机械原理课程设计网球训练发球机_学位论文.doc

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1、机械原理课程设计说明书机械原理课程设计说明书设计题目网球训练发球机12机械原理课程设计说明书目录1.设计题目32.机械系统的方案拟定32.1工作原理确定32.2执行构件及其运动设计42.3原动机的选择42.4执行构件的运动协调性设计42.5机构选型及组合52.6方案评价及优选53.相关机构的尺度综合74.机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明105.课程设计体会及建议116.主要参考文献117.附录1128.附录21212机械原理课程设计说明书1.设计题目为了减轻网球教练员陪练的工作强度，需

2、设计一台网球训练较好用的发球装置。该装置必须能将标准的网球一个一个地从标准网球场的一边抛射过球网，使它们落在由球场白线所确定的三块场地之一内，如图所示的A、B场地，且三块球场的每一块上落球的顺序和频率必须是随机的。该装置除装球外应无需要人照管而能自动工作，每次装球可持续抛射50个球，所发出球的速度是可变化的，并希望用一个电动机驱动自动完成。此外，为了满足室内外训练均可使用，该装置还应方便于携带或移动和安装使用。设计技术要求如下：1）标准网球的直径在65.41~68.58mm的范围内，其质量在0.

3、0567~0.0585kg的范围内，网球对硬地面（如水泥地面）的反弹率在0.53~0.58之间。2）标准网球场地形状如图所示，其尺寸:双打为23.77m（长）×10.97m（宽），单打为22.77m（长）×8.23m（宽），而在每个端线内应留有空余地不小于6.40m；球网的长度（即两网柱中心的距离）为12.80m，网柱顶端距地平面为1.07m，而球网中心上沿距地平面为0.914m。3）要求网球发球装置的放置高度约为1.25m，位置上下可调，且必须保持稳定，不允许发生倾翻。4）该装置设计在实现述基

4、本功能和技术要求的前提下，应考虑尽可能地满足好的发球要求，即发出的球具有较大的攻击力，使球在速度、力量、旋转和落点方面是可以变化的。5）若有可能的活，为了满足网球高水平训练的需要，还可以考虑对该装置作进一步的设计，即扩展能发出不同类型球的功能。如平击球（即速度快、力量大，平线飞行轨迹的过网球），切削球（即以右侧并略带下旋转，弧线飞行轨迹的过网球）和上旋球（即以上旋为主，侧旋为辅，弧形飞行轨迹的过网球），等等。2.机械系统的方案拟定2.1工作原理确定12机械原理课程设计说明书主要工作原理为通过挤压

5、轮的摩擦使网球获得初速度，通过两轮速度的不同可以实现平直球和旋球。出球机构通过拨球杆防止网球卡在托盘，与偏心轮1连接曲柄滑块的往复运动来将球周期性送入发球机构。通过偏心轮2转动与连接的齿条带动球架上的齿轮转动，从而实现机构的左右旋转。2.2执行构件及其运动设计1.出球机构组成零件：拨球机构，偏心轮1及曲柄滑块。2.发球机构组成零件：输球通道，摩擦轮系含凸轮，动力源电机。3.左右旋机构组成零件：小型电机，偏心轮2，齿条。4.支撑机构组成零件：圆形支撑台，1个可调高度支撑架。2.3原动机的选择电动机

6、转速：1459.46r/min电动机功率：200W2.4执行构件的运动协调性设计12机械原理课程设计说明书全套机构通过一个电机驱动，通过复合轮1，2实现两轮的反向，再通过与挤压轮固连的凸轮皮带轮实现挤压轮速度的调节。电动机与其他运动构件为齿轮系连接，保证各执行构件的协调运动。2.5机构选型及组合主要机构为出球机构、发球机构、左右旋机构、支撑机构2.6方案评价及优选方案一原理：采用抛石机原理，考杠杆把球抛掷出去。优点：结构简单，便于设计。缺点：因为是连杆机构，所以速度不能过高，如果速度过高，机构将

7、产生强烈震动。无法实现旋球。方案二类牛头刨床机构：12机械原理课程设计说明书原理：主要采用的是牛头刨床的急回原理，，因为急回现象存在着较大的瞬时速度，在击球的同时使球获得大的动能，从而实现抛球。优点：该机构可以实现送球与抛球的协调统一，由于采用的是牛头刨床的急回原理，故结构可以稍微小一些。缺点：由于是连杆机构，所以运动速度不可能过大，因此，球的抛射距离不会很远。无法实现旋球。方案三12机械原理课程设计说明书原理：通过两个挤压轮的摩擦使球飞出。优点：1.自动连续发球。2.发球速度可调，且具有一定的

8、速度。3..落点的随机性。4.可实现球的旋转。比较：方案3在速度调节、工作范围、工作稳定性方面都相对较好，因此成为最终方案。2.相关机构的尺度综合1．相关数据标准网球场地尺寸：22.77m（长）×8.23m（宽），球网中心上沿距地面为0.914m。网柱顶端距地平面为1.07m，而球网中心上沿距地平面为0.914m。网球发球装置的放置高度约1.25m。2.发球位置的确定水平方向：L=V*t竖直方向：H=1.25-0.5*g*t^2球落地时间：H=0则t=0.505s球落到网高的时间：H=0.914