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1、
10360
機械原理課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目 網(wǎng)球撿球機
系
別 :
機械與電子工程系
專業(yè)(班級):
機械設(shè)計制造及自動化 ( 二班 )
作者(學(xué)號):
李祥 (5)
指導(dǎo)教師:
張春燕
完成日期:
2014年 6 月 10日
蚌埠學(xué)院教務(wù)處制
目 錄
1 設(shè)計題目3
2
2、設(shè)計要求3
3 相關(guān)產(chǎn)品專利與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 4
4 網(wǎng)球撿球機的工藝動作及功能分解
5 運動方案及選擇
6
6
優(yōu)缺點的比較及最終方案 7
6 傳動方案設(shè)計 8
七 機構(gòu)組合 ﹑參數(shù)及運動協(xié)調(diào)設(shè)計
1 機構(gòu)選用8
2 機構(gòu)組合9
3 運動協(xié)調(diào)設(shè)計9
4 設(shè)計計算9
5 運動循環(huán)圖13
八 設(shè)計圖紙13
久 心得體會13
1 設(shè)計題目
3、
網(wǎng)球是一項優(yōu)美而激烈的運送, 盛行于全世界,內(nèi)稱為世界第二大球類運動。
但是網(wǎng)球愛好者, 特別是運動員在進行網(wǎng)球訓(xùn)練是時候, 要平頻繁撿起散落在很
大范圍內(nèi)的網(wǎng)球就成為一件耗時耗力的工作。 具有高效全自動撿球功能的機器可
廣泛用于各種類型的網(wǎng)球練習場地,為人們進行網(wǎng)球訓(xùn)練提供便利和節(jié)省時間。
因此這次設(shè)計題目為網(wǎng)球自動撿球機。
2 設(shè)計要求
為了方便撿球, 目前市場上出現(xiàn)了一類手推式網(wǎng)球撿球車。 此類撿球車為半自動式, 需
要有人操作。 人把撿球車推到需要撿起的球前, 然后撿球車把球撥入車中。 此類撿球機相
4、對
純粹的人工撿球在效率上有一定的提高。
但是,這種半自動的網(wǎng)球撿球工具仍有不足之處。 它體積大且重, 相對于智能化撿
球機比較笨拙。 既浪費空間, 又影響訓(xùn)練人員打球, 因為在它撿球的過程中運動員不方便打
球。還需要人工操作, 相對于智能化撿球機浪費了不必要的時間與體力。 如若配置專門的撿
球人員則浪費了人力資源。 而且,它只適用于地上球較多的情況, 但是地上球多會影響運動
員打球。地上球少時則沒有必要用上述撿球車。因此,它的適用環(huán)境較局限,未實現(xiàn)撿球過
程的完全自動化、智能化。
為了克服以上半自動網(wǎng)球撿球機的不足之處, 構(gòu)思一種撿球機, 使其
5、具有很高的撿
球效率和多重自動控制模式, 無卡求現(xiàn)象, 無盲點等。 該網(wǎng)球撿球機可以使網(wǎng)球參與者擁有更多的練球時間和休息時間
3 相關(guān)產(chǎn)品專利與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過圖書館和網(wǎng)絡(luò)資源查詢已知,獲得的有關(guān)專利與產(chǎn)品如下表 3-1 所示。
表 3-1
專利或產(chǎn)品名稱
功能
類別
參考價格 / 元
攜機械手的電動網(wǎng)球撿球機
電動網(wǎng)球撿球
專利
手推式撿球機
撿網(wǎng)球
專利
一種網(wǎng)球撿球及
撿網(wǎng)球
專利
利用摩擦力提升網(wǎng)球的撿球機
撿網(wǎng)球
專利
斯
6、波阿斯網(wǎng)球撿球機
撿網(wǎng)球
產(chǎn)品
4800
網(wǎng)球撿球機
撿網(wǎng)球
產(chǎn)品
4600
4 網(wǎng)球撿球機的工藝動作及功能分解
網(wǎng)球撿球機的工藝動作可分解為:
(1) 收到球如圖( a);
(2) 帶球向上運動如圖 (b) ;
(3) 使球進入球籃如圖 (c).
圖( a)
7、
圖( b)
圖( c)
網(wǎng)球撿球機的功能可分解為:
(1)撿球系統(tǒng);
(2)行走系統(tǒng)。
5 運動方案及選擇
撿球系統(tǒng)設(shè)計
方案一
此方案是靠摩擦力來實現(xiàn)撿球收球 , 撿球步驟為 :
(1) 接觸到球 , 如圖 所示。
(2) 將球斜向抬升 , 再水平運送到球籃 , 如圖 所示。
8、
圖( a)撿球
圖( b)收球
5 .1 .2 方案二
此方案靠擋板推力抬升球再靠重力進入球籃, 撿球步驟如圖(a)、(b)
所示。
圖( a)撿球
9、
圖( b)收球
5. 方案三
此方案靠橡皮筋的彈性來撿球, 再靠重力使球進入球籃。 撿球機構(gòu)的示意圖
為圖(a),撿球過程如圖( b)、(c)所示。
圖(a)撿球機構(gòu)視圖
10、
圖(b)收球
圖(c)撿球
傳動系統(tǒng)設(shè)計
傳動系統(tǒng)的設(shè)計如圖所示。
11、
圖
齒輪 2 與輸出輪固定,輸入齒輪通過齒輪 1 與齒輪 2 連接,從而實現(xiàn)傳動,
可通過手桿將齒輪 1、齒輪 2 分開實現(xiàn)制動。
優(yōu)缺點的比較及最終方案
撿球系統(tǒng)方案比較 , 比較情況如表所示。
表
方案
是否傷球
是否易卡球
抬升高度
方案一
否
可能
高
方案二
否
否
較高
方案三
可能
否
一般
最終比較選用方案二,理由如下:
(1)方案一可能出現(xiàn)卡球現(xiàn)象,而方案二不會:
(2)方案二中擋板選用橡膠材質(zhì)減小了方案三中可能出現(xiàn)傷球情況:
12、
(3)方案一、三尋妖經(jīng)常維護,方案二則相對較少。
7 機構(gòu)組合 、參數(shù)及運動協(xié)調(diào)設(shè)計
機構(gòu)選用
優(yōu)選定的方案機構(gòu)的組合可以選用皮帶傳動, 皮帶傳動相比較于鏈傳動和齒輪傳動更適合應(yīng)用于撿球系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的連接。皮帶傳動的優(yōu)點:
(1)適用于兩軸中心距較大的傳動場合。
(2)工作時傳動平穩(wěn)無噪聲能緩沖、吸振。
(3)工作中如遇到過載,帶將會在帶輪上打滑可防止薄弱零部件損壞起到安全保護作用。
(4)造價低廉、不需要潤滑以及緩沖、吸震、易維護等特點。
電機與輸出端之間選用齒輪連接。齒輪
13、傳動的優(yōu)點:
(1)能保證瞬時傳動比恒定平穩(wěn)性較高傳遞運動準確可靠。
(2)傳遞的功率和速度范圍較大。
(3)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠可實現(xiàn)較大的傳動比。
(4)傳動效率高使用壽命長。
機構(gòu)組合
機構(gòu)組合如下圖所示
.
圖
參數(shù)及運動協(xié)調(diào)設(shè)計
(1)行走速度設(shè)計
網(wǎng)球標準
14、場地如圖所示,其尺寸 ,假設(shè) 10min 能走完整個場
地。由于轉(zhuǎn)彎時速度會比直線慢,設(shè)定直線距離在 5min 內(nèi)走完并覆蓋全場。則
撿球機行走速度為:
v= A = 36.58m 18.29m
2.23m/s
T
5 60s 1m
圖
( 2)自動行走路線設(shè)計
根據(jù)網(wǎng)球的實際布局分析,多數(shù)球會沿四周分布,且考慮撿球機行走速度,
所以,設(shè)計的自動行走路線之一如圖所示,即先沿四周
15、走一圈,如圖( a)所示,
然后按 z 字形路線走完其余場地,如圖( b)所示。
( a)
( b)
圖撿球綠線
(3)球籃設(shè)計
設(shè)計要求整車可以撿球 100 個以上??紤]到單個網(wǎng)球的最大直徑為 68.59mm,
則裝 100 個球所需的最小為:
v=
16、d n=(68.58 10 3m) 100=0.323m3
式中, v——撿球機球籃的容積
d ——單個網(wǎng)球最大直徑
n ——球籃所裝網(wǎng)球個數(shù)
參考車輛底盤尺寸,確定球籃容積為
v=abh=0277m 0.477m 0.3m=0.0396m 3
其中, a,b,h 分別為球籃的長、寬、高。
( 4)傳送帶速度設(shè)計
考慮到效率可以將傳送帶速度定為 0.5m/s 。
( 5)其他參數(shù)設(shè)計
下圖為傳動機構(gòu)簡圖。
17、
圖
電動機轉(zhuǎn)速為 1550r/min ,輪 5 半徑為 0.1m. 假定車速為 2m/s,則
w車
v
20
20rad/s
r
0.1
而 w3
w4
w車
20rad/s , w1 =1550r/min 162rad / s
所以 i13
= w1
= z3
= 162
8
w3
z1
20
1
因此齒輪 1 的分度圓直徑均為,模數(shù)為 1mm,齒數(shù)為 20, 齒輪 2 分度圓直徑為 , 模數(shù)為 1mm,齒數(shù)為 100, 齒輪 3 分度圓直徑為
18、 0.08m, 模數(shù)為 1, 齒數(shù)為 160。輪 4 半徑為 0.025m,。
(6)運動循環(huán)圖
8 最終設(shè)計圖
19、
9 心得體會
緊張而有辛苦的一周的課程設(shè)計結(jié)束了.當我快要完成老師下達給我
的任務(wù)的時候, 我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺, 登上了高山之顛, 課程設(shè)計是我們專
業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練, 這是我們邁向社會, 從事職業(yè)工作前一個必不
少的過程."千里之行始于足下", 通過這次課程設(shè)計, 我深深體會到這句千古名言的真正含義. 我今天認真的進行課程設(shè)計, 學(xué)會腳踏實地邁開這一步, 就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。
20、
通過此次課程設(shè)計,我們學(xué)到了很多理論課上無法得到的收獲。以前原理
課上只知道什么構(gòu)件可以實現(xiàn)什么運動, 而通過此次課程設(shè)計, 在老師的指導(dǎo)下
我們知道什么樣的能力干什么樣的活, 不要大才小用, 殺雞用宰牛刀。 這既是一
種浪費增加了機器的成本, 也是對設(shè)計的不負責任。 這次課程設(shè)計使我在工作作
風上得到了一次難得的磨練 . 在短短兩周的課程設(shè)計,使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的
知識是真正如此的缺乏, 自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識能力是如此的不足, 今后
需要繼續(xù)努力。
作為機械系的學(xué)生,我覺得類似的課程設(shè)計是十分有意義的,而且是十分必要的。布局的合理性以及產(chǎn)品的經(jīng)濟效益更是我們在今后設(shè)計課程中所要關(guān)注的。在思維能力, 動手能力加強的同時, 我們團隊合作精神又得到了進一步的加強。所以,在今后的學(xué)習中 , 一定要戒驕戒躁 , 態(tài)度端正 , 虛心認真 . 要永遠的記住一句話 : 態(tài)度決定一切 .
10 參考文獻