机械原理课程设计说明书.docx

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：乒乓球发球机 班级： 机自七班 学生姓名：温晶晶 张津玮 张仁奎 杜晓东 指导教师；宜亚丽2015年 7月 7日1、设计方案与选择.12、传动机构的尺寸设计与计算.43、选定机构的运动分析.64、误差分析.125、心得体会.126、参考文献.13七、附录.13原始数据及设计要求 乒乓球直径d=40mm 发球时的速度v=1030ms 乒乓球发球机发球频率f=3050个分钟 乒乓球发球机发出的球需带旋度 乒乓球在距乒乓球台300mm的高度释放项目组成员及分工 小组成员：温晶晶 张津玮 张仁奎 杜晓东小组分工温晶晶：图解法分析机构的运动张津玮：

2、解析法分析机构的运动张仁奎：三维建模及运动仿真杜晓东：说明书的整理及书写1、 设计方案与选择1.功能分析与工作原理 乒乓球发球机基本分为储球斗、送球装置和发球置。乒乓球从储球斗进入到送球装置，送球装置可间歇地将球传送到发球装置，发球装置将球发出。2.设计方案与原理送球装置的设计方案A：方案A所示的送球机构是如图所示的偏心轮机构。当偏心轮以的角速度逆时针转动时，滑块2随1转动因而带动3进行左右间歇移动，从而实现间歇将球4送至发球机构。方案B：方案B是采用带有凹槽的转轮。球靠自身重力落入凹槽内，通过轮的逆时针转动将球送入送球道内。球在球道内排成一排，后面的球将前面的球顶到发球装置，将球发出。发球装

3、置的设计 如图所示是的发球机构。两个轴与两个直流电动机相连，从而实现轴上的两个轮以不同的角速度转动。球从送球管道到达发球口时，通过摩擦作用发出。当两轮角速度相等时，发出不旋转的球；当两轮角速度不同时，发出旋转球。3.方案评价与选择方案A优点：可以实现间歇性送球运动缺点：转速不高改变偏心轮转速而改变活塞快慢时效果 不明显，动平衡性差机器运转中有振动。方案B优点：通过叶形轮的转动,将球推入送球管,转动的间歇 就是送球的间歇,将球依次送入送球管，送球管可 以作为机架,节省了材料和空间。缺点：球量不足时不能实现发球。4.总体方案 我们选择的方案综合各方案优缺点，利用曲柄七杆机构实现间歇送球。由于该机构

4、有两个自由度，我们用齿轮副将其封闭为一个自由度。机构简图如下图所示。二、传动机构的尺寸设计与计算1、自由度的计算 F=3n-2Pl-Ph=3*6-2*8-1=12、齿轮机构的数据设计 已知条件：发球频率为40个每分钟 齿轮参数：齿轮1与齿轮2相啮合。要求齿数，分 度圆半径相同 考虑到发球口轴线与推杆轴线重合设计底座厚20，齿轮厚10定齿轮分度圆直径d=150采用标准齿轮标准安装啮合模数m=10 齿数=15 压力角=20齿顶高系数ha*=1 顶隙系数c*=0.25由发球频率f=40个/分计算得齿轮角速度 =（2*40）/60=4.2 rad/s3、送球装置的数据设计 已知条件：乒乓球直径D=40

5、mm 初始数据：定滑块的工作行程为160mm，滑块的长 度为50mm，宽高度为42mm，初始位置 铰链C距齿轮竖直轴线40mm。 数据计算：由工作行程160mm可得杆5尺寸 l5=185mm，滑块通道长度为210mm，由乒乓球直径 40mm得落球口距通道最右端10mm，再由几何关系 计算可得各杆尺寸如下 l1=l2=64mm，l3=l4=149mm4、发球装置的设计 已知条件：乒乓球直径D=40mm，乒乓球发出的速度 V=20m/s 设计过程：发球机内有两个摩擦轮，可将球以所需的速度发出发出（当两个摩擦轮速度相同时）（当两轮速度不同时）设计机头100 宽60 摩擦轮直径25 厚度 203、选定机构的运动分析 1、送球装置的运动分析(图解法）因机构的对称性，机构可以简化成偏置曲柄滑块机构进行运动分析，机构示意图如下，定杆1与水平方向呈60夹角。 速度分析 VC = VB + VCB 方向 C-D AB BC大小 ? 0.27m/s ?加速度分析 ac = anB + anCB + aCB 方向 C-D B-A C-B BC大小 ？ 1.1m/s2 0.56m/s2 ? 建立速度与加速度影像图如A1图纸所示，根据尺寸计