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1、黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文）摘 要羽毛球運動是一項動作精細，技術復雜多變，對抗激烈的競技項目。當今世界羽毛球運動水準已發(fā)展到一個新的水準，它不僅要求運動員具有成熟的技術，靈活多變的戰(zhàn)術，而且更需要良好的身體素質?？梢娺\動員的心、身、體的統一，是取得優(yōu)異成績的重要保證?；谶@點思想我設計了一種可供羽毛球運動員訓練的羽毛球發(fā)球機，它主要由支撐系統、傳動系統、發(fā)射系統及自動進料系統構成。其中在發(fā)射系統中，采用電機壓縮彈簧，利用彈力將羽毛球發(fā)射出去，自動進料系統則擬采用槽輪機構帶動皮帶輪間歇式的轉動，從而將羽毛球送入發(fā)射管口。本羽毛球發(fā)球機非常適合運動員及初學者使用，目前我國在這方面已取得了一點成就
2、，但相比國外來說，我們國家在發(fā)球準確性及頻率方面還相差甚遠，因此需要更加完善。關鍵詞：羽毛球發(fā)球機 發(fā)射 自動進料 槽輪 間歇運動AbstractThe badminton movement is a movement fine, the technology is complex and changeable, resists the intense athletics project. Now the world badminton movement standard has developed to a new standard, it not only requests the ath
3、lete to have the mature technology, flexible tactic, moreover needs the good physical quality. Obviously athletes heart, the body, the body unification, is obtains the excellent result the important guarantee. I planned based on this thought to design one kind to be possible to supply badminton serv
4、ing machine which the badminton athlete trained, it mainly by strut system, transmission system, launching system and automatic feeding system constitution. In the launching system, uses the electrical machinery compression spring, launches using the tension the badminton, automatically feeds the sy
5、stem to plan to use the V-belt pulley organization impetus belt pulley intermittence -like rotation, thus sends in the badminton the launch orifice. This badminton serving machine extremely suits the athlete and the beginner uses, at present our country has obtained an achievement in this aspect, bu
6、t compares overseas said, our country is serving the accuracy and the frequency aspect is also far from, therefore the need is more perfect.Keywords: Badminton serving machine launch automatic feeding V-belt pulley intermittence目 錄第一章 概述 4 1.1 目前國內外關于羽毛球發(fā)球機的研究現狀和發(fā)展趨勢 41.2 本課題的來源與現實意義 4第二章 羽毛球自動發(fā)球機總體
7、的介紹與研究基礎 6 2.1 發(fā)球機總體的構造與布局 6 2.2 發(fā)球機的工作原理 7第三章 傳動系統的設計簡介 10第四章 發(fā)射系統的設計簡介 12 第五章 自動進料系統的設計 18 5.1 選電動機型號 18 5.2 V帶傳動設計 19 5.3 齒輪結構設計 20 5.4 設計高速軸 23 5.5 設計低速軸 27 5.6 設計槽輪機構 28第六章 自動進料系統的高速軸的可靠性分析 31參考文獻 35結束語 36致謝 37第一章 概述1.1 目前國內外關于羽毛球發(fā)球機的研究現狀和發(fā)展趨勢隨著我國體育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，現在的體育訓練器材已經多種多樣,如排球拋球機、乒乓球發(fā)球機、足球發(fā)球機等都早
8、已見于應用,但羽毛球發(fā)球裝置卻未出現,這與其本身的設計難度有關,首先其發(fā)球動作要求比較復雜, 為滿足運動員的訓練要求，發(fā)球機需要可發(fā)射定點球、高拋球、變速球等多種模擬現實比賽的球，其次還有羽毛球不像足球乒乓球那樣為規(guī)則的球體, 羽毛部分容易受到損傷，這就給設計帶來難度，由于以上原因使羽毛球發(fā)球機的要求很高，目前國內還沒有專業(yè)人員進行類似的研究。目前，體育產業(yè)化的每年產值已達到2000億美元。發(fā)球機投放市場和使用將填補國內空白，隨著國家對羽毛球運動的重視，各類專業(yè)隊的訓練型發(fā)球機總需求量至少1500套，選拔測試用發(fā)球機由于他的特殊作用，需求量較少。另外，隨著全民健身運動的發(fā)展，各類健身場館的發(fā)展
9、也很快，應用于城市健身場館的發(fā)球機需求量至少為3000套，由于羽毛球運動不受場地的限制，各類公共場所也可設置羽毛球發(fā)球機供人娛樂，全民健身發(fā)球機的需求量若干套。1.2 本課題的來源與現實意義為了提高羽毛球運動員的運動水平，倡導更加健康文明的生活環(huán)境，使我國人民具有強烈的體育運動意識，加快我國經濟的發(fā)展，目前我國體校還沒有類似發(fā)球機，為了滿足體育運動的需要，我們擬設計了一種羽毛球自動發(fā)球機。該羽毛球發(fā)球機主要用于羽毛球運動員的訓練，提高實戰(zhàn)性和訓練效率，使運動員達到更高的競技水平，同時也可用于全民健身，提高全民素質。本次研究將開發(fā)出具有自主知識產權的、經濟實用的羽毛球發(fā)球機（運動員訓練發(fā)球機、選
10、拔測試用發(fā)球機、全民健身用便攜式發(fā)球機），對備戰(zhàn)2008科技奧運，振興體育裝備業(yè)，具有重要的社會意義和很高的推廣應用價值。長期以來，由于各地對羽毛球運動的重視程度不同，致使該項運動發(fā)展也不平衡。有一部分省、市、自治區(qū)只顧一時一事的利益而缺乏戰(zhàn)略眼光，他們以該項運動國內水平較高，在比賽中難以奪牌為由，或則下令“暫時不設此項”，或則隨意調整，砍去這個項目，而看不到羽毛球運動是中國的強項這一根本基點，這就影響了我國羽毛球運動普及范圍不大，競爭面不廣，從而有礙我國該項運動的人才輸送和技術水平的進一步發(fā)展與提高。 在訓練問題上，由于羽毛球運動技術性強，各地都重視基本功與基本技術的訓練，加強了身體訓練，技
11、、戰(zhàn)術訓練也有針對性，這些都說明了訓練上有所前進。但應該說，我們在訓練改革上的步子邁得還不夠大。必須清醒地看到，我們在訓練上還有很多不足和總是急待解決。如訓練中盲目性較大，培養(yǎng)新秀時急于求成，未能總結出一套適合本地區(qū)和本隊特點的訓練方法等。這就給我們的訓練工作提出了一個新問題：改革訓練，利用羽毛球發(fā)球機訓練基本功和基本技術，將我們的羽毛球訓練工作轉到依靠科技發(fā)展的軌道上來。這是形勢和事業(yè)的需要。唯有如此，我們才能接受新時代的挑戰(zhàn)。 我國羽毛球運動的科研工作起步較晚，見諸刊物的像樣的專業(yè)論文寥寥無幾，科研工作只是停留在一般的調查研究和經驗總結上，由于沒有相關的專業(yè)技術人員以及資金的短缺，很難給羽
12、毛球運動提供相應的硬件設備。 基于以上的一些問題及在現實生活中的所見所聞，我在指導老師的帶領下，我們擬設計了羽毛球自動發(fā)球機，它集支撐系統、傳動系統、發(fā)射系統與自動進料系統于一體，能朝多個方位自動發(fā)球，我的設計任務是設計它的自動進料系統，發(fā)球機可隨時供運動員訓練，減少了人力的支出，該裝置整體構造比較小巧，適合戶外訓練，攜帶方便，是現代生活健身的一個不可或缺的體育器材。第二章 羽毛球自動發(fā)球機總體的介紹與研究基礎2.1 發(fā)球機總體的構造與布局 其實目前在國內外出現最多的是乒乓球發(fā)球機，并且應用得最為廣泛，這可能與乒乓球構造簡單有關，因此設計其配套的發(fā)球機也相對來說顯得輕而易舉，而羽毛球發(fā)球機根據
13、羽毛球構造來設計就復雜了，羽毛球相互之間的摩擦力太大，不能一次裝載數個羽毛球然后依次發(fā)射，本次設計的這個羽毛球自動發(fā)球機，其實也只能是半自動的，因為它需要人工向傳送帶放球，它的優(yōu)點是可向多方位發(fā)射球，發(fā)射管可上、下、左、右調節(jié)，根據運動時人自身需要而定，具體外形圖如下： 羽毛球發(fā)球機整體圖 在左圖上，最下面是運動小車，也就是支撐系統，其次往上依次是傳動系統、發(fā)射系統，右邊的是我設計的自動進料系統，整體來說它比乒乓球發(fā)球機大一點，目前，在發(fā)球機的領域內，發(fā)展較為完善的是乒乓球發(fā)球機，對市場上出現的幾種乒乓球發(fā)球機的原理及構造都有了一定的了解，乒乓球發(fā)球機主要采用了能量守恒的原理來設計制作的。它首
14、先將彈性撥片旋轉，當彈性撥片遇到擋塊阻擋后發(fā)生彎曲變形，產生彈性勢能。當彈性撥片由于彎曲變形而滑過擋塊后，它將迅速恢復原形狀并由彈性撥片的前端擊打乒乓球的中后部。將彈性撥片的彈性勢能轉化為乒乓球的動能，從而使乒乓球產生一定的初速度，達到發(fā)射乒乓球的目的。本羽毛球發(fā)球機和市場上現有的羽毛球發(fā)球機相比，具有以下幾個特點：(1) 機械機構簡單可靠。本發(fā)球機的主要機械結構僅為彈性撥片的旋轉，由于其機械結構簡單可靠，從而使得本羽毛球發(fā)球機發(fā)球連續(xù)、準確，無卡球現象發(fā)生。(2) 成本低廉。本羽毛球發(fā)球機90%以上的材料均為中常見的廢棄物品回收利用而制成的，所以不僅降低了制造成本，而且達到了保護環(huán)境的目的。
15、(3) 適合初學者使用。由于市場上所銷售的同類產品均是為水平較高的乒乓球愛好者設計的，其發(fā)球形式多種多樣，很不是適合初學者使用，而本發(fā)球機發(fā)出的乒乓球路線單一、落點準確，非常適合初學者為了練習羽毛球基本功而使用。 主要創(chuàng)新點 （1）用擊打方式將球擊出，不同于常見的旋轉摩擦方式；（2）利用彈性撥片遇到擋塊而產生的彈性變形來對羽毛球進行彈射；（3）用鋼絲做成杠桿式攪球桿，在集球器中連續(xù)旋轉攪拌球，通過對乒乓球發(fā)球機的研究，可以集百家之長，運用到我的設計當中。2.2 發(fā)球機的工作原理1）發(fā)射管的組成該羽毛球發(fā)球機的發(fā)射管主要由蝸桿、蝸輪、齒輪、齒條、撥爪、槍栓、松鉤、球拍、發(fā)射彈簧、發(fā)射座、彈簧底座
16、、齒條導軌等主要部件組成。2）工作原理羽毛球發(fā)射由三個運動組合實現，機架筒身的轉動，發(fā)射簡的上下擺動，以及彈簧的彈射。由筒射轉動和發(fā)射筒的上下擺動復合實現面向球場的全方位各角度發(fā)射，符合運動員訓練的基本要求。發(fā)射管安裝在機座上，機座安裝于運動小車上，便于在訓練場地移動放置，發(fā)球過程中，發(fā)射管的底座可以在水平面內轉動，發(fā)射管可在鉛垂面內擺動，兩個運動的組合，可以滿足發(fā)射管發(fā)球的角度和方位，羽毛球進入發(fā)射管后，有定位環(huán)限位，壓縮彈簧在齒輪條的驅動下被壓縮，達到預定行程后，在不完全齒輪的作用下，齒條自動脫離電機齒輪，與壓縮彈簧聯結在一起的球拍迅速將球擊發(fā)出去，機器啟動后，整個運動循環(huán)由單片機自動控制
17、，并能按實際需求編制程序以完成不同的工作動作要求，不需要人力操作。3） 各主要部件工作效用如下： （1）蝸桿： 傳遞驅動電機的運動并將回轉運動傳遞于蝸輪。（2） 蝸輪：由蝸桿帶動，使與其安裝一起的發(fā)射管完成水平方向的運動。（3） 齒輪：傳遞驅動電機運動，將回轉運動轉化為齒條的直線運動。（4）齒輪驅動電機： 驅動齒輪回轉運動。（5） 壓縮彈簧：由壓縮狀態(tài)釋放，將羽毛球擊發(fā)出去。（6） 齒條座： 固定安裝于發(fā)射管上，便于齒條安裝并通過其上的導軌限制齒條的運動方向。（7）齒條： 通過直線運動將與其聯結的彈簧壓縮。（8）撥爪：因其固定安裝于齒條上，故能與齒條一起運動并壓縮彈簧。（9）發(fā)射管： 便于羽毛
18、球安放并為其發(fā)射提供導向作用。（10） 定位環(huán)： 為羽毛球發(fā)射前在發(fā)射關內限位。（11） 球拍： 傳遞壓縮彈簧的運動，拍擊羽毛球將其擊發(fā)出發(fā)射管。4） 該機器的主要創(chuàng)新點 （1） 將彈簧巧妙運用，作為發(fā)射動力。 （2） 將一完整齒輪去掉幾個齒成不完全齒輪，完成齒輪齒條相對運動過程中的脫鉤。5） 該機器和乒乓球發(fā)球機的區(qū)別 （1） 發(fā)球難度比乒乓球大，這也是目前沒有成熟的羽毛球發(fā)球機商品問世的原因。乒乓球是尺寸規(guī)范的球體，便于分隔和定位，羽毛球雖然也有尺寸規(guī)格，由于尾部帶有羽毛，造成了分隔和定位的困難。 （2） 發(fā)球原理和乒乓球發(fā)球機不一樣,乒乓球發(fā)球機是利用摩擦力將球發(fā)出去；本羽毛球發(fā)球機是運
19、用機構創(chuàng)新,借用彈簧力推動球拍將球擊發(fā)出去。 6） 自動進料系統的組成 （1） 它由減速器，槽輪機構，和一個皮帶輪組成，其中減速器里是一對大小直齒錐齒輪，布局是交錯式，槽輪機構包括一個轉臂和一個槽輪。7） 工作原理當電動機發(fā)動時，由帶動輸入軸轉動，通過齒輪的嚙合，將轉矩帶給輸出軸，由于槽輪機構聯接在輸出軸上，因此轉矩又傳遞給槽輪機構，槽輪和轉臂的轉向相反，當轉臂做等速連續(xù)旋轉時從動槽輪時而轉動時而靜止地做單向步進轉動，從而帶動皮帶輪間歇轉動，由于皮帶輪是勻速轉動，羽毛球相對其是靜止的，當羽毛球伴隨皮帶一起向前轉動到達轉輪邊界時，羽毛球自然會作平拋運動，以一個弧線落入發(fā)射管口，從而實現了自動進料
20、。8） 該系統的不足之處 由于設計水平有限，暫時沒能設計出能自動向皮帶裝載羽毛球的裝置，目前在市場上或是在研究學術里還沒出現過這樣的裝置，所以還需人工作用，因此本羽毛球發(fā)球機從嚴格意義上來說也只能算是一個半自動發(fā)球機。第三章 傳動系統設計簡介3.1 發(fā)射電機中的齒輪設計彈射由電機提供動力源，經齒輪、齒條機構轉化成直線運動，帶動撥爪拉動槍栓使彈簧壓縮達到行程后，由斜滑塊使拔爪松開，彈簧射羽毛球。1.選擇材料及確定許用應力 齒輪：材料選用45鋼，齒面硬度為。齒條：材料HT250，齒面硬度為。查機械設計簡明手冊圖6-12得：；（表6-23），則查圖6-13得： （表6-23），則 2.按輪齒彎曲強度
21、設計精度等級：查表6-22， 取載荷系數齒寬系數取齒數：壓力角：查圖6-13得：齒形系數則 因，取設計模數m考慮磨損，模數要加大10%，查表6-16，取模數齒輪如下圖：第四章 發(fā)射系統的結構設計簡介4.1 發(fā)射管的構造發(fā)射管定位環(huán) 球拍 發(fā)射座 發(fā)射彈簧 彈簧底座如下圖：球拍：球拍是與羽毛球直接接觸，一端要用牛筋繃成網狀，另一端固定在發(fā)射座上，為了減輕重量，球拍鉆中孔，挖外槽。球拍外徑需比發(fā)射管內徑略小，固定端外徑取63。與球接觸端可略小取61，與發(fā)射座用螺釘連接。如下圖：4.2 發(fā)射座的設計 彈簧彈射時直接彈射發(fā)射座，發(fā)射座在發(fā)射管內要運動穩(wěn)定，需要有導向面，因此需要一定厚度t=，為了保持彈
22、簧彈射時正確位置，可把發(fā)射座階梯軸小的一端與彈簧內孔配合，可根據彈簧尺寸確定大徑64，小徑38。如下圖： 4.3 發(fā)射彈簧的參數計算彈簧參數根據羽毛球的初速度以及發(fā)射座與球拍質量確定。c=(D-d)/d,初選c=5 D=60 d=10 c=6 D=50 d=7 c=7 D=45 d=5.6 c=7 D=50 d=6 c=7 D=40 d=5 取c=7, D=40, d= ， d= D2=D-d=40-5= 壓縮功率：圈數：圈兩端各并緊一圈，則總圈數n1=n+2=17圈極限載荷： = 10.1d=節(jié)距： 展開長度： b=(1) 根據外徑要求，初選C=7由C= = 得d=由表16-2查得選用C級碳
23、素彈簧鋼絲時，=1570。查表16-1知，=0.4 =0.41570。故可得彈簧絲直徑為d與原假設相差較大，故應重新設計。改選C=6，K=1.253，得d=4mm。查表16-2得, =0.4=608。較核所選直徑計算得出的d與改選后所選的直徑基本一致，故確定, (2) 有效工作圈數變形量由圖16-6確定，即=查表16-1，得G=79000MPa,所以由式（16-11）得 =取n=6.5圈?？紤]到兩端各并緊一圈，則彈簧總圈數 =n+2=6.5+2=8.5(3) 確定變形量、和實際最小載荷彈簧的極限載荷為因為工作圈數由6.11改為6.5，故彈簧的變形量和最小載荷也相應有所變化。按式（16-8），將
24、和分別代替F和得 將和分別代替F和得 按圖16-6可知 (4) 求彈簧的節(jié)距p、自由高度、螺旋升角和簧絲展開長度L 在的作用下壓縮彈簧相鄰兩圈的間距0.1d=, 取=, 則無載荷作用下彈簧的節(jié)距為 P基本符合在的規(guī)定范圍。端面并緊磨平的彈簧自由高為 取標準值 =。無載荷作用下彈簧的螺旋角為 基本滿足的范圍。彈簧絲的展開長度 (5) 穩(wěn)定性計算 采用兩端固定支座，b=2.175.3,故不會失穩(wěn)。 如下圖：第五章 自動進料系統設計5.1 選電動機型號1）、本羽毛球發(fā)球機機身比較輕，工作環(huán)境無特殊要求，一般是供羽毛球運動員練習或是個人娛樂使用，可隨時工作，對于自動進料系統而言，需要其具備能向發(fā)射關能
25、連續(xù)進球的功能，工作載荷比較小，且工作平穩(wěn)，擬選取電動機功率為。2）、V帶傳動比為，直齒錐齒輪減速器傳動比為，則總傳動比合理范圍是=412，電動機轉速可選范圍是。則一共有如下幾種方案：方案有電動機型號額定功率（）同步轉速（）滿載轉速（）17.53000290027.51500140037.5100097047.5750720綜合考慮減輕電動機及傳動裝置的重量和節(jié)約資金，選用第二方案，因此選用電動機型號為，其主要性能如下表：電動機型號額定功率（）同步轉速（）滿載轉速（）額定轉矩最大轉矩7.5150014402.22.2主要外形與安裝尺寸：中心高外形尺寸安裝尺寸軸身尺寸平鍵尺寸HL（AC/2+AD
26、）HDABDEFGD1325153453152117838801041。5.2 V帶傳動設計1） 確定計算功率 = _工況系數，查機械設計相關內容取=1.0，=3。2） 選V帶型號 由機械設計課本可查得V帶型號為A型，由表532查得小帶輪直徑為=,核算帶速，符合5V25。求傳動比，分配傳動比時考慮到齒輪尺寸太大，增加制造困難，通常取圓錐齒輪的傳動比0.25，取=3。3） 則大帶輪直徑為=根據的標準值取=。4） 確定中心距與帶長 （1）初選中心距 0.7（+）2（+） 則221632，初選=225 （2）初算帶長與確定帶長 2+（+）+=2225+496+27=973，查課本機械設計得=1000
27、mm。（3）確定中心距 （4）驗算小輪包角 功率增量 長度系數，包角系數 （5）V帶根數= 選取V帶根數為根（6）確定初拉力 保證V帶具有一定壽命的單根V帶適宜的初拉力是5.3齒輪結構設計1） 選擇齒輪材料，確定許用應力 小大齒輪均為直齒錐齒輪，選用45鋼，小齒輪調質，由表532b查得硬度為229286HBS，大齒輪正火，硬度169217HBS，由圖5-32b查得，由圖533b查得。 取2） 按接觸疲勞強度設計 當一對齒輪為鋼制時，有 （1）計算小齒輪名義轉矩 （2）選取齒寬系數 （3）選取載荷系數 因小齒輪懸臂布置，?。?）初算小齒輪大端分度圓直徑 （5）確定齒輪齒數與模數 選取，則 大端模
28、數，查表?。?）計算主要幾何尺寸 錐距 齒寬 分度圓錐角 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒高 頂隙 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒頂角 齒根角 頂錐角 根錐角 大、小齒輪外形輪廓圖如下： a大直齒錐齒輪 b小直齒錐齒輪3） 校核齒根彎曲疲勞強度 （1）確定的最大值 由課本機械設計查得， 因為，所以校核小齒輪即可。 （2）校核小齒輪的齒根彎曲疲勞強度 故齒根彎曲疲勞強度足夠。5.4 設計高速軸1） 該軸無特殊要求，選用調質處理的45鋼，其外形尺寸如下：2） 初步估算軸徑 按扭轉強度估算輸入端聯軸器處的最小軸徑，按45鋼，取，輸出軸功率。 齒數比為 輸入軸轉速為 由，即為安裝大帶輪的直徑，該軸上有鍵槽應
29、加大5%，并圓整，取，為軸肩高度，取=。 則 取 取3） 軸的各段長度設計 在本羽毛球發(fā)球機的自動進料系統中，軸承選用深溝求軸承承受徑向載荷，也能同時承受雙向軸向載荷，其極限轉速高，結構簡單，價格便宜，應用最廣泛。我在這個設計中擬采取深溝球軸承60070000型，軸承寬度B=，D=62，d=35， , ,因此選軸的第二段長度為，其他各部分長度分別為、，已知齒寬為，則軸的第四段長度為。4） 軸的結構工藝性 主要考察軸的強度驗算 先做出軸的受力計算簡圖，取集中載荷作用于齒輪及軸承中點。圖（一）： 1） 齒輪上作用力的大小 轉矩 圓周力 徑向力 軸向力 法向力 且 ， 2） 求軸承支反力 水平面上支
30、反力見圖（二）， 垂直面上支反力見圖（三），3） 畫彎矩圖，見圖（二）、圖（三）、圖（四） 截面處彎矩為 水平面上彎矩： 垂直面上彎矩： 合成彎矩： 4） 畫轉矩圖，見圖（五） 5） 畫計算轉矩圖，見圖（六） 單向回轉，視轉矩為脈動循環(huán) ，截面B處當量彎矩為 圖（二）：水平面受力與彎矩圖 圖（三）：垂直面受力與彎矩圖 圖（四）：合成彎矩圖 圖（五）：轉矩圖 6） 按彎扭合成應力校核軸的強度截面B處最危險，查機械設計相關資料得。 故其強度足夠。5.5設計低速軸1） 該軸的功能主要是帶動凸輪旋轉，也無特殊要求，選用調質處理的45鋼，取最小軸徑，為軸肩高度，取，則 ，取 根據軸在減速器里的實際安裝位
31、置，必要時可增大軸徑，不影響其工作性能，所以取，則相應地取，。其外形尺寸如下：2） 軸的各段長度設計 在該軸上選用深溝球軸承6008，軸承寬度，根據實際情況及所選用的軸承型號，低速軸的各段長度如下：，。3） 軸的結構工藝性 低速軸的強度驗算見高速軸的驗算方法，在此不再贅述。5.6設計槽輪機構羽毛球發(fā)球機需要具有能自動進球并能自動發(fā)射的裝置，在本羽毛球發(fā)球機中有同學已設計了發(fā)射管，故還需要有一個自動進料機構，我的主要任務是設計自動機構，要能保證能間歇式地進球，通過以前對機械原理與機械設計相關知識的學習，我了解到可采取槽輪機構。 槽輪機構又稱馬爾他機構，它是分度、轉位等步進傳動中應用最普遍的一種機
32、構，在日常生活中我最熟悉的是外嚙合槽輪機構，其外形如下圖，它由帶有圓銷A的轉臂1、具有均布徑向開口槽的槽輪2和機架所組成。槽輪2和轉臂1的方向相反，當主動轉臂1作等速連續(xù)轉動時，從動槽輪2時而轉動時而靜止地作單向步進轉動。在轉臂上通常有一帶有缺口的圓盤，該盤起固定作用。轉臂1上的圓銷A未進入槽輪的徑向槽時，由于槽輪的內凹鎖止弧被桿1的外凸圓弧鎖住，故槽輪靜止不動。在上圖所示位置，轉臂1上的圓銷A開始進入槽輪的徑向槽，這是內凹鎖止弧松開，轉臂通過圓銷A驅使槽輪2反向轉動。當轉臂1上的圓銷A開始脫出槽輪的徑向槽時，槽輪上的另一內凹鎖止弧又被轉臂1上的外凸圓弧鎖住，使槽輪2又靜止不動，直到下一個運動
33、循環(huán)開始為止。 槽輪機構結構簡單，制造容易，工作可靠，機械效率高，在進入和退出嚙合時槽輪的運動要比棘輪的運動教為平穩(wěn)，但槽輪的轉交大小不能調節(jié)，槽輪機構在轉動過程中，其角速度和角加速度有較大變化，所以在轉臂圓銷和輪槽之間存在較大沖擊。 在本羽毛球發(fā)球機中，我假定的是當轉臂等速回轉一周時，槽輪機構完成一個運動循環(huán)。槽輪機構各參數如下：1）、槽數的選取 一般地=3時，工作過程中槽輪的角速度變化很大，時，值對的影響不大，因此槽數常取為，在這次設計中，我擬取，設計起來會比較簡單。 2）、槽輪運動角 3）、轉臂運動角 4）、轉臂圓銷數 5）、槽底高 6）、槽頂高 7）、槽頂側壁厚 8）、外凸鎖止弧張開角
34、 9）、圓銷的回轉半徑 10）、槽輪每循環(huán)運動時間 11）、運動系數 12)、 槽輪每循環(huán)停歇時間（多銷） 第六章 自動進料系統的高速軸的可靠性分析軸的結構簡圖如上，此軸為輸入軸，承擔著傳遞來自電動機的轉矩，并帶動齒輪機構轉動，可知此軸外加的彎矩和扭矩比較大，由此可知其可能為危險軸，而在小齒輪位于軸的中部，軸的中部截面就最可能出現斷裂，為危險截面。在已知軸的危險截面上，同時作用有彎矩M和轉矩T，彎矩，轉矩，軸材料的抗拉強度。設軸徑d=N,其制造公差為0.005，要求軸的可靠度為R=0.9999，由此可計算出軸的直徑。（1）根據給定參數的均值和標準差，根據法則，計算數據如下： 軸徑的標準差彎矩的
35、均值和標準差 故有轉矩的均值和標準差 故有（2）計算彎曲應力，扭轉應力和合成應力a. 彎曲應力 即 W為抗彎截面系數，W= 其均值和標準差可表示為 將彎矩和抗彎截面系數的特性參數代入彎曲應力表達式，可得到彎曲應力的均值和標準差為：b. 扭轉切應力 為抗扭截面系數，且=2W 故有 將轉矩和抗扭截面系數的特征參數代入扭轉切應力表達式，可得到扭轉切應力的均值和標準差為： c. 合成應力的計算 根據第三強度理論，合成應力為 計算： = 代入數據得 ： 計算3： 代入數據得： 計算合成應力的平方： 代入數據得： 經正態(tài)分布的開方運算，可得合成應力的特征參數： 為了保證可靠度達到R=0.9999，查表得=
36、3.719 代入聯接方程 即 展開得： 解得 mm 軸徑的標準差為： 軸徑的公差為 故軸的直徑為, 可以保證軸的可靠度達到0.9999。參 考 文 獻1彭文生等主編機械設計 第二版武漢華中理工大學出版社20002彭文生等主編機械設計 長沙湖南科學技術出版社1993 3孫桓、傅則紹主編機械原理 第四版北京高等教育出版社19894黃純穎機械創(chuàng)新設計北京高等教育出版社20005劉光復綠色設計與綠色制造M 北京機械工業(yè)出版社20016楊叔子機械加工工藝師手冊M 北京機械工業(yè)出版社20017吳圣莊金屬切削機床北京機械工業(yè)出版社19928徐灝機械設計手冊北京機械工業(yè)出版社19989徐灝新編機械設計師手冊北
37、京機械工業(yè)出版社199510王文博機構和零部件優(yōu)化設計北京機械工業(yè)出版社199011 李華機械制造技術北京機械工業(yè)出版社199712孟憲源現代機構手冊北京機械工業(yè)出版社199413鄭文緯、吳克堅機械原理北京高等教育出版社199614辛一行現代機械設備設計手冊北京機械工業(yè)出版社199615鄒慧君機械運動方案設計手冊上海上海交通大學出版社199416 機械設計手冊編委會機械設計手冊（新版）.北京機械工業(yè)出版社200417 孟繁華、李天貴氣動技術在氣動化中的應用北京國防工業(yè)出版社198918 機械工程手冊編委會機械工程手冊北京機械工業(yè)出版社198219 李繼慶、陳作模主編機械設計基礎北京高等教育出版
38、社199920 張根保主編自動化制造系統北京機械工業(yè)出版社199921于駿一主編典型零件制造工藝北京機械工業(yè)出版社198922劉朝儒主編機械制圖高等教育出版社199923徐自立主編工程材料華中科技大學出版社200324Goetsch D L.Modern Manufacturing Process New York Delmar Publishers. 1991結 束 語經過對本專業(yè)的學習，我已經牢固地掌握了機構學、運動學和動力學、機電傳動控制、機電一體化和單片機原理的知識，同時，經過科學的市場調研，已取得了詳細的設計資料。通過指導老師的精心指導，以及同組同學之間的相互合作，我終于圓滿的完成了
39、本次設計任務，我本次的課題是羽毛球發(fā)球機總體和自動進料系統的設計，雖然我們以前做過很多類似的課程設計，但感覺這次的任務要求最嚴格，我想指導老師讓我們做這個課題，主要目的并不在于我們在設計這個方面能取得多大成就，而是通過這種挑戰(zhàn)，從而讓我們懂得學習的方法，懂得如何獲取知識，懂得如何面對陌生的新生事物。在就要進入的工作崗位的時候，這種精神比什么都重要。對老師的深思熟慮及良苦用心，我深表欽佩。所以這次畢業(yè)設計，也作為我大學最后的一次作業(yè)，我盡自己的努力認真的完成了。對于本課題，我在很大的程度上是通過上網、圖書館、向能者請教等方面收集資料，并全部自己整理、編輯、打印，整個過程收獲頗豐。由于沒有相關的發(fā)球機資料，我查詢了很多書籍和文獻資料，目前，在發(fā)球機的領域內，發(fā)展較為完善的是乒乓球發(fā)球機，于是我對市場上出現的幾種乒乓球發(fā)球機的原理及構造都了解了一下，借鑒別人的長處， 運用到我自己的設計當中，感覺拓寬了視野。在本次的設計過程中，我和同組同學相互協作，相互補充，共同克服設計當中碰到的一個又一個困難，讓我們理解到團隊合作精神在設計中的重要性，還有獨立創(chuàng)新精神在研究設計時的重要性，也為我們以后走向工作崗位打下了堅實的基礎。37
畢業(yè)設計（論文）-羽毛球自動發(fā)球機
