双圆弧正弦曲线。
这种齿轮在传动领域具有广泛的应用,主要体现在其优越的传动性能和齿面磨损均匀的特点。
双圆弧正弦曲线齿轮的结构特点是齿面为双圆弧正弦曲线,这种结构使得齿面磨损均匀,传动性能稳定。
在齿轮传动过程中,双圆弧正弦曲线齿轮可以有效地减小齿面磨损,提高齿轮的使用寿命。
双圆弧正弦曲线齿轮的优势主要体现在以下几个方面:首先,由于其特殊的齿面形状,使得齿面磨损均匀,从而提高了齿轮的使用寿命;其次,双圆弧正弦曲线齿轮具有优越的传动性能,使其在高速、重载传动领域具有广泛的应用;最后,这种齿轮在设计和制造过程中,可以根据实际需求进行优化,以满足不同应用场景的需求。
双圆弧正弦曲线齿轮的应用领域非常广泛,包括工业机械、交通运输、航空航天等多个领域。
在工业机械领域,双圆弧正弦曲线齿轮可以用于各类重型机械设备的传动系统;在交通运输领域,双圆弧正弦曲线齿轮可以应用于汽车、火车等交通工具的传动系统;在航空航天领域,双圆弧正弦曲线齿轮可以应用于航空发动机、导弹等设备的传动系统。
随着科技的不断发展,双圆弧正弦曲线齿轮的技术不断创新,市场需求也在持续增长。
专利名称:一种新型双侧啮合双圆弧锥齿轮章动减速器专利类型:实用新型专利
发明人:姚立纲,蔡永武,苏昱景,吴亚强
申请号:CN201821457883.9
申请日:20180906
公开号:CN208831596U
公开日:
20190507
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型涉及新型双侧啮合双圆弧锥齿轮章动减速器,包括箱体和穿设在箱体一侧中部的输入轴、对置在输入轴的第一章动套和第二章动套,第一章动套上转动联接有第一双圆弧内锥齿轮,第一双圆弧内锥齿轮上固联有第一双圆弧外锥齿轮;第二章动套上转动联接有第二双圆弧内锥齿轮,第二双圆弧内锥齿轮上固联有第二双圆弧外锥齿轮,第二双圆弧外锥齿轮与第一双圆弧外锥齿轮啮合;还包括第三双圆弧外锥齿轮和第四双圆弧外锥齿轮,第三双圆弧外锥齿轮固联在箱体并与第一双圆弧内锥齿轮啮合,第四双圆弧外锥齿轮与第二双圆弧内锥齿轮啮合。
本实用新型结构合理,具有速比大、承载能力强、径向尺寸小、精度高、传动平稳等优点。
申请人:福州大学
地址:350108 福建省福州市闽侯县福州地区大学新区学园路2号
国籍:CN
代理机构:福州元创专利商标代理有限公司
代理人:蔡学俊
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双圆弧正弦曲线齿轮双圆弧正弦曲线齿轮是一种新型的齿轮设计,它在工业领域中具有广泛的应用。
双圆弧正弦曲线齿轮的主要特点是齿面光滑,齿轮传动噪音低,承载能力强。
1.双圆弧正弦曲线齿轮简介双圆弧正弦曲线齿轮是一种新型的齿轮设计,它的齿面呈双圆弧形状,齿廓线为正弦曲线。
与传统的齿轮相比,双圆弧正弦曲线齿轮具有更优越的性能。
2.双圆弧正弦曲线齿轮的特点双圆弧正弦曲线齿轮的主要特点有以下几点:(1)齿面光滑:双圆弧齿形降低了齿面上的应力集中,使得齿面更加光滑,减少了齿轮传动过程中的噪音。
(2)承载能力强:双圆弧正弦曲线齿轮的齿形设计使得齿轮的承载能力得到提高,适用于重载工况。
(3)传动精度高:双圆弧正弦曲线齿轮的齿形精度高,使得传动精度也得到提高。
3.双圆弧正弦曲线齿轮的应用领域双圆弧正弦曲线齿轮在工业领域中具有广泛的应用,如汽车、航空航天、风力发电等领域。
4.双圆弧正弦曲线齿轮的制造工艺双圆弧正弦曲线齿轮的制造工艺较为复杂,主要包括铸造、锻造、焊接等。
由于齿形的特殊性,制造过程中需要采用先进的数控加工设备和高精度测量仪器。
5.双圆弧正弦曲线齿轮的优缺点优点:(1)齿面光滑,传动噪音低;(2)承载能力强,适用于重载工况;(3)传动精度高,性能稳定;缺点:(1)制造工艺复杂,成本较高;(2)对齿轮材料要求较高,限制了应用范围。
6.双圆弧正弦曲线齿轮的发展趋势随着科技的发展,双圆弧正弦曲线齿轮将会有以下发展趋势:(1)制造工艺的不断优化,降低成本;(2)新材料的应用,拓宽应用领域;(3)智能化、自动化技术的融入,提高齿轮传动系统的性能。
总之,双圆弧正弦曲线齿轮是一种具有优越性能的新型齿轮设计。
在工业领域中,它具有广泛的应用前景。
双圆弧正弦曲线齿轮摘要:1.双圆弧正弦曲线齿轮的概述2.双圆弧正弦曲线齿轮的特点与应用3.双圆弧正弦曲线齿轮的制造工艺4.双圆弧正弦曲线齿轮的优缺点分析5.双圆弧正弦曲线齿轮在我国的发展前景正文:一、双圆弧正弦曲线齿轮的概述双圆弧正弦曲线齿轮,是一种新型齿轮设计,其齿面为双圆弧形状,齿廓线为正弦曲线。
这种齿轮在传动过程中具有较高的平稳性和传动效率,逐渐在我国齿轮制造业中崭露头角。
二、双圆弧正弦曲线齿轮的特点与应用1.高平稳性:双圆弧正弦曲线齿轮的齿面形状和齿廓线设计使其在传动过程中具有较低的振动和噪音,提高了传动的平稳性。
2.高传动效率:双圆弧正弦曲线齿轮的齿廓线设计使其在啮合过程中齿面接触面积较大,减小了齿面滑动,从而提高了传动效率。
3.抗疲劳性能好:双圆弧正弦曲线齿轮的齿面形状和材料选择使其具有良好的抗疲劳性能,延长了齿轮的使用寿命。
4.应用广泛:双圆弧正弦曲线齿轮广泛应用于各类传动装置,如减速器、变速器等,尤其适用于高精度、高扭矩、低噪音的传动场合。
三、双圆弧正弦曲线齿轮的制造工艺1.锻造:通过锻造工艺生产出齿轮的毛坯,为后续加工提供基础。
2.粗加工:采用车削、铣削等加工方法,初步加工出齿轮的齿形。
3.精加工:采用齿轮磨削、滚齿等精密加工方法,精确加工出齿轮的齿形。
4.热处理:对齿轮进行热处理,提高齿轮的硬度和强度。
5.装配:将齿轮与传动轴等其他部件装配在一起,形成完整的传动系统。
四、双圆弧正弦曲线齿轮的优缺点分析优点:1.平稳性好,噪音低。
2.传动效率高,节省能源。
3.抗疲劳性能好,使用寿命长。
4.适应性强,应用范围广。
缺点:1.制造工艺复杂,成本较高。
2.对材料性能要求较高,材料成本增加。
五、双圆弧正弦曲线齿轮在我国的发展前景随着我国科技实力的不断提升和制造业的快速发展,双圆弧正弦曲线齿轮在我国的应用将越来越广泛。
此外,我国正大力推动绿色制造和智能制造,双圆弧正弦曲线齿轮的高传动效率和低噪音特性使其成为未来传动领域的重要研究方向。
双圆弧齿轮齿腰曲率半径对齿腰应力的影响
双圆弧齿轮齿腰曲率半径对齿腰应力的影响:
1. 对齿腰的曲率半径的选择以及特性:
(1)由于齿腰的曲率半径较大,因此能够有效地减小齿腰和底面磨损;
(2)齿腰曲率半径过小,容易导致齿面咬合不正,且机械结构安全性也难以满足;
(3)对于齿腰曲率半径的特殊要求,可以按照不同的设计要求选择相应的曲率半径;
2. 影响双圆弧齿轮齿腰曲率半径的因素:
(1)压力角:一般来说,当压力角越大时,曲率半径也就越大;
(2)齿数:齿数越多,对应的曲率半径也会变大;
(3)齿宽:齿宽越小,则所必须的曲率半径也会变大,而反之,齿宽越大,则所要求的曲率半径会变小;
(4)传动百分比:如果传动百分比增大,则齿腰曲率半径自然也会增
大;
3. 对双圆弧齿轮齿腰曲率半径的影响:
(1)如果齿腰曲率半径过小,齿面啮合能力会变低,这时传动效率也就会变低,而且它容易产生低噪音和不足的精度;
(2)如果齿腰曲率半径过大,会导致齿腰轴力过大,从而使传动精度、寿命等参数均受影响;
(3)合理的曲率半径可以有效减小齿面磨损,有效抑制齿腰应力,从而改善双圆弧齿轮的噪音、精度和量具寿命等参数;
(4)不同压力角、齿宽和齿数的双圆弧齿轮,所需要的曲率半径也会有所不同,因此在设计中还应当给出合理的曲率半径的范围。
文章编号 :1004-2539(2010 11-0028-03基于 Pro/E 的双圆弧弧齿锥齿轮仿真加工与建模方法研究李红渊王铁张瑞亮沈王君(太原理工大学机械工程学院 , 山西太原 030024摘要基于双圆弧弧齿锥齿轮啮合原理和 Gleason 数控铣齿机的运动机理 , 采用Pro/E 建立了双圆弧弧齿锥齿轮仿真加工模型 , 进而加工出双圆弧弧齿锥齿轮三维模型 , 为进一步研究此项课题提供了一种精确建模的方法。
关键词双圆弧弧齿锥齿轮 Pro/E 仿真加工三维建模Study on the S imulative Machining and Modeling Methodof Bi -arc S piral Bevel Gears Based on Pro/ELi Hongyuan Wang Tie Zhang Ruiliang Shen Jun(College of Mechanical Engi neering, Taiyuan Universi ty of Technol ogy, Tai yuan 030024, Chi naAbstract Based on the meshing principle of bi-arc spiral bevel gears and machining mechanism of Gleason NC gear milling, the simulative machining model of bi-arc spiral bevel gears is established by Pro/E. A pair of gears is simulatively processed through this method. The gear models prove to be applicable for the further research.Key words FSH Spiral bevel gears Pro/E Simulative machining 3D modeling0 引言20世纪 80年代 , 太原理工大学朱景梓等提出了弧齿锥齿轮采用等高齿分阶式双圆弧齿形 [1]26-28, 形成了双圆弧弧齿锥齿轮的新型传动形式 , 这种齿轮传动形式比普通的弧齿锥齿轮具有较高的强度 [2]41-43。
2024年第48卷第2期Journal of Mechanical Transmission双圆弧弧齿锥齿轮章动传动啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析陈颖姚立纲王兴盛张大卫王雪滢(福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350116)摘要啮合温度影响双圆弧弧齿锥齿轮章动传动过程中的疲劳、振动、噪声等行为,在双圆弧弧齿锥齿轮的寿命预测和力学响应时不可忽视。
为了揭示双圆弧弧齿锥齿轮章动传动本体温度场分布规律,对双圆弧弧齿锥齿轮进行齿面接触分析,得到啮合区间;结合摩擦学和传热学得到齿轮的热载荷,建立了双圆弧弧齿锥齿轮温度有限元数值模型;采用控制变量法,分析了相关影响因素对锥齿轮温度的影响规律及原因。
结果表明,齿轮温度随模数的增大而降低,随螺旋角的增大而升高,随章动角的增大先降低再升高;润滑油温度对本体温度的影响呈线性关系。
研究为降低齿轮高温失效风险提供了参考。
关键词双圆弧弧齿锥齿轮章动传动本体温度影响因素Analysis on the Influence Factors of Bulk Temperature of the Meshing Gear of a Nutation Drive with a Double Circular-arc Spiral Bevel GearChen Ying Yao Ligang Wang Xingsheng Zhang Dawei Wang Xueying(School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China) Abstract The meshing temperature affects the fatigue, vibration, noise and other behaviors in the nuta⁃tion transmission process of the double circular-arc spiral bevel gear, which cannot be ignored in the life predic⁃tion and mechanical response of the double circular-arc spiral bevel gear. In order to reveal the temperature field distribution law of the nutation drive of the double circular-arc spiral bevel gear, the meshing area is ob⁃tained by tooth contact analysis of the double circular-arc spiral bevel gear, the thermal load of the gear is ob⁃tained by combining tribology and heat transfer, the finite element numerical model of the temperature of the double circular-arc spiral bevel gear is established, and the influence law and reasons of the relevant influenc⁃ing factors on the bevel gear temperature are analyzed by using the control variable method. The results show that the gear temperature decreases with the increase of modulus, increases with the increase of the spiral angle, and decreases first and then increases with the increase of the nutation angle; the influence of the lubricating oil temperature on the bulk temperature is linear. The research provides reference for reducing the risk of gear fail⁃ure at high temperatures.Key words Double circular-arc spiral bevel gear Nutation drive Bulk temperature Influence factor0 引言双圆弧弧齿锥齿轮章动传动具有结构紧凑、传动比大、承载能力强等优点,引起国内外学者的高度关注。
毕业设计(论文)开题报告
题目:基于 Cimatron 的双圆弧弧齿
锥齿轮加工研究
学院:机械工程学院
专业:械设计制造及其自动化
学生姓名:梁金木学号: 200802010535 指导老师:王高升
2013年3月16号
毕业设计(论文)开题报告
1.文献综述:结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述
0 引言
双圆弧“点啮合制”齿轮传动方式与渐开线“线啮合制”齿轮传动方式相比,其当量曲率半径大数十倍,可大幅度提高共轭齿面的接触强度,具有齿形设计参数灵活、承载能力高、使用寿命长、磨损均匀以及齿面间易形成油膜等优点,已被广泛应用于冶金轧钢、矿山运输、建材水泥、交通航运、轻工榨糖、发电设备、采油炼油、化工化纤等行业,具有广阔的发展前景[1]。
锥齿轮传动方式用在相交轴齿轮传动中。
双圆弧弧齿锥齿轮传动作为新型的“点接触”啮合齿轮传动方式同样具有上述优点。
上世纪 90年代初,中国煤科总院太原分院与太原理工大学等将圆弧齿廓齿轮传动应用在工作面刮板输送机减速器,用双圆弧弧齿锥齿轮代替原来传统的格里森锥齿轮。
该项研究首次成功研制出了硬齿面双圆弧弧齿锥齿轮,并解决了这种齿轮的加工原理、刀具设计及加工工艺等一系列技术关键问题,属国内首创。
试验表明它提高了减速器的可靠性,缩小了体积,并且延长了其使用寿命[2]。
双圆弧弧齿锥齿轮作为一种新型齿轮传动形式,在承载能力、制造工艺、啮合原理等方面都有很多工作要做。
因此利用现代技术建立双圆弧弧齿锥齿轮的精确模型,为进一步开展双圆弧弧齿锥齿轮的研究奠定了基础。
1 三维几何建模
几何建模就是以计算机能够理解的方式,对实体进行确切的定义,赋予一定的数学描述,再经一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述,而在计算机内部构造一个实体的模型.通过这种方法定义、描述的几何实体必须是完整的、唯一的,而且能够从计算机内部的模型上提取该实体生成过程中的修订信息,或者能够通过系统的计算分析自动生成某些信息.计算机集成制造系统的水平很大程度上取决于三维几何建模系统功能,因此,几何建模技术是CAD/CAM系统中的关键技术.[3]
1.1几何建模方法
目前,双圆弧弧齿锥齿轮的建模方法主要有以下两种:①把齿廓面用一系列参数曲线表示出来。
这些曲线所建立的网格仅仅是曲面的“骨架”,并不包含表面信息,因而它是透明的,没有内外之分,无法进行不可见部分的消隐,所以真实感较差。
②寻找齿廓面参数曲线,然后确定交点坐标与法线方向,用直线连接后得到齿廓面[4]。
这些方法由于曲线的数目较大,交点较多,且划分网格和参数修改不方便,建模速度慢。
1.2双圆弧锥齿轮的齿面方程
其中式中各参数含义可参见文献[5]。
1.3双圆弧弧齿锥齿轮齿根弯曲应力的有限元分析
1.3.1 模型边界条件的确定
模型边界条件的确定是指从整体轮齿上
分离出来的作为计算对象的一个轮齿在齿
高、齿宽和齿长3个方向上长度的确定,
如图一所示。
本文中边界条件的确定方法为:认为L1
大于1.5m。
而L2在1.5—2倍齿高的范
围内较好,L3一般在真实齿廓中选用全齿
宽。
根据此边界条件从双圆弧弧齿锥齿轮图一
实体中截出的单齿模型如图2所示
边界约束条件:将L1。
两条边以及
和L2边设置为全约束。
1.3.2单元选取与网格划分
由于双圆弧弧齿锥齿轮的轮
齿齿面是形状相当复杂的曲面,为
了使有限元模型能够在尽量少的节
点情况下。
较准确的模拟实际情况图二
以提高有限元计算精度,同时,还需考虑网格对载荷的影响。
为提高计算精度,可以将网格划分的更细一些,本文选用
ANSYS中的8节点实体单元souD45进行分析。
图ll即为绘制的单齿模型的有限元网格,共划分了12075个单元,节点总数为14236[6]。
2双圆弧弧齿锥齿轮虚拟加工
双圆弧弧齿锥齿轮和一般的弧齿锥齿轮的加工原理基本相同,即按照“假想平面齿轮”进行展成加工。
假想平面齿轮与机床摇台同心,切齿刀盘偏心地安装在机床摇台上并随摇台一起摆动。
铣刀盘绕
自身轴线旋转,使刀齿的圆弧形切
削刃形成产形轮齿面。
不同的是。
前者采用双圆弧齿廓,瞬时成形,
其成形面是分阶式双圆弧齿形的弧
齿条。
切齿时,铣刀盘代替假想平
面齿轮(产形轮)的一个齿与工件毛
坯按照一定的传动比对滚,使被切
锥齿轮节锥面与产形轮节平面相切
并作无滑动的纯滚动,在齿坯上从
一端到另一端逐渐切出齿形。
滚切一图三
齿后,摇台反转到初始位置,同时,工件快速后退,工件的毛坯转过分齿角度,完成一个切齿循环。
重复上述运动可切出下一个齿形,反复进行即完成整个齿轮齿形的加工过程。
图3为假想平面齿轮加工双圆弧弧齿锥齿轮的切齿原理示意图[7]。
毕业设计(论文)开题报告
2.开题报告:一、课题的目的与意义;二、课题发展现状和前景展望;三、课题主要内容和要求;四、研究方法、步骤和措施
开题报告
一、课题的目的与意义
本课题主要是运用Cimatron8.0软件对双圆弧锥齿轮零件的三维模型建模,并运用相关软件进行有限元分析,在改进的基础上运用CAM进行刀路优化。
最后编制工艺规程并在数控中心试制产品验证设计。
双圆弧弧齿锥齿轮采用机械摇台式弧齿锥齿轮铣齿机进行加工由于该机床结构复杂、调整困难,对操作人员技术的要求较高,加工一对新齿轮需要反复试切,周期长,效率低。
而在虚拟仿真加工技术是实际加工过程中各个环节参数在虚拟环境下的再现.有利于优化加工过程,将虚拟加工技术应用于新型产品的加工,可以在产品设计阶段预测产品的可加工性能,以及获得最佳的工艺参数,进而可以提高设计精度,缩短制造周期。
研究双圆弧弧齿锥齿轮虚拟仿真加工对于推广双圆弧弧齿锥齿轮的应用,提高双圆弧弧齿锥齿轮的加工质量及效率具有重要意义。
近年来。
国内学者基于AutoCAD平台及其二次开发技术,进行了双圆弧弧齿锥齿轮的仿真加工研究。
,但是由于所采用平台本身的限制,导致仿真模型不具有通用性。
因此,下面利用Cimatron8.0软件建立弧锥齿轮铣齿机模型及双圆弧弧齿锥齿轮三维仿真加工模型,并运用CAM对给定参数的双圆弧弧齿锥齿轮进行了虚拟仿真加工。
利用弧齿锥齿轮铣齿机模型及虚拟仿真加工模型可以同时进行刀具轨迹和机床运动的仿真,检测机床在切齿加工过程中存在的缺陷,及早发现问题,减少损失口;并且在齿轮加工过程中,机床、刀具及工件的运动情况可以实时显示,可视性好。
二、课题发展现状和前景展望
近年来我国经济发展迅速。
对锥齿轮的需求也日益增加,尤其是在煤炭机械的传动中是不可或缺的,需求量很大。
在锥齿轮传动中,特别是在相交轴线的传动中。
直齿锥齿轮得到相当广泛的应用。
但由于直齿锥齿轮传动中的每一对齿轮都是在全齿上突然进入和脱离啮合,所以高速传动时易产生冲击,传动平稳性较差,承载能力也较差。
与直齿锥齿轮传动相比,螺旋锥齿轮传动具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平
毕业设计(论文)开题报告
指导教师意见:
1.对“文献综述”的评语:
2.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:
指导老师:
年月日所在专业审查意见:
负责人:
年月日。