乒乓球發(fā)球機的設(shè)計,指導(dǎo)教師：宜亞麗 團隊成員： 溫晶晶 張津瑋 杜曉東 張仁奎,組員分工,溫晶晶：圖解法分析機構(gòu)的運動 張津瑋：解析法分析機構(gòu)的運動 張仁奎：三維建模及運動仿真 杜曉東：說明書的整理及書寫,乒乓球是我國的國球， 從乒乓球外交的大球小球， 到多次包攬整個賽事的所 有冠軍，乒乓球越來越受 到國人的喜愛。 雖然愛好乒乓球運動的人越來越多，但往往由于缺少陪練人員或者陪練的發(fā)球力度、角度、遠(yuǎn)近距離及球的旋轉(zhuǎn)等技術(shù)發(fā)揮 不穩(wěn)定而導(dǎo)致訓(xùn)練效果欠佳，所以為解決這些問題而設(shè)計一機器幫助他們。,設(shè)計背景,機構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù),乒乓球直徑d=40mm 發(fā)球時的速度v=1030ms 乒乓球發(fā)球機發(fā)球頻率f=3050個分鐘 乒乓球發(fā)球機發(fā)出的球需帶旋度 乒乓球在距乒乓球臺300mm的高度釋放,設(shè)計方案與原理,方案A：方案A所示的 送球機構(gòu)是如圖所示 的偏心輪機構(gòu)。當(dāng)偏 心輪以的角速度逆 時針轉(zhuǎn)動時，滑塊2 隨1轉(zhuǎn)動因而帶動3 進行左右間歇移動， 從而實現(xiàn)間歇將球4送 至發(fā)球機構(gòu)。,設(shè)計方案與原理,方案B是采用帶有凹槽 的轉(zhuǎn)輪。球靠自身重 力落入凹槽內(nèi)，通過 輪的逆時針轉(zhuǎn)動將球 送入送球道內(nèi)。球在 球道內(nèi)排成一排，后 面的球?qū)⑶懊娴那蝽?到發(fā)球裝置，,乒乓球發(fā)球機結(jié)構(gòu)簡圖,利用曲柄七桿機構(gòu)實現(xiàn) 間歇送球。由于該機構(gòu) 有兩個自由度，我們用 齒輪副將其封閉為一個 自由度,傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計與計算,1、自由度的計算 F=3n-2Pl-Ph=3*6-2*8-1=1 2、齒輪機構(gòu)的數(shù)據(jù)設(shè)計 已知條件：發(fā)球頻率為40個每分鐘 齒輪參數(shù)：齒輪1與齒輪2相嚙合。要求齒數(shù)， 分度圓半徑相同 考慮到發(fā)球口軸線與推桿軸線重合 設(shè)計底座厚20，齒輪厚10 定齒輪分度圓直徑d=150 采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝嚙合,模數(shù)m=7.5 齒數(shù)=20 壓力角=20 齒頂高系數(shù)ha*=1 頂隙系數(shù)c*=0.25 由發(fā)球頻率f=40個/分計算得齒輪角速度 =（2*40）/60=4.2 rad/s 3、送球裝置的數(shù)據(jù)設(shè)計 已知條件：乒乓球直徑D=40mm 初始數(shù)據(jù)：定滑塊的工作行程為160mm，滑塊 的長 度為50mm，寬高度為42mm，初始位置 鉸鏈C距齒輪豎直軸線40mm。 數(shù)據(jù)計算：由工作行程160mm可得桿5尺寸,傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計與計算,l5=185mm，滑塊通道長度為210mm，由乒乓球直徑 40mm得落球口距通道最右端10mm，再由幾何關(guān)系 計算可得各桿尺寸如下 l1=l2=64mm，l3=l4=149mm 4、發(fā)球裝置的設(shè)計 已知條件：乒乓球直徑D=40mm，乒乓球發(fā)出的速度 V=20m/s 設(shè)計過程：,發(fā)球機內(nèi)有兩個摩擦輪，可將球以所需的速度發(fā)出發(fā)出 （當(dāng)兩個摩擦輪速度相同時） （當(dāng)兩輪速度不同時） 設(shè)計機頭100 寬60 摩擦輪直徑25 厚度 20,三維圖像,傳動系統(tǒng)演示,程序代碼,x=0:pi/50:2*pi; a=0.064; e=0.050; b=0.149; c=4.2; f1=sin(x); d=a/b; f2=a*(cos(x)+1/d-d/4+d/4*cos(2*x); f3=(-a)*c*(f1+d/2*sin(2*x); f4=(-a)*c*c*(cos(x)+d*cos(2*x); plot(x,f2); plot(x,f2);title(滑塊位置Xc); plot(x,f3); plot(x,f3);title(滑塊速度Vc); plot(x,f4); plot(x,f4);title(滑塊加速度a);,謝謝！,