乒乓球发球装置——乒乓球发球机课程设计

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1、机械原理课程设计说明书课题名称：乒乓球发球装置学院：车辆与能源学院专业：车辆工程卓越划班级：13-1班小组成员：杨尚威李慧普杨柏尧指导老师：陈革新课题工作时间：2015.6.15至2015.6.2040目录第一章综述41.1设计题目：41.2背景意义：41.3题目要求：4第二章：机械系统方案的设计与运用52.1.方案一52.2方案二62.3方案三72.4所选方案与实际运用8第三章：尺寸参数的确定103.1实际运动的分析103.2方案尺寸的设定11第四章运动分析124.1图解法分析124.1.1速度分析124.1.2加速度分析134.1.3受力分析:154.2解析

2、法分析174.2.1解析法总体思路174.2.2建立数学模型并分析17第五章三维实体建模和仿真275.1仿真原理275.2制作过程275.3仿真结果分析28第六章心得体会31附录3240前言机械原理课程设计是使学生巩固和加深对机械原理课程基本原理和知识理解的重要环节，是培养学生创新能力、动手能力、合作能力的重要手段。其目的是：1）加深学生对机械原理知识的理解与运用，将理论知识与现实问题相结合从而解决实际问题。2）方案设计过程中，锻炼学生分析问题解决问题的能力以及考查学生对于理论知识的综合利用。培养学生的创新能力。3）提高学生对Inventor、MATLAB、等软

3、件的灵活应用能力。4）使学生了解机械运动中速度，加速度以及力的传递与变换过程。要达到课程设计的目的，必须配以课程设计的任务：按照选定机械的功能要求，进行机构的选型与组合。设计该系统的几种方案，对各运动方案进行对比和选择。对选择的方案的机构进行运动分析与参数设计。通过计算机软件，将运动循环图在计算机上显示出来。机械原理课程设计的主要方法：采用解析法建立特征数学模型，利用电脑软件进行运动仿真求出各铰接点和杆件的运动特征曲线。利用图解法对装置进行速度、加速度以及力的分析。关键字：平面连杆机构，Inventor，MATLAB,三维建模，运动仿真第一章综述401.1设计题

4、目：乒乓球发球机按乒乓球技术训练的不同要求，将球不断的发射出来，比人发出的球速度更快，力量大，且旋转更强。1.2背景意义：中国是乒乓球大国，在中国有着广泛的乒乓球爱好者，为了提高爱好者的乒乓球水平需要设计一种发球机器，可以根据训练者的要求发出不同转速和球速的球，而且发球稳定，从而达到训练的目的。1.3题目要求：1）主动件的转速为30~40转/分钟，主动件的转速可以通过变速齿轮实现，设计中不考虑设计变速装置。2)击球时球拍的水平运动实现球向前运动，竖直方向运动实现球的旋转。3)主动件的转速低，必须通过装置使球拍的速度够快4)必须实现送一个球、击一次球。40第二章：

5、机械系统方案的设计与运用2.1.方案一自由度计算：F=3N-2Pl-Ph=3*8-2*11-1=1该机构的发球装置是一个七杆机构。该方案通过一个曲柄摇杆机构实现L1的左右摆动，从而实现击球板的往返运动实现击球动作。通过改变L1与L2的比值从而改变击球速度。发球装置通过一个摇杆实现乒乓球的下落。优点：1）可以通过控制滑块A的位置，在不改变L1+L2的情况下，改变比值从而改变击球拍的速度2）结构较为简洁，易实现。缺点：1）送球装置无法确保一次送一个球。402）无法实现球的旋转。2.2方案二摩擦块自由度计算：F=3N-2Pl-2Ph=3*5-2*7=1该机构的发球装置

6、通过连杆拉动套筒，套筒带动击球装置回拉压缩弹簧。黑色三角块压缩白色三角块释放击球装置，实现击球。连杆推动套筒重新套上击球装置，进行下一个击球动作。通过改变击球弹簧的强弱实现击球速度的改变，摩擦块的位置改变球的转速。送球装置是一个曲柄滑块机构，通过滑块往返运动实现送球。优点：1）采用筒装置，可以更好的控制球的轨迹。2）采用弹簧，可以实现更大的击球力。3）摩擦块可以实现球的旋转，送球装置简洁。缺点：40击球装置太过复杂，需要考虑多方面摩擦、压力，对弹簧弹力要求精度高，不易实现。2.3方案三自由度计算：F=3N-2Pl-Ph=3*5-2*7=1该方案的发球装置是一个曲

7、柄摇杆机构，运用急回工作，通过改变击球的力的方向与速度方向不在一直线上实现球的旋转。送球装置是一个曲柄滑块机构通过滑块的往返运动带动送球装置的往返转动，实现送球。优点：1）采用了急回运动，使击球时运动速度快，非击球状态时运动速度慢，同时急回动可以使球拍的速度更快。2）可以实现乒乓球的旋转。3)送球装置可以实现一次送一个球。40缺点：送球装置复杂，设计要求精度高。2.4所选方案与实际运用综合上述方案的优缺点我们最后采用了此种方案。自由度计算：F=3N-2Pl-Ph=3*7-2*10=1该方案为一个八杆机构，发球机构为曲柄摇杆机构，可实现球的旋转。送球装置通过一个四

8、杆机构将主动件的转动传递