機(jī)械原理課程設(shè)計網(wǎng)球自動撿球機(jī)

1、10360機(jī)械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目網(wǎng)球撿球機(jī)系別：機(jī)械與電子工程系專業(yè)（班級）:機(jī)械設(shè)計制造及自動化（二班）作者（學(xué)號）：李祥指導(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1設(shè)計題目32設(shè)計要求33相關(guān)產(chǎn)品專利與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀44 網(wǎng)球撿球機(jī)的工藝動作及功能分解5 運(yùn)動方案及選擇66優(yōu)缺點(diǎn)的比較及最終方案 76 傳動方案設(shè)計8七機(jī)構(gòu)組合、參數(shù)及運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計1 機(jī)構(gòu)選用82 機(jī)構(gòu)組合93 運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計94 設(shè)計計算95 運(yùn)動循環(huán)圖13八 設(shè)計圖紙13久 心得體會131 設(shè)計題目網(wǎng)球是一項優(yōu)美而激烈的運(yùn)送， 盛行于全世界，內(nèi)稱為世界第二大球類運(yùn)動。但是網(wǎng)球愛好者， 特別是運(yùn)動員

2、在進(jìn)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(jī)器可廣泛用于各種類型的網(wǎng)球練習(xí)場地，為人們進(jìn)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(jī)。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(jī)相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(jī)比較笨拙。既浪費(fèi)空間，又影響訓(xùn)練人員打球， 因為在它撿球的過程中運(yùn)動員不方便打 球。還需要人工操作

3、，相對于智能化撿球機(jī)浪費(fèi)了不必要的時間與體力。如若配置專門的撿球人員則浪費(fèi)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(yùn)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(shí)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(jī)的不足之處，構(gòu)思一種撿球機(jī)，使其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(diǎn)等。該網(wǎng)球撿球機(jī)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(jī)械手的電動網(wǎng)球撿球機(jī)電動網(wǎng)球撿

4、球?qū)＠滞剖綋烨驒C(jī)撿網(wǎng)球?qū)＠环N網(wǎng)球撿球及撿網(wǎng)球?qū)＠媚Σ亮μ嵘W(wǎng)球的撿球機(jī)撿網(wǎng)球?qū)＠共ò⑺咕W(wǎng)球撿球機(jī)撿網(wǎng)球產(chǎn)口品4800網(wǎng)球撿球機(jī)撿網(wǎng)球產(chǎn)口品46004網(wǎng)球撿球機(jī)的工藝動作及功能分解網(wǎng)球撿球機(jī)的工藝動作可分解為：（1）收到球如圖（a）；（2）帶球向上運(yùn)動如圖（b）；（3）使球進(jìn)入球籃如圖（c）.圖（a）'f圖（b）圖(c)網(wǎng)球撿球機(jī)的功能可分解為：(1) 撿球系統(tǒng)；(2) 行走系統(tǒng)。5運(yùn)動方案及選擇撿球系統(tǒng)設(shè)計5.1.1 方案一此方案是靠摩擦力來實(shí)現(xiàn)撿球收球，撿球步驟為：(1)接觸到球,如圖5.1.1(a)所示。 將球斜向抬升,再水平運(yùn)送到球籃,如圖5.1.1(b)所示圖（a）撿

5、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(jìn)入球籃，撿球步驟如圖5.1.2 (a)、(b)所示。5.方案三此方案靠橡皮筋的彈性來撿球，再靠重力使球進(jìn)入球籃。撿球機(jī)構(gòu)的示意圖為圖5.1.3 （a），撿球過程如圖（b）、（c）所示圖5.1.3 （ a）撿球機(jī)構(gòu)視圖圖5.1.3 （ b）收球圖5.1.3 (c)撿球傳動系統(tǒng)設(shè)計傳動系統(tǒng)的設(shè)計如圖所示圖齒輪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(shí)現(xiàn)傳動, 可通過手桿將齒輪1、齒輪2分開實(shí)現(xiàn)制動。優(yōu)缺點(diǎn)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 表萬案是否傷球是否易卡球扌口升高度萬案一否可能高萬案二否否較高萬案

6、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：（3）方案一、三尋妖經(jīng)常維護(hù)，方案二則相對較少。7機(jī)構(gòu)組合、參數(shù)及運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計機(jī)構(gòu)選用優(yōu)選定的方案機(jī)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(diǎn)：（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(hù)作用。（4）造價低廉、不需要潤滑以及緩沖、吸震、易維護(hù)等特點(diǎn)。電機(jī)與輸出端之間選用齒

7、輪連接。齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)：（1）能保證瞬時傳動比恒定平穩(wěn)性較高傳遞運(yùn)動準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)較大的傳動比。(4) 傳動效率高使用壽命長。機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)組合如下圖所示參數(shù)及運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計(1)行走速度設(shè)計網(wǎng)球標(biāo)準(zhǔn)場地如圖所示，其尺寸 36.58m*18.29m,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(jī)行走速度為：2.23m/sA 36.58m 18.29m v= =T 5 60s 1m圖（2）自動行走路線設(shè)計根據(jù)網(wǎng)球的實(shí)際布局分析，多數(shù)球會沿四周分布，且考慮撿球機(jī)行走速度，所以，設(shè)計

8、的自動行走路線之一如圖所示，即先沿四周走一圈，如圖（a）所示,然后按z字形路線走完其余場地，如圖（b）所示。363 80、(a)3680CJ(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=dn=(68.510 3m)100=0.323m3式中，V撿球機(jī)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3v=abh=0277m 0.477m 0.3m=0.0396m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

9、) 其他參數(shù)設(shè)計下圖為傳動機(jī)構(gòu)簡圖。圖電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1550r/min，輪5半徑為0.1m.假定車速為2m/s,則v 20 w 車20rad/s而 w3 w4 W車 020rad/s , w1=1550r/min 162rad / s._ z3 _ 162所以 il3= w3 = z1 = 20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0.08m,模數(shù)為1,齒數(shù)為160。輪4半徑為0.025m,。(6) 運(yùn)動循環(huán)圖8最終設(shè)計圖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(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我 的任務(wù)的時候，我仿佛經(jīng)過一次

10、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(shí)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(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實(shí)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(shí)的基礎(chǔ)。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(shí)現(xiàn)什么運(yùn)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(fèi)增加了機(jī)器的成本，也是對設(shè)計的不負(fù)責(zé)任。這次課程設(shè)計使我在工作作 風(fēng)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