網(wǎng)球發(fā)球機機械原理課程設(shè)計

1、<p>　　機械原理課程設(shè)計報告</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計背景簡介：3</p><p>　　二、初始設(shè)想方案簡介3</p><p>　　類牛頭刨床機構(gòu)。3</p><p>　　三、最終選擇方案簡介：4</p><

2、p><b>　　四、功能的實現(xiàn)4</b></p><p>　　五、送球部分相關(guān)參數(shù)的計算與選定6</p><p>　?。ㄒ唬C構(gòu)尺寸的計算6</p><p>　?。ǘ﹨?shù)確定過程及考慮因素7</p><p>　　六、出球部分相關(guān)計算與參數(shù)選定8</p><p><b>

3、　　1、相關(guān)計算8</b></p><p>　　2、電動機轉(zhuǎn)速的確定8</p><p>　　3、選取相關(guān)參數(shù)9</p><p>　　七、設(shè)計項目總結(jié)9</p><p><b>　　八、參考文獻10</b></p><p>　　附錄：組內(nèi)成員及完成的相關(guān)任務(wù)和上交文件清單10

4、</p><p><b>　　設(shè)計背景簡介：</b></p><p>　　起源于法國的網(wǎng)球現(xiàn)在成為了全世界最流行的球類運動之一，深受戶外運動人士的喜愛。但事實上，作為一個對抗性的運動，當你只有一個人的時候，或許也只能徒喚奈何了，而我們的這個網(wǎng)球發(fā)球機的設(shè)想，便是為了應(yīng)對這種情況而產(chǎn)生的。盡管可能無法獲得如同與人對抗時的樂趣，但對于技術(shù)的提高與自身的鍛煉還是有很大的幫助

5、的。</p><p>　　二、最初設(shè)想方案簡介。</p><p><b>　　類牛頭刨床機構(gòu)：</b></p><p>　　原理：主要采用的是牛頭刨床的急回原理，因為急回現(xiàn)象存在著較大的瞬時速度，在擊球的同時使球獲得大的動能，從而實現(xiàn)拋球。</p><p>　　優(yōu)點：該機構(gòu)可以實現(xiàn)送球與拋球的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，由于采用的是牛頭刨

6、床的急回原理，故結(jié)構(gòu)可以稍微小一些。</p><p>　　缺點：由于是連桿機構(gòu)，所以運動速度不可能過大，因此，球的拋射距離不會很遠。</p><p><b>　　最終選擇方案簡介：</b></p><p>　　具體的運動情況請點擊參看三維運動動畫。</p><p>　　原理：主要靠得是兩個高速反方向旋轉(zhuǎn)的輪把球擠壓并拋射

7、出去。</p><p>　　優(yōu)點：機構(gòu)體積相對來說比較小，機構(gòu)平穩(wěn)性比較好?？梢詫崿F(xiàn)拋球與送球的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。</p><p>　　缺點：球的拋出速度計算比較復(fù)雜，只能采用經(jīng)驗公式來粗略計算。</p><p><b>　　四、功能的實現(xiàn)</b></p><p>　　1.其中將上面皮帶輪做成圓錐形，如圖：</p>

8、<p>　　這樣皮帶在轉(zhuǎn)動過程中將沿著圓錐體左右運動，也就可以起到改變上面大皮帶輪轉(zhuǎn)速的作用。</p><p>　　由于上面皮帶輪速度可變，因此上下輪的速度有如下關(guān)系：</p><p>　　即：上輪速度小于下輪速度，上下輪速度相同，上輪速度大于下輪速度</p><p>　　因此也就分別實現(xiàn)了上旋球，平擊球，下旋球。</p><p>

9、;　　2.通過調(diào)整基座上可調(diào)支架的長度，并用銷釘將其夾緊可以起到調(diào)節(jié)發(fā)球機整體高度的目的。</p><p>　　3.利用上面一個偏心輪的運動，可以將球有規(guī)律的發(fā)出，并且通過改變偏心輪的轉(zhuǎn)速可以調(diào)整發(fā)球的間隔。</p><p>　　4.利用偏心輪的運動以及齒輪與齒條機構(gòu)實現(xiàn)發(fā)球機在一定角度內(nèi)的轉(zhuǎn)動，以此實現(xiàn)發(fā)球角度的自動改變。如圖：</p><p>　　綜上，發(fā)球機最

10、終的簡圖為：</p><p>　　五．送球部分相關(guān)參數(shù)的計算與選定</p><p><b>　　1.機構(gòu)尺寸的計算</b></p><p>　　( 齒輪連桿等效圖 )</p><p>　　1、偏心輪及相關(guān)尺寸</p><p>　　兩個偏心輪采用相同的尺寸：偏心輪：直徑20cm，偏心到圓心的

11、距離5cm，長桿L=20cm ，短桿 L=5cm。</p><p><b>　　2、齒輪及齒條尺寸</b></p><p>　　齒輪分度圓直徑為20cm，齒條長度為7cm</p><p><b>　　3、滑塊尺寸</b></p><p><b>　　75×68×68&l

12、t;/b></p><p>　　4、大輪及皮帶輪的尺寸</p><p>　　兩個大輪大小為30cm，兩個大輪之間距離為65mm</p><p>　　下面及右邊的兩個皮帶輪直徑為20cm，圓錐形的上皮帶輪大徑為21cm，小徑為19cm</p><p>　　2.參數(shù)確定過程及考慮因素</p><p>　　1、由球的直

13、徑（正常狀態(tài)下約為65.41- 68.58mm），確定筒的截面為69×69，留出適當空間方便下球。</p><p>　　2、確定滑塊寬、高為68×68。</p><p>　　3、滑塊長度也可由送球的通道長度確定了，為了保證送球平穩(wěn)，準確，特取75，比68稍大，利于滑塊的滑進，不易卡??！且與連桿的鉸接點并不在中間位置，這是防止齒輪打到滑塊！</p><

14、p>　　4、連桿長度及偏心輪尺寸的確定?；瑝K長度為75，綜合考慮，尤其考慮實際情況，取長桿L=20cm，短桿L=5cm，直徑20cm，偏心到圓心的距離5cm。</p><p>　　5、為了使網(wǎng)球發(fā)出時平穩(wěn)有力，則大皮帶輪的直徑應(yīng)遠大于網(wǎng)球直徑，且間距略小于網(wǎng)球直徑。因此取大輪的直徑為30cm，間距為65mm</p><p>　　6.為了提高傳動效率，并實現(xiàn)球的旋轉(zhuǎn)，取圓柱皮帶輪直徑2

15、0cm，圓錐皮帶輪直徑在19cm-21cm之間。</p><p>　　7. 下面一個偏心輪需要帶動齒輪齒條機構(gòu)運動，因此需要計算齒輪及齒條的尺寸。經(jīng)過計算得發(fā)球機需要轉(zhuǎn)過的角度為21度，取齒輪分度圓直徑為20cm，則齒條長度最小為3.66cm，考慮實際情況，取齒條長度為7cm</p><p>　　六、出球部分相關(guān)計算與參數(shù)選定</p><p><b>　　

16、1、相關(guān)計算:</b></p><p>　　網(wǎng)球發(fā)球裝置的放置高度約為1.25m</p><p>　　出球點距離網(wǎng)高點的垂直高度h=0.336m </p><p>　　將速度分解為豎直方向和水平方向</p><p><b>　　豎直方向：</b></p><p><b>　　

17、水平方向：</b></p><p>　　即時速81.5km/h</p><p>　　因此發(fā)球機距離球網(wǎng)的距離為：</p><p>　　2.電動機轉(zhuǎn)速的確定：</p><p>　　上下輪的速度有如下關(guān)系：</p><p>　　不管哪種情況下，網(wǎng)球的速度都可以認為等于上下輪速度的平均值，但由于上下輪之間的速度差

18、異極小，因此可以近似認為網(wǎng)球的速度等于下輪的速度。又由于網(wǎng)球速度為22.63m/s,所以下輪的速度為22.63m/s.由大皮帶輪的直徑為30cm，解得皮帶輪轉(zhuǎn)速為1450r/min.</p><p><b>　　3、選取相關(guān)參數(shù)</b></p><p>　　輪速：1450r/min</p><p><b>　　傳動比為1：1</

19、b></p><p>　　電動機功率：7.5kw</p><p><b>　　七、設(shè)計項目總結(jié)</b></p><p>　　剛剛開始設(shè)計的時候,坦白的說真的不知道從何下手。盡管老師給我們講過相關(guān)的知識,但是畢竟"紙上得來終覺淺,絕知此事須躬行",一開始我們整個小組真的有一種無處下手的感覺。</p><

20、;p>　　經(jīng)過對于課程設(shè)計教材上的一些設(shè)計實例的研究，我們漸漸確定了設(shè)計的方向，但是由于考慮到大小等多種因素，我們先期的多個設(shè)計方案都被否決了。在很長的一段時間里，我們都為該采用什么樣的方案而苦苦思考，小組在一起開了很多次會，最終確定了最后的方案。</p><p>　　之后的工作基本就按部就班了，大家基本都在規(guī)定的期限內(nèi)完成了自己的任務(wù)，然后我將大家完成的任務(wù)做了整理和修改。制作了三維演示動畫，當然制作過程

21、也經(jīng)歷了不少的挫折，盡管最后的結(jié)果不是特別理想，但是我們已經(jīng)盡了我們的最大努力了。</p><p>　　在整個設(shè)計的過程中，我們經(jīng)歷了很多挫折，但最終還是完成了預(yù)訂的設(shè)計任務(wù)，在最后總結(jié)一下整個過程中的經(jīng)驗，并對整個設(shè)計的不足進行總結(jié)。</p><p>　　經(jīng)驗：1、在設(shè)計中要早作計劃，要進行充分的討論，論證</p><p>　　2、整個組內(nèi)既要注意分工，也要注意進

22、行必要的交流。</p><p>　　3、隨機應(yīng)變，對于預(yù)料之外的變化要妥善處理。</p><p>　　不足：由于方案本身的限制，使得很多的參數(shù)都是通過估算決定的，這盡管有一定的根據(jù)，但是缺乏實踐的驗證。缺乏具體實驗的驗證，這是本次設(shè)計最大的不足。</p><p>　　最后，我們要感謝葛文杰老師對我們的指導(dǎo)。同時，還要感謝小組其它組員的配合與協(xié)作及班級其他同學(xué)的幫助。