網(wǎng)球發(fā)球機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)背景簡(jiǎn)介：3</p><p>　　二、初始設(shè)想方案簡(jiǎn)介3</p><p>　　類牛頭刨床機(jī)構(gòu)。3</p><p>　　三、最終選擇方案簡(jiǎn)介：4</p><

2、p><b>　　四、功能的實(shí)現(xiàn)4</b></p><p>　　五、送球部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算與選定6</p><p>　　（一）機(jī)構(gòu)尺寸的計(jì)算6</p><p>　?。ǘ﹨?shù)確定過(guò)程及考慮因素7</p><p>　　六、出球部分相關(guān)計(jì)算與參數(shù)選定8</p><p><b>

3、　　1、相關(guān)計(jì)算8</b></p><p>　　2、電動(dòng)機(jī)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(jì)項(xiàng)目總結(jié)9</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)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(jì)背景簡(jiǎn)介：</b></p><p>　　起源于法國(guó)的網(wǎng)球現(xiàn)在成為了全世界最流行的球類運(yùn)動(dòng)之一，深受戶外運(yùn)動(dòng)人士的喜愛。但事實(shí)上，作為一個(gè)對(duì)抗性的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)你只有一個(gè)人的時(shí)候，或許也只能徒喚奈何了，而我們的這個(gè)網(wǎng)球發(fā)球機(jī)的設(shè)想，便是為了應(yīng)對(duì)這種情況而產(chǎn)生的。盡管可能無(wú)法獲得如同與人對(duì)抗時(shí)的樂趣，但對(duì)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(jiǎn)介。</p><p><b>　　類牛頭刨床機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　原理：主要采用的是牛頭刨床的急回原理，因?yàn)榧被噩F(xiàn)象存在著較大的瞬時(shí)速度，在擊球的同時(shí)使球獲得大的動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)拋球。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：該機(jī)構(gòu)可以實(shí)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(diǎn)：由于是連桿機(jī)構(gòu)，所以運(yùn)動(dòng)速度不可能過(guò)大，因此，球的拋射距離不會(huì)很遠(yuǎn)。</p><p><b>　　最終選擇方案簡(jiǎn)介：</b></p><p>　　具體的運(yùn)動(dòng)情況請(qǐng)點(diǎn)擊參看三維運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫。</p><p>　　原理：主要靠得是兩個(gè)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(diǎn)：機(jī)構(gòu)體積相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，機(jī)構(gòu)平穩(wěn)性比較好。可以實(shí)現(xiàn)拋球與送球的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。</p><p>　　缺點(diǎn)：球的拋出速度計(jì)算比較復(fù)雜，只能采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)粗略計(jì)算。</p><p><b>　　四、功能的實(shí)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(dòng)過(guò)程中將沿著圓錐體左右運(yùn)動(dòng)，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(shí)現(xiàn)了上旋球，平擊球，下旋球。</p><p>

9、;　　2.通過(guò)調(diào)整基座上可調(diào)支架的長(zhǎng)度，并用銷釘將其夾緊可以起到調(diào)節(jié)發(fā)球機(jī)整體高度的目的。</p><p>　　3.利用上面一個(gè)偏心輪的運(yùn)動(dòng)，可以將球有規(guī)律的發(fā)出，并且通過(guò)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(yùn)動(dòng)以及齒輪與齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)發(fā)球機(jī)在一定角度內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)發(fā)球角度的自動(dòng)改變。如圖：</p><p>　　綜上，發(fā)球機(jī)最

10、終的簡(jiǎn)圖為：</p><p>　　五．送球部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算與選定</p><p><b>　　1.機(jī)構(gòu)尺寸的計(jì)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(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)大輪大小為30cm，兩個(gè)大輪之間距離為65mm</p><p>　　下面及右邊的兩個(gè)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(guò)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(dāng)空間方便下球。</p><p>　　2、確定滑塊寬、高為68×68。</p><p>　　3、滑塊長(zhǎng)度也可由送球的通道長(zhǎng)度確定了，為了保證送球平穩(wěn)，準(zhǔn)確，特取75，比68稍大，利于滑塊的滑進(jìn)，不易卡?。∏遗c連桿的鉸接點(diǎn)并不在中間位置，這是防止齒輪打到滑塊！</p><

14、p>　　4、連桿長(zhǎng)度及偏心輪尺寸的確定。滑塊長(zhǎng)度為75，綜合考慮，尤其考慮實(shí)際情況，取長(zhǎng)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(shí)平穩(wěn)有力，則大皮帶輪的直徑應(yīng)遠(yuǎn)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(dòng)效率，并實(shí)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(gè)偏心輪需要帶動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，因此需要計(jì)算齒輪及齒條的尺寸。經(jīng)過(guò)計(jì)算得發(fā)球機(jī)需要轉(zhuǎn)過(guò)的角度為21度，取齒輪分度圓直徑為20cm，則齒條長(zhǎng)度最小為3.66cm，考慮實(shí)際情況，取齒條長(zhǎng)度為7cm</p><p>　　六、出球部分相關(guān)計(jì)算與參數(shù)選定</p><p><b>　　

16、1、相關(guān)計(jì)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(diǎn)距離網(wǎng)高點(diǎn)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(shí)速81.5km/h</p><p>　　因此發(fā)球機(jī)距離球網(wǎng)的距離為：</p><p>　　2.電動(dòng)機(jī)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(rèn)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(rèn)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(dòng)比為1：1</

19、b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)功率：7.5kw</p><p><b>　　七、設(shè)計(jì)項(xiàng)目總結(jié)</b></p><p>　　剛剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候,坦白的說(shuō)真的不知道從何下手。盡管老師給我們講過(guò)相關(guān)的知識(shí),但是畢竟"紙上得來(lái)終覺淺,絕知此事須躬行",一開始我們整個(gè)小組真的有一種無(wú)處下手的感覺。</p><

20、;p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)于課程設(shè)計(jì)教材上的一些設(shè)計(jì)實(shí)例的研究，我們漸漸確定了設(shè)計(jì)的方向，但是由于考慮到大小等多種因素，我們先期的多個(gè)設(shè)計(jì)方案都被否決了。在很長(zhǎng)的一段時(shí)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(huì)，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(dòng)畫，當(dāng)然制作過(guò)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(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)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(jì)任務(wù)，在最后總結(jié)一下整個(gè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的不足進(jìn)行總結(jié)。</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)：1、在設(shè)計(jì)中要早作計(jì)劃，要進(jìn)行充分的討論，論證</p><p>　　2、整個(gè)組內(nèi)既要注意分工，也要注意進(jìn)

22、行必要的交流。</p><p>　　3、隨機(jī)應(yīng)變，對(duì)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(guò)估算決定的，這盡管有一定的根據(jù)，但是缺乏實(shí)踐的驗(yàn)證。缺乏具體實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，這是本次設(shè)計(jì)最大的不足。</p><p>　　最后，我們要感謝葛文杰老師對(duì)我們的指導(dǎo)。同時(shí)，還要感謝小組其它組員的配合與協(xié)作及班級(jí)其他同學(xué)的幫助。