羽毛球自动发球机的设计（机械CAD图纸）

摘 要 羽毛球运动是一项动作精细，技术复杂多变，对抗激烈的竞技项目。当今世界羽毛球运动水准已发展到一个新的水准，它不仅 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 运动员具有成熟的技术，灵活多变的战术，而且更需要良好的身体素质。可见运动员的心、身、体的统一，是取得优异成绩的重要保证。基于这点思想我设计了一种可供羽毛球运动员训练的羽毛球发球机，它主要由支撑系统、传动系统、发射系统及自动进料系统构成。其中在发射系统中，采用电机压缩弹簧，利用弹力将羽毛球发射出去，自动进料系统则拟采用槽轮机构带动皮带轮间歇式的转动，从而将羽毛球送入发射管口。本羽毛球发球机非常适合运动员及初学者使用，目前我国在这方面已取得了一点成就，但相比国外来说，我们国家在发球准确性及频率方面还相差甚远，因此需要更加完善。 关键词：羽毛球发球机 发射 自动进料 槽轮 间歇运动 Abstract The 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 athlete to have the mature technology, flexible tactic, moreover needs the good physical quality. Obviously athlete's 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 serving 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 system 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, but 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 录 第一章 概述……………………………………………………………………… 4 §1.1 目前国内外关于羽毛球发球机的研究现状和发展趋势……………… 4 §1.2 本课题的来源与现实意义……………………………………………… 4 第二章 羽毛球自动发球机总体的介绍与研究基础…………………………… 6 §2.1 发球机总体的构造与布局……………………………………………… 6 §2.2 发球机的工作原理……………………………………………………… 7 第三章 传动系统的设计简介…………………………………………………… 10 第四章 发射系统的设计简介…………………………………………………… 12 第五章 自动进料系统的设计…………………………………………………… 18 §5.1 选电动机型号…………………………………………………………… 18 §5.2 V带传动设计…………………………………………………………… 19 §5.3 齿轮结构设计………………………………………………………… 20 §5.4 设计高速轴……………………………………………………………… 23 §5.5 设计低速轴……………………………………………………………… 27 §5.6 设计槽轮机构…………………………………………………………… 28 第六章 自动进料系统的高速轴的可靠性分析……………………………… 31 参考文献……………………………………………………………………………… 35 结束语………………………………………………………………………………… 36 致谢…………………………………………………………………………………… 37 第一章 概述 §1.1 目前国内外关于羽毛球发球机的研究现状和发展趋势 随着我国体育事业的蓬勃发展，现在的体育训练器材已经多种多样,如排球抛球机、乒乓球发球机、足球发球机等都早已见于应用,但羽毛球发球装置却未出现,这与其本身的设计难度有关,首先其发球动作要求比较复杂, 为满足运动员的训练要求，发球机需要可发射定点球、高抛球、变速球等多种模拟现实比赛的球，其次还有羽毛球不像足球乒乓球那样为规则的球体, 羽毛部分容易受到损伤，这就给设计带来难度，由于以上原因使羽毛球发球机的要求很高，目前国内还没有专业人员进行类似的研究。 目前，体育产业化的每年产值已达到2000亿美元。发球机投放市场和使用将填补国内空白，随着国家对羽毛球运动的重视，各类专业队的训练型发球机总需求量至少1500套，选拔测试用发球机由于他的特殊作用，需求量较少。另外，随着全民健身运动的发展，各类健身场馆的发展也很快，应用于城市健身场馆的发球机需求量至少为3000套，由于羽毛球运动不受场地的限制，各类公共场所也可设置羽毛球发球机供人娱乐，全民健身发球机的需求量若干套。 §1.2 本课题的来源与现实意义 为了提高羽毛球运动员的运动水平，倡导更加健康文明的生活环境，使我国人民具有强烈的体育运动意识，加快我国经济的发展，目前我国体校还没有类似发球机，为了满足体育运动的需要，我们拟设计了一种羽毛球自动发球机。该羽毛球发球机主要用于羽毛球运动员的训练，提高实战性和训练效率，使运动员达到更高的竞技水平，同时也可用于全民健身，提高全民素质。本次研究将开发出具有自主知识产权的、经济实用的羽毛球发球机（运动员训练发球机、选拔测试用发球机、全民健身用便携式发球机），对备战2008科技奥运，振兴体育装备业，具有重要的社会意义和很高的推广应用价值。 长期以来，由于各地对羽毛球运动的重视程度不同，致使该项运动发展也不平衡。有一部分省、市、自治区只顾一时一事的利益而缺乏战略眼光，他们以该项运动国内水平较高，在比赛中难以夺牌为由，或则下令“暂时不设此项”，或则随意调整，砍去这个项目，而看不到羽毛球运动是中国的强项这一根本基点，这就影响了我国羽毛球运动普及范围不大，竞争面不广，从而有碍我国该项运动的人才输送和技术水平的进一步发展与提高。   在训练问题上，由于羽毛球运动技术性强，各地都重视基本功与基本技术的训练，加强了身体训练，技、战术训练也有针对性，这些都说明了训练上有所前进。但应该说，我们在训练改革上的步子迈得还不够大。必须清醒地看到，我们在训练上还有很多不足和总是急待解决。如训练中盲目性较大，培养新秀时急于求成，未能总结出一套适合本地区和本队特点的训练 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 等。这就给我们的训练工作提出了一个新问题：改革训练，利用羽毛球发球机训练基本功和基本技术，将我们的羽毛球训练工作转到依靠科技发展的轨道上来。这是形势和事业的需要。唯有如此，我们才能接受新时代的挑战。           我国羽毛球运动的科研工作起步较晚，见诸刊物的像样的专业论文寥寥无几，科研工作只是停留在一般的调查研究和经验总结上，由于没有相关的专业技术人员以及资金的短缺，很难给羽毛球运动提供相应的硬件设备。 基于以上的一些问题及在现实生活中的所见所闻，我在指导老师的带领下，我们拟设计了羽毛球自动发球机，它集支撑系统、传动系统、发射系统与自动进料系统于一体，能朝多个方位自动发球，我的设计任务是设计它的自动进料系统，发球机可随时供运动员训练，减少了人力的支出，该装置整体构造比较小巧，适合户外训练，携带方便，是现代生活健身的一个不可或缺的体育器材。 第二章 羽毛球自动发球机总体的介绍与研究基础 §2.1 发球机总体的构造与布局 其实目前在国内外出现最多的是乒乓球发球机，并且应用得最为广泛，这可能与乒乓球构造简单有关，因此设计其配套的发球机也相对来说显得轻而易举，而羽毛球发球机根据羽毛球构造来设计就复杂了，羽毛球相互之间的摩擦力太大，不能一次装载数个羽毛球然后依次发射，本次设计的这个羽毛球自动发球机，其实也只能是半自动的，因为它需要人工向传送带放球，它的优点是可向多方位发射球，发射管可上、下、左、右调节，根据运动时人自身需要而定，具体外形图如下： 羽毛球发球机整体图 在左图上，最下面是运动小车，也就是支撑系统，其次往上依次是传动系统、发射系统，右边的是我设计的自动进料系统，整体来说它比乒乓球发球机大一点，目前，在发球机的领域内，发展较为完善的是乒乓球发球机，对市场上出现的几种乒乓球发球机的原理及构造都有了一定的了解，乒乓球发球机主要采用了能量守恒的原理来设计制作的。它首先将弹性拨片旋转，当弹性拨片遇到挡块阻挡后发生弯曲变形，产生弹性势能。当弹性拨片由于弯曲变形而滑过挡块后，它将迅速恢复原形状并由弹性拨片的前端击打乒乓球的中后部。将弹性拨片的弹性势能转化为乒乓球的动能，从而使乒乓球产生一定的初速度，达到发射乒乓球的目的。本羽毛球发球机和市场上现有的羽毛球发球机相比，具有以下几个特点：(1) 机械机构简单可靠。本发球机的主要机械结构仅为弹性拨片的旋转，由于其机械结构简单可靠，从而使得本羽毛球发球机发球连续、准确，无卡球现象发生。(2) 成本低廉。本羽毛球发球机90%以上的材料均为中常见的废弃物品回收利用而制成的，所以不仅降低了制造成本，而且达到了保护环境的目的。(3) 适合初学者使用。由于市场上所销售的同类产品均是为水平较高的乒乓球爱好者设计的，其发球形式多种多样，很不是适合初学者使用，而本发球机发出的乒乓球路线单一、落点准确，非常适合初学者为了练习羽毛球基本功而使用。 主要创新点  （1）用击打方式将球击出，不同于常见的旋转摩擦方式；（2）利用弹性拨片遇到挡块而产生的弹性变形来对羽毛球进行弹射；（3）用钢丝做成杠杆式搅球杆，在集球器中连续旋转搅拌球，通过对乒乓球发球机的研究，可以集百家之长，运用到我的设计当中。 §2.2 发球机的工作原理 1）发射管的组成 该羽毛球发球机的发射管主要由蜗杆、蜗轮、齿轮、齿条、拨爪、枪栓、松钩、球拍、发射弹簧、发射座、弹簧底座、齿条导轨等主要部件组成。 2）工作原理 羽毛球发射由三个运动组合实现，机架筒身的转动，发射简的上下摆动，以及弹簧的弹射。由筒射转动和发射筒的上下摆动复合实现面向球场的全方位各角度发射，符合运动员训练的基本要求。 发射管安装在机座上，机座安装于运动小车上，便于在训练场地移动放置，发球过程中，发射管的底座可以在水平面内转动，发射管可在铅垂面内摆动，两个运动的组合，可以满足发射管发球的角度和方位，羽毛球进入发射管后，有定位环限位，压缩弹簧在齿轮条的驱动下被压缩，达到预定行程后，在不完全齿轮的作用下，齿条自动脱离电机齿轮，与压缩弹簧联结在一起的球拍迅速将球击发出去，机器启动后，整个运动循环由单片机自动控制，并能按实际需求编制程序以完成不同的工作动作要求，不需要人力操作。 3） 各主要部件工作效用如下： （1）蜗杆： 传递驱动电机的运动并将回转运动传递于蜗轮。 （2） 蜗轮：由蜗杆带动，使与其安装一起的发射管完成水平方向的运动。 （3） 齿轮：传递驱动电机运动，将回转运动转化为齿条的直线运动。 （4）齿轮驱动电机： 驱动齿轮回转运动。 （5） 压缩弹簧：由压缩状态释放，将羽毛球击发出去。 （6） 齿条座： 固定安装于发射管上，便于齿条安装并通过其上的导轨限制齿条的运动方向。 （7）齿条： 通过直线运动将与其联结的弹簧压缩。 （8）拨爪：因其固定安装于齿条上，故能与齿条一起运动并压缩弹簧。 （9）发射管： 便于羽毛球安放并为其发射提供导向作用。 （10） 定位环： 为羽毛球发射前在发射关内限位。 （11） 球拍： 传递压缩弹簧的运动，拍击羽毛球将其击发出发射管。 4） 该机器的主要创新点 （1） 将弹簧巧妙运用，作为发射动力。 （2） 将一完整齿轮去掉几个齿成不完全齿轮，完成齿轮齿条相对运动过程中的脱钩。 5） 该机器和乒乓球发球机的区别 （1） 发球难度比乒乓球大，这也是目前没有成熟的羽毛球发球机商品问世的原因。乒乓球是尺寸规范的球体，便于分隔和定位，羽毛球虽然也有尺寸规格，由于尾部带有羽毛，造成了分隔和定位的困难。 （2） 发球原理和乒乓球发球机不一样,乒乓球发球机是利用摩擦力将球发出去；本羽毛球发球机是运用机构创新,借用弹簧力推动球拍将球击发出去。 6） 自动进料系统的组成 （1） 它由减速器，槽轮机构，和一个皮带轮组成，其中减速器里是一对大小直齿锥齿轮，布局是交错式，槽轮机构包括一个转臂和一个槽轮。 7） 工作原理 当电动机发动时，由 带动输入轴转动，通过齿轮的啮合，将转矩带给输出轴，由于槽轮机构联接在输出轴上，因此转矩又传递给槽轮机构，槽轮和转臂的转向相反，当转臂做等速连续旋转时从动槽轮时而转动时而静止地做单向步进转动，从而带动皮带轮间歇转动，由于皮带轮是匀速转动，羽毛球相对其是静止的，当羽毛球伴随皮带一起向前转动到达转轮边界时，羽毛球自然会作平抛运动，以一个弧线落入发射管口，从而实现了自动进料。 8） 该系统的不足之处 由于设计水平有限，暂时没能设计出能自动向皮带装载羽毛球的装置，目前在市场上或是在研究学术里还没出现过这样的装置，所以还需人工作用，因此本羽毛球发球机从严格意义上来说也只能算是一个半自动发球机。 第三章 传动系统设计简介 §3.1 发射电机中的齿轮设计 弹射由电机提供动力源，经齿轮、齿条机构转化成直线运动，带动拨爪拉动枪栓使弹簧压缩达到行程后，由斜滑块使拔爪松开，弹簧射羽毛球。 1.选择材料及确定许用应力 齿轮：材料选用45钢，齿面硬度为 。 齿条：材料HT250，齿面硬度为 。 查机械设计简明手册图6-12得： ； ； （表6-23），则 查图6-13得： （表6-23），则 2.按轮齿弯曲强度设计 精度等级： 查表6-22， 取载荷系数 齿宽系数 取齿数： 压力角： 查图6-13得：齿形系数 EMBED Equation.DSMT4 则 因 EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 ，取 设计 模数m≥ 考虑磨损，模数要加大10%， 查表6-16，取模数 齿轮如下图： 第四章 发射系统的结构设计简介 §4.1 发射管的构造 发射管 →定位环→ 球拍 → 发射座 → 发射弹簧 → 弹簧底座 如下图： 球拍：球拍是与羽毛球直接接触，一端要用牛筋绷成网状，另一端固定在发射座上，为了减轻重量，球拍钻中孔，挖外槽。球拍外径需比发射管内径略小，固定端外径取￠63。与球接触端可略小取￠61，与发射座用螺钉连接。 如下图： §4.2 发射座的设计 弹簧弹射时直接弹射发射座，发射座在发射管内要运动稳定，需要有导向面，因此需要一定厚度t= ，为了保持弹簧弹射时正确位置，可把发射座阶梯轴小的一端与弹簧内孔配合，可根据弹簧尺寸确定大径￠64，小径￠38。 如下图： §4.3 发射弹簧的参数计算 弹簧参数根据羽毛球的初速度以及发射座与球拍质量确定。 c=(D-d)/d,初选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= ， ， EMBED Equation.3 ≥ d= D2=D-d=40-5= 压缩功率： 圈数： 圈 两端各并紧一圈，则总圈数 n1=n+2=17圈 极限载荷： = = δ1≥0.1d= 节距： ° 展开长度： b= (1) 根据外径要求，初选C=7 由C= = 得d= 由表16-2查得选用C级碳素弹簧钢丝时， =1570 。 查表16-1知， =0.4 =0.4×1570 。 故可得弹簧丝直径为d≥ 与原假设 相差较大，故应重新设计。 改选C=6，K=1.253，得d=4mm。 查表16-2得 EMBED Equation.DSMT4 , =0.4 =608 。 较核所选直径 计算得出的d与改选后所选的直径基本一致，故确定 , (2) 有效工作圈数 变形量 由图16-6确定，即 = 查表16-1，得G=79000MPa,所以由式（16-11）得 = 取n=6.5圈。考虑到两端各并紧一圈，则弹簧总圈数 =n+2=6.5+2=8.5 (3) 确定变形量 、 、 和实际最小载荷 弹簧的极限载荷为 因为工作圈数由6.11改为6.5，故弹簧的变形量和最小载荷也相应有所变化。按式（16-8），将 和 分别代替F和 得 EMBED Equation.DSMT4 将 和 分别代替F和 得 EMBED Equation.DSMT4 按图16-6可知 EMBED Equation.DSMT4 (4) 求弹簧的节距p、自由高度 、螺旋升角 和簧丝展开长度L 在 的作用下压缩弹簧相邻两圈的间距 ≥0.1d= , 取 = , 则无载荷作用下弹簧的节距为 EMBED Equation.DSMT4 P基本符合在 EMBED Equation.DSMT4 的规定范围。 端面并紧磨平的弹簧自由高为 EMBED Equation.DSMT4 取标准值 = 。 无载荷作用下弹簧的螺旋角为 基本满足 EMBED Equation.DSMT4 的范围。 弹簧丝的展开长度 EMBED Equation.DSMT4 (5) 稳定性计算 采用两端固定支座，b=2.17<5.3,故不会失稳。 如下图： 第五章 自动进料系统设计 §5.1 选电动机型号 1）、本羽毛球发球机机身比较轻，工作环境无特殊要求，一般是供羽毛球运动员练习或是个人娱乐使用，可随时工作，对于自动进料系统而言，需要其具备能向发射关能连续进球的功能，工作载荷比较小，且工作平稳，拟选取电动机功率为 。 2）、V带传动比为 ，直齿锥齿轮减速器传动比为 ，则总传动比合理范围是 =4～12，电动机转速可选范围是 。则一共有如下几种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ： 方案有 电动机型号 额定功率（ ） 同步转速（ ） 满载转速（ ） 1 7.5 3000 2900 2 7.5 1500 1400 3 7.5 1000 970 4 7.5 750 720 综合考虑减轻电动机及传动装置的重量和节约资金，选用第二方案，因此选用电动机型号为 ，其主要性能如下表： 电动机型号 额定功率（ ） 同步转速（ ） 满载转速（ ） 额定转矩 最大转矩 7.5 1500 1440 2.2 2.2 主要外形与安装尺寸： 中心高 外形尺寸 安装尺寸 轴身尺寸 平键尺寸 H L （AC/2+AD） HD A B D E F GD 132 515 345 315 21 178 38 80 10 41 。 §5.2 V带传动设计 1） 确定计算功率 = EMBED Equation.DSMT4 ___工况系数，查机械设计相关内容取 =1.0， =3 。 2） 选V带型号 由机械设计课本可查得V带型号为A型，由表5—32查得小带轮直径为 = ,核算带速 ，符合5 EMBED Equation.DSMT4 V 25 。 求传动比，分配传动比时考虑到齿轮尺寸太大，增加制造困难，通常取圆锥齿轮的传动比 ≈0.25 ，取 =3。 3） 则大带轮直径为 = EMBED Equation.DSMT4 = 根据 的标准值取 = 。 4） 确定中心距 与带长 EMBED Equation.DSMT4 （1）初选中心距 0.7（ + ） EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 2（ + ） 则221 EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 632，初选 =225 （2）初算带长 与确定带长 EMBED Equation.DSMT4 ≈2 + （ + ）+ =2 225+496+27=973，查课本机械设计得 =1000mm。 （3）确定中心距 （4）验算小轮包角 功率增量 长度系数 ，包角系数 （5）V带根数 = 选取V带根数为 根 （6）确定初拉力 保证V带具有一定寿命的单根V带适宜的初拉力是 §5.3齿轮结构设计 1） 选择齿轮材料，确定许用应力 小大齿轮均为直齿锥齿轮，选用45钢，小齿轮调质，由表5—32b查得硬度为229～286HBS，大齿轮正火，硬度169～217HBS，由图5-32b查得 ，由图5—33b查得 。 取 2） 按接触疲劳强度设计 当一对齿轮为钢制时，有 （1）计算小齿轮名义转矩 （2）选取齿宽系数 （3）选取载荷系数 因小齿轮悬臂布置，取 （4）初算小齿轮大端分度圆直径 （5）确定齿轮齿数与模数 选取 ，则 大端模数 ，查表取 （6）计算主要几何尺寸 锥距 齿宽 分度圆锥角 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿高 顶隙 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿顶角 齿根角 顶锥角 根锥角 大、小齿轮外形轮廓图如下： a大直齿锥齿轮 b小直齿锥齿轮 3） 校核齿根弯曲疲劳强度 （1）确定 的最大值 由课本《机械设计》查得 ， 因为 ，所以校核小齿轮即可。 （2）校核小齿轮的齿根弯曲疲劳强度 故齿根弯曲疲劳强度足够。 §5.4 设计高速轴 1） 该轴无特殊要求，选用调质处理的45钢， ，其外形尺寸如下： 2） 初步估算轴径 按扭转强度估算输入端联轴器处的最小轴径，按45钢，取 ，输出轴功率 。 齿数比为 输入轴转速为 由 ，即为安装大带轮的直径，该轴上有键槽应加大5%，并圆整，取 ， 为轴肩高度，取 = 。 则 取 取 3） 轴的各段长度设计 在本羽毛球发球机的自动进料系统中，轴承选用深沟求轴承承受径向载荷，也能同时承受双向轴向载荷，其极限转速高，结构简单，价格便宜，应用最广泛。我在这个设计中拟采取深沟球轴承6007[0000型]，轴承宽度B= ，D=62，d=35， , ,因此选轴的第二段长度为 ，其他各部分长度分别为 、 ，已知齿宽为 ，则轴的第四段长度为 。 4） 轴的结构工艺性 主要考察轴的强度验算 先做出轴的受力计算简图，取集中载荷作用于齿轮及轴承中点。 图（一）： 1） 齿轮上作用力的大小 转矩 圆周力 径向力 轴向力 法向力 且 ， ， 2） 求轴承支反力 水平面上支反力见图（二）， 垂直面上支反力见图（三）， 3） 画弯矩图，见图（二）、图（三）、图（四） 截面处弯矩为 水平面上弯矩： 垂直面上弯矩： 合成弯矩： 4） 画转矩图，见图（五） 5） 画计算转矩图，见图（六） 单向回转，视转矩为脉动循环 ，截面B处当量弯矩为 图（二）：水平面受力与弯矩图 图（三）：垂直面受力与弯矩图 图（四）：合成弯矩图 图（五）：转矩图 6） 按弯扭合成应力校核轴的强度 截面B处最危险， ，查机械设计相关资料得 。 故其强度足够。 §5.5设计低速轴 1） 该轴的功能主要是带动凸轮旋转，也无特殊要求，选用调质处理的45钢，取最小轴径 ， 为轴肩高度，取 ，则 ，取 根据轴在减速器里的实际安装位置，必要时可增大轴径，不影响其工作性能，所以取 ，则相应地取 ， 。其外形尺寸如下： 2） 轴的各段长度设计 在该轴上选用深沟球轴承6008，轴承宽度 ， ， ， ，根据实际情况及所选用的轴承型号，低速轴的各段长度如下： ， ， ， ， ， 。 3） 轴的结构工艺性 低速轴的强度验算见高速轴的验算方法，在此不再赘述。 §5.6设计槽轮机构 羽毛球发球机需要具有能自动进球并能自动发射的装置，在本羽毛球发球机中有同学已设计了发射管，故还需要有一个自动进料机构，我的主要任务是设计自动机构，要能保证能间歇式地进球，通过以前对机械原理与机械设计相关知识的学习，我了解到可采取槽轮机构。 槽轮机构又称马尔他机构，它是分度、转位等步进传动中应用最普遍的一种机构，在日常生活中我最熟悉的是外啮合槽轮机构，其外形如下图，它由带有圆销A的转臂1、具有均布径向开口槽的槽轮2和机架所组成。槽轮2和转臂1的方向相反，当主动转臂1作等速连续转动时，从动槽轮2时而转动时而静止地作单向步进转动。 在转臂上通常有一带有缺口的圆盘，该盘起固定作用。转臂1上的圆销A未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧 被杆1的外凸圆弧 锁住，故槽轮静止不动。在上图所示位置，转臂1上的圆销A开始进入槽轮的径向槽，这是内凹锁止弧 松开，转臂通过圆销A驱使槽轮2反向转动。当转臂1上的圆销A开始脱出槽轮的径向槽时，槽轮上的另一内凹锁止弧又被转臂1上的外凸圆弧锁住，使槽轮2又静止不动，直到下一个运动循环开始为止。 槽轮机构结构简单，制造容易，工作可靠，机械效率高，在进入和退出啮合时槽轮的运动要比棘轮的运动教为平稳，但槽轮的转交大小不能调节，槽轮机构在转动过程中，其角速度和角加速度有较大变化，所以在转臂圆销和轮槽之间存在较大冲击。 在本羽毛球发球机中，我假定的是当转臂等速回转一周时，槽轮机构完成一个运动循环。槽轮机构各参数如下： 1）、槽数 的选取 一般地 =3时，工作过程中槽轮的角速度变化很大， 时， 值对 的影响不大，因此槽数 常取为 ，在这次设计中，我拟取 ，设计起来会比较简单。 2）、槽轮运动角 3）、转臂运动角 4）、转臂圆销数 5）、槽底高 6）、槽顶高 7）、槽顶侧壁厚 8）、外凸锁止弧张开角 9）、圆销的回转半径 10）、槽轮每循环运动时间 11）、运动系数 12)、 槽轮每循环停歇时间（多销） 第六章 自动进料系统的高速轴的可靠性分析 轴的结构简图如上，此轴为输入轴，承担着传递来自电动机的转矩，并带动齿轮机构转动，可知此轴外加的弯矩和扭矩比较大，由此可知其可能为危险轴，而在小齿轮位于轴的中部，轴的中部截面就最可能出现断裂，为危险截面。 在已知轴的危险截面上，同时作用有弯矩M和转矩T，弯矩 ，转矩 ，轴材料的抗拉强度 。设轴径d=N ,其制造公差为 0.005 ，要求轴的可靠度为R=0.9999，由此可计算出轴的直径。 （1）根据给定参数的均值和标准差，根据 法则，计算数据如下： 轴径的标准差 弯矩的均值和标准差 故有 转矩的均值和标准差 故有 （2）计算弯曲应力，扭转应力和合成应力 a. 弯曲应力 即 W为抗弯截面系数，W= 其均值和标准差可表示为 将弯矩和抗弯截面系数的特性参数代入弯曲应力表达式，可得到弯曲应力的均值和标准差为： b. 扭转切应力 为抗扭截面系数，且 =2W 故有 将转矩和抗扭截面系数的特征参数代入扭转切应力表达式，可得到扭转切应力的均值和标准差为： c. 合成应力的计算 根据第三强度理论，合成应力为 计算 ： = 代入数据得 ： 计算3 ： 代入数据得： 计算合成应力的平方： 代入数据得： 经正态分布的开方运算，可得合成应力的特征参数： 为了保证可靠度达到R=0.9999，查表得 =3.719 代入联接方程 即 展开得： 解得 mm 轴径的标准差为： 轴径的公差为 故轴的直径为 , 可以保证轴的可靠度达到0.9999。 参 考 文 献 [1]·彭文生等主编·机械设计 第二版·武汉·华中理工大学出版社·2000 [2]·彭文生等主编·机械设计 长沙·湖南科学技术出版社·1993 [3]·孙桓、傅则绍主编·机械原理 第四版·北京·高等教育出版社·1989 [4]·黄纯颖·机械创新设计·北京·高等教育出版社·2000 [5]·刘光复·绿色设计与绿色制造[M] ·北京·机械工业出版社·2001 [6]·杨叔子·机械加工工艺师手册[M] ·北京·机械工业出版社·2001 [7]·吴圣庄·金属切削机床·北京·机械工业出版社·1992 [8]·徐灏·机械设计手册·北京·机械工业出版社·1998 [9]·徐灏·新编机械设计师手册·北京·机械工业出版社·1995 [10]·王文博·机构和零部件优化设计·北京·机械工业出版社·1990 [11]· 李华·机械制造技术·北京·机械工业出版社·1997 [12]·孟宪源·现代机构手册·北京·机械工业出版社·1994 [13]·郑文纬、吴克坚·机械原理·北京·高等教育出版社·1996 [14]·辛一行·现代机械设备设计手册·北京·机械工业出版社·1996 [15]·邹慧君·机械运动方案设计手册·上海·上海交通大学出版社·1994 [16]· 机械设计手册编委会·机械设计手册（新版）·.北京·机械工业出版社·2004 [17]· 孟繁华、李天贵·气动技术在气动化中的应用·北京·国防工业出版社·1989 [18]· 机械工程手册编委会·机械工程手册·北京·机械工业出版社·1982 [19]· 李继庆、陈作模主编·机械设计基础·北京·高等教育出版社·1999 [20]· 张根保主编·自动化制造系统·北京·机械工业出版社·1999 [21]·于骏一主编·典型零件制造工艺·北京·机械工业出版社·1989 [22]·刘朝儒主编·机械制图·高等教育出版社·1999 [23]·徐自立主编·工程材料·华中科技大学出版社·2003 [24]·Goetsch D L.Modern Manufacturing Process· New York· Delmar Publishers·. 1991 结 束 语 经过对本专业的学习，我已经牢固地掌握了机构学、运动学和动力学、机电传动控制、机电一体化和单片机原理的知识，同时，经过科学的市场调研，已取得了详细的设计资料。通过指导老师的精心指导，以及同组同学之间的相互合作，我终于圆满的完成了本次设计任务，我本次的课题是羽毛球发球机总体和自动进料系统的设计，虽然我们以前做过很多类似的课程设计，但感觉这次的任务要求最严格，我想指导老师让我们做这个课题，主要目的并不在于我们在设计这个方面能取得多大成就，而是通过这种挑战，从而让我们懂得学习的方法，懂得如何获取知识，懂得如何面对陌生的新生事物。在就要进入的工作岗位的时候，这种精神比什么都重要。对老师的深思熟虑及良苦用心，我深表钦佩。所以这次毕业设计，也作为我大学最后的一次作业，我尽自己的努力认真的完成了。对于本课题，我在很大的程度上是通过上网、图书馆、向能者请教等方面收集资料，并全部自己整理、编辑、打印，整个过程收获颇丰。 由于没有相关的发球机资料，我查询了很多书籍和文献资料，目前，在发球机的领域内，发展较为完善的是乒乓球发球机，于是我对市场上出现的几种乒乓球发球机的原理及构造都了解了一下，借鉴别人的长处， 运用到我自己的设计当中，感觉拓宽了视野。 在本次的设计过程中，我和同组同学相互协作，相互补充，共同克服设计当中碰到的一个又一个困难，让我们理解到团队合作精神在设计中的重要性，还有独立创新精神在研究设计时的重要性，也为我们以后走向工作岗位打下了坚实的基础。 � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� _1234567890.dwg _1234567891.dwg _1234567892.unknown _1234567893.unknown _1234567894.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567897.unknown _1234567898.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567901.unknown _1234567902.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567905.unknown _1234567906.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567909.unknown _1234567910.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567913.unknown _1234567914.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567917.unknown _1234567918.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567921.dwg _1234567922.dwg _1234567923.dwg _1234567924.unknown _1234567925.dwg _1234567926.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567929.unknown _1234567930.unknown _1234567931.unknown _1234567932.unknown _1234567933.unknown _1234567934.unknown _1234567935.unknown _1234567936.unknown _1234567937.unknown _1234567938.unknown _1234567939.unknown _1234567940.unknown _1234567941.unknown _1234567942.unknown _1234567943.unknown _1234567944.unknown _1234567945.unknown _1234567946.unknown _1234567947.unknown _1234567948.unknown _1234567949.unknown _1234567950.unknown _1234567951.unknown _1234567952.unknown _1234567953.unknown _1234567954.unknown _1234567955.unknown _1234567956.unknown _1234567957.unknown _1234567958.unknown _1234567959.unknown _1234567960.unknown _1234567961.unknown _1234567962.unknown _1234567963.unknown _1234567964.unknown _1234567965.unknown _1234567966.unknown _1234567967.unknown _1234567968.unknown _1234567969.unknown _1234567970.unknown _1234567971.unknown _1234567972.unknown _1234567973.unknown _1234567974.unknown _1234567975.unknown _1234567976.unknown _1234567977.unknown _1234567978.unknown _1234567979.unknown _1234567980.unknown 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