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乒乓球 拣拾器 设计 运动 仿真 通过 答辩 全套 cad 图纸

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s ve it it is It of is In “is is is to Its to An is a in to is to in A of is its a s is by B. of of R&D is of or of R&D is a of is of T to a be so be as In to a be to is of to it to of to in at is a of it of of is of is to to to in do a to to s a of of of to a of if be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is is in of as be is a be to to if to be to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on 英文文献 翻译 学 生 姓 名： 学 院： 专业及班级 ： 学 号： 指导教师： 2011年 4月 25 日 机械工程英语 第 1课现代制造工程 也许你从来没有想过这个问题之前，但它是你周围的一切。它影响着你生活的一部分。是什么呢？在这种情况下， “它 ”是制造业。其实 “制造 ”是不是你周围的一切。而是人为制造的产品。现在看看你周围。名称有些事情你看到这些制造。椅子，笔记本电脑，蓝色牛仔裤，书籍，地板砖，黑板，灯泡，铅笔，眼镜，近周围的一切你是制造。 制造业是香港的重要的社会。这对于我们的经济。一个经济体是生产和销售的产品和服务体系。许多人工作在制造业。他们帮助生产的产品。他们用这些钱购买 他们赚的产品。人们购买的产品越多，越产品的生产。这让更多的人来工作。 制造业也是重要的另一种方式的经济。甲片的材料后，更是值得它被改变成一个有用的产品。这就是附加值。价值是增 加了生产过程。 二现代制造 一个制造业的资源需要三个基本类型：物质资源，人力资源，资本资源。 工业的七个关键要素是组织生产步骤：研究，开发，生产模具，生产计划与控制，质量控制，人事管理，制造，营销。 研发新产品，工艺或材料，旧技术的改进计划。 R D 是这么大，工业世界的重要组成部分，需要与不同的人才很多人。 生产工具是工业元素与这些工具有关。在 器和设备需要做出的产品。 生产计划与控制最重要的部分是路由，调度，调度，并规划布局。机械及设备，必须使生产安 排，可以进行顺利，没有浪费时间和精力。 质量控制可以被定义为那些活动，防止缺陷的文章。在尝试这种方式管理，以确保产品将可以接受的买家。 营销是让那些谁使他们对那些谁使用它们，有助于提供各种货物的权利给我们，在正确的方式和数额，时间及价格，产品的过程。 第 2课机械工程设计 机械工程设计是工程的主要部分，它涉 及的概念，设计，开发，改进和应用机器及各种机械设备。对于许多学生，机械工程设计是他们的第一个专业的工程课程之一。专业工程关注的是获得解决实际问题，工程师们能够设计出更好的解决实际问题。在机械工程设计中的大多数问题没有唯一正确的答案。因此，现代机械工程师能够产生显着更好的解决方案，以满足今天的需要。工程师必须使用现有的最佳科学信息的理解以及经验，良好的判断力。当考虑一个完整的机器，工程师都认为，要求和约束是相互关联的各个组成部分。现代工程师已越来越多地安全，生态，更广泛的考虑和整体有关 “生活质量 ”。 好的设 计需要尝试新的想法并愿意采取了一定的风险，因为他们知道如果新的观点并不工作中存在的方法可以恢复。因此，设计者必须要有耐心，因为没有时间和扩大的努力取得成功的保证。创建一个全新的设计，通常需要许多旧的和行之有效的方法，将重点放在一边。这并不容易，因为许多人抱着熟悉的想法，技巧和态度。设计工程师必须不断寻找方法来改进现有产品，必须决定哪些旧的，成熟的概念，应使用什么新的，未经试验的想法应该被纳入。 新的设计通常有 “错误 ”或之前，必须制定新设计出来的优良特性，可享有不可预见的问题。因此，有一个优越的产品的机会， 但只有在较高的风险。应该强调的是，如果设计不保证激进的新方法，这种方法不能申请的改变而而已。 在设计的开始阶段，创意应该允许繁荣没有大量的约束。尽管许多不切实际的想法可能发生时，通常很容易消除在设计的早期阶段，他们之前是由公司生产所需的细节。通过这种方式，创新的思想不是抑制。很多时候，一个以上的设计，开发，到那里他们可以相互比较点。这是完全可能的是，最终设计将接受使用心得在被拒绝的设计，没有太多的整体表现为一个现有的承诺。 另一项重要的一点，应该承认的是，设计工程师必须能够与其他人交流意见，如果他们要纳 入。传达给其他人设计的最后，在设计过程中的重要一步。毫无疑问，许多伟大的设计，发明和创新工程已失去了人类仅仅是因为创始人是无法或不愿解释他们的成就给其他人。演讲是一个销售的工作。这位工程师，当提出一个新的解决方案，行政，管理或监督人，正试图出售或向他们证明这个解决方案是一个更好的。除非这是可以做到成功，获得的时间和精力花在解决方案已经在很大程度上浪费了。 湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）中期检查表 学 部： 理工学部 学生姓名 周铿 学 号 200841914313 年级专业及班级 2008级机械设计制造及其自动化 (3)班 指导教师姓名 全腊珍 指导教师职称 教授 毕业论文（设计）题目 乒乓球捡拾器设计及运动仿真 工作进度 已完成的主要内容 尚需解决的主要问题 1、 收集大量 关于 乒乓球捡拾器设计的参考资料及期刊 文献 ，并对资料进行了仔细整合、梳理 2、 对 收集的资料仔细的阅读和整合，完成了开题报告，并确定了 乒乓球捡拾器 的整 体方案 3、 按照进度计划， 书写了设计说明书的一部分，完成了 乒乓球捡拾器 收球机构、传送机构、封装机构等的设计计算，并完成了对 装配图、零件图 的小部分 绘制 点凌乱，条理不 够 清晰 ，有待于进一步修改、完善，并最终妥善完成设计说明书 对其装配图e 运动及仿真 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 检查（考核）小组意见 检查小组组长签名： 年 月 日 湖南农业大学东方科技学院 毕业论文（设计）任务书 学生姓名 周铿 学 号 200841914313 年级专业及班级 2008 级机械设计制造及其自动化 (3)班 指导教师及职称 全腊珍 教授 学 部 理工学部 20 年 月 日 填 写 说 明 一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写 。 二、此任务书必须针对每一位学生，不能多人共用 。 三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容 。 四、任务书一经下达，不得随意更改 。 五、各栏填写基本要求 。 （一）主要内容和要求 ： 1工程设计类选 题 明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求 。 2实验研究类选 题 明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等 。 3文法经管类论 文 明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等 。 （二）主要参考文献 与外文资料 ： 在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近 1 3 年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献 。 （三）毕业论文（设计）的进度安排 ： 1设计类、实验研究类课 题 实习、调研、收集资料、方案制 定约占 总时间的 20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的 50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的 30%。 2文法经管类论 文 实习、调研、 资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的 60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的 40%。 六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名 栏必须 相应责任人亲笔签名 。 毕业论文（设计）题 目 乒乓球捡拾器设计及仿真 主要内容和要求 （宋体五号，行间距单 倍 行距 ） 工作效率： 10m2/ （ 1）电机、电源选择和分析 （ 2）整体结构设计 （ 3）收球机构 （ 4）传送机构 （ 5）封装机构 （ 6）自动报警装置 （ 7）其他的一些辅助功能研究 （ 1）根据主要内容，设计合理可靠的 收球机构 、 传送机构和封装机构 。 （ 2）根据主要内容，完成 自动报警装置设计和 整机仿真。 （ 3）整机重量较轻，价廉物美。 （ 4）完成 3 张 纸（折合），并要求 制。 （ 5）撰写设计说明书，文字在 字间，条理清楚，计算有据，格式按湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。 （ 6）设计说明书的内容包括：课题的目的、意义、国内外动态；研究的主要内容；总体方案的拟定和主要参数的设计计算；传动 方案的确定及设计计算，主要工作部件的设计；主要零件分析计算和校核；参考文献，鸣谢。 注：此表如不够填写，可另加附页 。 主要参考资料 （具体格式以规范化要求规定为准 ） 1 吴宗泽 .机械设计 M 高等教育出版社 , 2 哈尔滨工业大学理论力学教研室 M. 高等教育出版社 ,3 李鸿 M湖南大学出版社 ,4 胡泓 ,姚伯威 M国防工业出版社 ,1999 5 李华 列单片机实用接口技术 M北京航空航天大学出版社 ,6 吴昌林 ,卢佐潮 础 M高等教育出版社 ,7 睢丙东 M电子工业出版社 ,8 朱东梅 ,胥北澜 M 高等教育出版社 ,9 王先魁 M 机械工业出版社 ,10 刘晋春 ,赵家齐，赵万生 M 机械工业出版社 ,11 A R P H J D A of 1994(5) 12 n 1998 14(6)：963 969 13 F A 1998 22(3)： 129 141 14 秦曾煌 M高等教育出版社 ,1999 15 王卫东 M西安电子科技大学出版社 ,16 李存义 ,孙中岩 M人民邮电出版社 ,17 刘光斌 M人民邮电出版社 ,18 杨旭 ,王兆安 M机械工业出版社 ,19 张阳天 ,韩异凡 路设计 M清华大学出版社 ,20 戴永 M湖南大学出版社 , 工作进度安排（宋体五号，行间距固定值 22 磅 ） 起止日 期 主要工作内 容 题、下达设计任务书 研、查找资料、毕业设计开题 计方案修订 计计算 期考核 图，书写设计说明书 审、修改 辩 要求完成日期： 20 年 月 日 指导教师签名： 接受任务日期： 20 年 月 日； 学生本人签名： 注：签名 栏必须 由相应责任人亲笔签名 。 湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表 学生姓名 周铿 学号 200841914313 年级专业及班级 08 级机制三班 指导教师及职称 全腊珍 教授 开题时间 2011 年 12 月 28 日 毕业论文（设计）题目 乒乓球捡拾器设计及仿真 文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等） 一、选题背景及其意义 乒乓球发球机的出现、利用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等，这一系列的出现都使乒乓球运动员能够得到更好的锻炼，取得更好的成绩。 但目前为止，国内外市场上还没有乒乓球拣球机器的出现。 专业乒乓球拣球机可以应用在业 余或专业的乒乓球训练基地或训练学校。使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间，是运动员可以更好的投入到专业的训练当中，从而取得更好的比赛成绩。 二 、 文献综述 （国内外研究现状与发展趋势） 我国乒乓球捡拾器现状 国内 目前生产的乒乓球捡拾器机械按动力划分可以分为机动和人推的两类。按动力又分为电动机、汽油机动力式：按配套动力和作业方式分为手推式、手扶推行式等。乒乓球捡拾器的拾球幅度一般为400 乓球捡拾器采用的是人为动力，结构简单，收球效率低，但是价格相对较低，保养、维修和使用都很方便，一般用于中小型乒乓球场，是国内目前较为流行的乒乓球捡拾器，此外，还有机动的乒乓球捡拾器和机动手动混合型的乒乓球捡拾器。 这两种乒乓球捡拾器在市场上很少，收球效率较高，工人工作量低，但由于成本高、结构复杂、操作稳定性较差所以国内大部分乒乓球场采用的还是人推式的乒乓球捡拾器。 国外 乒乓球捡拾器现状 目前国外大多使用机动的乒乓球乒乓球捡拾器，这些乒乓球捡拾器坚固耐用，工作效率高。如美国生产的全自动乒乓球捡拾器不仅能 高效率的拾球，还利用传感器报警装置来恒定收球的量来停止工作，同时利用合理的封装机构使收到的球能更好的收藏，也有利于更换封装机构，这样使收球效率大大提高，这种乒乓球捡拾器不仅效率高，而且使工人工作量大幅度降低。 德国公司生产的乒乓球捡拾器，为了更好收球，使收球机构更好的接近地面 ，从而使收球的效率大幅度提高。荷兰公司生产的乒乓球捡拾器，收球机构采用的广面积方式，这样单位时间内收球数量剧增。同时它采用的封装机构有利有更快更好地更换储球机构，由于同样储球机构可以生产多个便于更换，所以收球效率得到较高的提高。 发展趋势 目前 市面上的乒乓球捡拾器大多引擎会产生较大的噪音，带来环境污染，在室内乒乓球场，这种引擎的乒乓球捡拾器非常不受欢迎。由于保养维护费用较高；同时动力引擎乒乓球捡拾器主要依靠拾球机构快速旋转把球拾进，因此，对整机的安全性要求较高，操作时也会给工作人员带来强烈的震动，使得操作很不舒服。虽然当前的先进乒乓球捡拾器拾球效率较高，拾球效果较好， 工作量少，适用于各种类型的乒乓球场， 但是价格昂贵， 稳定性较差， 且缺乏报警装置等原因， 对于一般的用户难以接受。 随着我国经济的快速发展， 人们生活水平的提高， 越来越多的 人知道身体健康 的重要性，从而会利用空余时间加强体育锻炼，然而乒乓球作为我国的国球，同时通过乒乓球锻炼能更好的锻炼人们身体的灵活性，越来越多的人会去通过打乒乓球锻炼身体，由此可见，乒乓球捡拾器发展前景一片光明。 所以研究一款操作方便，噪音小， 工作效率高，持久耐用，稳定性较好，环境 污染 少 且造价较低 ，适用范围广 的乒乓球捡拾器势在必行！ 三 、 参考文献 1 吴宗泽 .机械设计 M 高等教育出版社 , 2 哈尔滨工业大学理论力学教研室 M. 高等教育出版社 ,3 李鸿 M湖南大学出版社 ,4 胡泓 ,姚伯威 M国防工业出版社 ,1999 5 李华 列单片机实用接口技术 M北京航空航天大学出版社 ,6 吴昌林 ,卢佐潮 础 M高等教育出版社 ,7 睢丙东 M电子工业出版社 ,8 朱东梅 ,胥北澜 M 高等教育出版社 ,9 王先魁 M 机械工业出版社 ,10 刘晋春 ,赵家齐，赵万生 M 机械工业出版社 ,11 A R P H J D A of 1994(5) 12 n 1998 14(6)： 963 969 13 F A 1998 22(3)： 129 141 14 秦曾煌 M高等教育出版社 ,1999 15 王卫东 M西安电子科技大学出版社 ,16 李存义 ,孙中岩 M人民邮电出版社 ,17 刘光斌 实用抗干扰技术 M人民邮电出版社 ,18 杨旭 ,王兆安 M机械工业出版社 ,19 张阳天 ,韩异凡 路设计 M清华大学出版社 ,20 戴永 M湖南大学出版社 ,21 李增刚 入门与实例 M国防工业出版社， 22 陈伯雄，懂仁扬，张云飞 M化学工业出版社， 23 盛凯 捡拾器运动参数的解析分析 J林大学出版社， 24 s L J. in 007 25 009 研究方案 （ 研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等） 研究目的 ： 解决乒乓球捡拾器噪声大，使用不方便的问题。 本实用新型结构简单，使用方便，一次可捡取大量乒乓球，有效地提高了捡取效率，节约了捡取时间。 设计 内容 ： （一）电机、电源选择和分析 选用电动抽风机，电动机。 （二）收球机构 方案一：如图所示，利用弹齿使球送入传送机构 方案二：利用没用的光碟按恰好可以夹住乒乓球的间距分别排列在转动轴上，当电机传递动力使轴转动时，就可以使光碟夹住乒乓球进行收球 方案三：采用吸气装置进行收球 分析：利用吸气装置进行收球可以达到用时少、工人工作量少，手球效率高的目的 最后选择：方案三 （三）传送机构 该输送通道邻近该吸气装置处设置阻挡乒乓球通过的隔网， （四）封装机构 该隔网的处输送通道扩张形成收 集乒乓球的储球室 （五）自动报警装置：采用传感器自动报警装置 预期成果 ：完成 3张 纸（折合）、一份文字在 其图纸和说明书的电子档。 保障条件 ： 械教研资料室、机械创新期刊、网上提供了大量的相关资料查询； 到问题可以帮忙分析解决。 时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等） 起止时间 主要工 作内容 2011 选题、下达设计任务书： 调研、查找资料、毕业设计开题： 设计方案修改： 设计计算： 中期考核： 绘图，书写设计说明书： 预审、修改： 答辩。 开题论证小组意见 组长签名： 年 月 日 专业委员会意见 专业教研室主任签名： 年 月 日 注：此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写。 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计乒乓球拣拾器设计及仿真THE DESIGN OF TABLE TENNIES PICKERS AND SIMULATION 学生姓名：周 铿学 号：200841914313年级专业及班级：2008级机制（3）班指导老师及职称：全腊珍 教授 学 部：理工学部湖南长沙 提交日期：2012年05月 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生 毕业论文（设计）诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录 摘要1 关键词1 1前言1 2乒乓球拣拾器工作原理2 3主要技术规范及参数 2 4外型框架结构3 5行走机构设计和车轮驱动电机选择3 5.1行走机构设计3 5.2车轮驱动电机选择5 6收球机构设计7 6.1收球滚筒8 6.2滚筒轴的设计计算和校核8 6.2.1计算轴的功率P、转速n和转矩T9 6.2.2初步确定轴的最小直径9 6.2.3轴的结构设计10 6.2.4轴上零件的周向定位10 6.2.5确定轴上圆角和倒角尺寸10 6.2.6求轴上的载荷10 6.3传送轴的轴承选择13 6.3.1滑动轴承的计算13 6.4键的选择和校核13 6.4.1键的校核13 7传送机构设计14 7.1传送支架15 7.2输送轴的设计计算15 7.2.1计算轴的功率P、转速n和转矩T15 7.2.2初步确定轴的最小直径15 7.2.3轴的结构设计15 7.2.4轴上零件的周向定位16 7.2.5确定轴上圆角和倒角尺寸16 7.2.6求轴上的载荷16 7.3轴承选择和计算18 7.4传送滚筒和传送带材料的选择19 8传动系统设计19 8.1主电机的选择19 8.2主电机与收球机构之间的带传动设计19 8.3主电机与传送滚筒之间的带传动设计219 设计总结23 参考文献 23 致谢24附录 2425乒乓球捡拾器设计及运动仿真学 生：周 铿指导老师：全腊珍(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)摘 要：本乒乓球拣拾器前端采用滚筒毛刷配合弧形挡板的结合结构，采用直流电机驱动其转动，将乒乓球收入机器内，然后通过仿传送带式传送机构将乒乓球传送并收入球桶中。填补了目前市场上乒乓球拣拾器既价格低廉又功能强大的空白。关键词：乒乓球；直流电机；带传动 The Design of Table Tennis Pickers and Simulation for MoveStudent:Zhou Keng Tutor:Quan Lazhen(Orient Science &Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: The table tennis picker uses a roller brush with the combination of curved baffle structure in the front,makes the roller brush rotate by direct current motor,and puts table tennisinto the machinery.Then the imitative belt-type conveyor transmit them into the ballcontainer. To fill the current market table tennis picker is both inexpensive and powerful blank.Key words: Table tennis; DC motor;Belt transmission1 前言 乒乓球是我国的国球，无数的乒乓球运动员在国际赛场上争金夺银，为祖国带来了无数的荣誉，这些都是和乒乓球在我国的普及是息息相关的。在全国各地业余乒乓球训练基地和乒乓球学校随处可见，专业的乒乓球训练基地和学校越来越多。随着科学技术的发展，乒乓球的训练也越来越系统化、科学化、合理化。 乒乓球发球机的出现、利用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等，这一系列的出现都使乒乓球运动员能够得到更好的锻炼，取得更好的成绩。但目前为止，国内外市场上还没有乒乓球捡拾器的出现。专业的乒乓球捡拾器可以应用在业余或专业的乒乓球训练基地或训练学校，使用专业乒乓球捡拾器可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员捡球的工作量和工作时间，是运动员可以更好的投入到专业的训练当中，从而取得更好的比赛成绩。本乒乓球捡拾器前段采用滚筒毛刷配合弧形挡板的结合结构，采用直流电机驱动其转动，将乒乓球收入机器内，然后通过仿真传送带式传送机构将乒乓球传送并收入球桶中实现其功能的。本乒乓球捡拾器主要包括：总体结构和行走机构、收球机构、传送机构、传动系统和控制系统等。总体结构和行走机构、收球机构、传送机构属于机械部分，主要是直流电机驱动车轮行走，同时直流电机通过带传动带动带动滚筒和传送带转动。控制部分主要包括直流电机和单片机控制电机的正反转，并有压力控制电路控制球的收满后报警。通过对本乒乓球捡拾器的设计，我们基本上把大学四年的所学全部派上用场，是对我们所学的一次综合测试，特别是机械设计和电子设计方面，例如：机械原理，机械设计，材料力学，电路设计，单片机技术等。以及各种应用软件的使用。如AUTOCAD、PRO/E、PROTEL、CAXA、Microsoft Word等。毕业设计是我们大学四年的最后一次阅兵，对我们四年所学知识的检测和归纳，只有通过设计，才会发现问题、提出问题及解决问题，也是我们从学生时代走上社会大家庭的最后一扇门。2 乒乓球捡拾器工作原理本乒乓球捡拾器前端采用滚筒毛刷配合弧形挡板的结合结构，采用直流电机驱动其转动，将乒乓球收入机器内，然后通过仿传送机构将乒乓球传送并收入球桶中实现其功能的。本乒乓球捡拾器主要包括：外框架结构和行走机构、收球机构、输送机构、控制部分等。本乒乓球捡拾器是一款适用于各地区中、大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器，其主要功能：高效的捡拾乒乓球馆运动员训练后场地中散落的乒乓球。3 主要技术规范及参数乒乓球直径：40mm 重量：2.7克机器体积：600mm600mm600mm手球宽度：600mm工作效率：约为370m/h(注：机器走过的地面乒乓球即被收起，所以本乒乓球捡拾器一单位时间内机器扫过的面积作为工作效率参数)图1 总体外观图Fig.1 Over all exterior picture4 外形框架结构一般乒乓球馆在放置多张球台的情况下，每张所占的面积应为12米、宽6米，用0.75米高的挡板围成，在离地面3.5米以上装电源。如果是单张球台，所占的面积应为长14米、宽7米，用0.75米高的挡板围成，在离地面5米以上装电源。根据目前国内大部分乒乓球馆的规模和大小，本乒乓球捡拾器的框架尺寸设计为600mm600mm572.5mm,其外形图如图2。外形框架材料采用25mm25mm的方钢管，其壁厚为4mm，工艺采用焊接连接，部分支架杆表面在转配时需要打磨表面和钻孔安装。5 行走机构设计和车轮驱动电机选择5.1 行走机构设计行走机构是由两直流电机带动车轮转动，两个电极同时正向或反向转动时，本机器就前进或后退。当两个电机一个正向一个反向转动时，机器进行左转和右转。车轮由两个直轮和两个万向轮组成，其安装位置如图3。为了能够使本机器在收球过程中收球完全、不留死角，本机器要求能够直线行走、并能360度转向，而且在转向过程中保持一定的稳定性和准确性，为了达到以上要求，综合考虑工作情况要求，车轮的安放位置简图如图3。图2 外型框架图Fig.2 Appearance framework 两个电机通过联轴器分别直接驱动直轮。直轮及万向轮均安放在各边架的中心位置，装配时需要画线和钻孔安装，电机通过弧形铁皮用螺栓固定在底部支架面。 直轮直径尺寸为：110mm直轮中心高为：55mm行走电机尺寸：36mm80mm万向轮车轮直径为：56mm其行走情况如下：直线前进：当电机1和电机2同时正向转动时，机器直线前进。直线后退：当电机1和电机2同时反向转动时，机器直线后进。左 转：当电机1反向转动，电机2正向转动时，机器左转。右 转：当电机2反向转动，电机1正向转动时，机器右转。5.2 车轮驱动电机选择在工业企业中，大量应用电动机去拖动各种生产机械，如在机械工业、冶金工业、化学工业中，机床、抽水机、鼓风机等用大大小小的电动机来拖动；在自动控制技术中，各式各样的小巧灵敏的电机也广泛的作为检测、发大、执行和解算元件应用在各种产品中。图3 车轮安放位置示意图Fig.3 Wheel placement of drum 由于直流电动机机械性能优良，过载能力强。我们所使用的电机一般为直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。直流电机的控制简单，性能出众，直流电源也容易实现。所以综合考虑以上情况，本机器采用永磁式直流电机。经过市场调查，发现现在市场上有自带齿轮减速箱的永磁直流电机，其结构简单，外型小巧。外型尺寸和转速以及功率大小、扭矩均可按照 客户的要求定做，而且价格相当经济。故打算选用此类型的自带齿轮减速箱的永磁式直流电机。 根据设计要求，机器速度在1m/s左右，因为直车轮直径D为110mm,所以要求电动机转速为 估算整个机器的重量1)估算框架的质量，查铸钢的密度p= G框架=(0.64+0.554+0.5354+0.1182+0.0344) (0.0250.025-0.0170.017) 7.3720.00033619.32kg2)估算滚筒轴的质量，查合金钢的密度p=G滚筒 5kg3)估算滚筒的质量，查铸钢的密度，橡胶的密度分别为：同理估算上升机构总质量约为15.5kg考虑其他外设装置，所以总重量约为40kg左右。查摩擦系数表（表1），直轮材质为橡胶，乒乓球馆同为橡胶地面。选取摩擦系数为：表1摩擦系数表Table1 form of coefficient of friction材质 静摩擦系数 动摩擦系数橡胶 0.62 0.48则：静摩擦力 f=409.80.62=243N故电机的最小扭矩为 2430.055=13.36nm综合以上条件确定所选电机型号和参数如下：选用大洋公司的直流减速电机DY-0006其参数为：表2 电机参数Table2 motor parameter table型号 额定电压 输出转速 最大扭矩DY-0006 DC12V 175r/min 30nm6 收球机构设计 收球机构采用滚筒毛刷配合弧形挡板的结合结构，采用直流电机驱动其转动，将乒乓球收入机器内，同时用塑料挡板防止求溜出。总的收球机构见图4图4 收球机构Fig.4 Ball reception mechanism 此机构主要包括1） 轴承2） 滚筒轴3） 滚筒4） 弧形挡板6.1 收球滚筒滚筒三维图见图4， 图5 滚筒外观图Fig.5 Appearance Ball Roller 收球滚筒的主视图如下图6 滚筒主视图Fig.6 Main view of ball roller滚筒是以刚性材料为骨架，上面固定橡胶材料制作的毛刷，其连接用铆钉和胶水粘结固定，有L型条状铁皮做整体连接固定用。右视图见图7。6.2 滚筒轴的设计计算和校核轴的结构决定于受力情况、轴上零件的布置和固定方式、轴承的类型和尺寸、轴的毛坯，制造和装配工艺、以及运输、安装等条件。轴的结构，应使轴受力合理，避免或减轻应力集中，有良好的工艺，并使轴上零件定位可靠、转配方便。对于要求刚度大的轴，还应该从结构上考虑减小轴的变形。 图7 滚筒右视图Fig.7 Right view of ball roller6.2.1 计算轴的功率P、转速n和转矩TV带传动的效率=0.96 轴承传递的效率=0.97则 P=300.960.97=0.028kw n=100r/min T=95500000.028/60=4457nmm6.2.2 初步确定轴的最小直径初步估算轴的最小直径：轴的材料为45钢，调质处理，根据表15-3取A0=103，于是得 7mm对于直径d小于等于100mm时，有两个键槽应增大直径10%15%，所以 6.2.3 轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴各段直径和长度a. 为了满足从动轮的轴向定位要求，1-2轴段左端需要制出一轴肩，取1-2端直径为d1=30mm,轴承为对开式二螺柱正滑动轴承，此轴承为宽度B=34mm，所以轴左端尺寸为34mm，根据装配尺寸，轴的总长去d1=700mm.b. 初步选择滑动轴承。因为轴承主要起定位作用，轴承载荷不大，故选滑动轴承。参照工作要求选取对开式二螺柱正滑动轴承（摘自JB/T2561-1991）型号：H2030型，其尺寸为dDB=30mm38mm34mm,滑动轴承因为是采用一体化轴承，所以轴承由螺栓固定在支架上。轴肩进行轴向定位。由手册上查得轴肩高度a应大于R或C1通常取 a=（0.070.1）d所以取定位轴肩高度h=2.5mm,因此取中间轴端直径为：35mm根据装配尺寸，所以中间轴段长度尺寸为544mm6.2.4 轴上零件的轴向定位滚轮与轴的定向定位采用平键连接，根据滚筒与联轴接段d1=35mm,查表得平键截面bh=10mm8mm(GB/T1095-1979)，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm,同时为了保证带轮与轴配合有良好的对中性，故选择带轮轮毂与轴的配合为H7/n6.滑动轴承与轴的轴向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m 确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计手册取轴端倒角为1.245，具体见轴的零件图6.2.6 求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，从15-23中查取a值。对于滑动轴承，支点在e=0.5B处，因此作为简支梁的轴的支撑跨距578mm，根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图及弯矩图和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先将计算出的截面C处的、Mv、及M值列于表3。做出轴的计算简图（即力学模型）分析轴所受的垂直分力情况轴上所受的垂直分力如图8（b）所示1) 面已算得滚筒质量为6.24kg，那么所用在轴上的重力为 FH4=6.249.8=61.2N2) 皮带轮的分度圆直径为112mm,那么作用在皮带轮上的压轴力 =568 N (1)表3 载荷表Table3 Load table载荷 支反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T水平面H FH1=107N MH=5000Nmm FH2=624N FH3=568N M=5775Nmm T=4457Nmm垂直面V FH4=61.2N FV1=15N Mv=2090Nmm FV2=15N FV3=30N由静力平衡方程 FNH1=107N FNH2=624N作弯矩图如图8（c）显然有MH=5000Nmm分析轴所受的水平分力情况轴上所受的水平方向的分力如图8（d）所示3)每个乒乓球的重量为2.7g，综合考虑确定估算FV3=30N由静力平衡方程 可求得： FV1=15N ， FV4=15N作弯矩图作弯矩图如图8（e）所示显然有Mv=2890Nmm总弯矩 见图9（f）M=mm (2)作扭矩图总的扭矩图如图8（g）所示T=4457Nmm按弯扭矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面3）的强度。根据机械设计书式（15-5）及以上所算的数据，并取a=0.6，轴的计算应力 (3) =3.6图8 载荷分析图Fig.8 Load analysis 易知 3.6=40 （Q235-A=40） 故安全6.3 传送轴的轴承选择初步确定选择对开式二螺柱正滑动轴承（摘自JB/T2561-1991）6.3.1 滑动轴承的计算1.验算轴承的平均压力P (4)查表选用耐磨铸铁材料符合要求表4轴承参数表Table 4 Bearing parameter孔直径d 外圈直径D 安装长度L 重量30mm 40mm 140mm 0.8kg2.验算轴承的Pv Pv= (5)3.验算滑动速度v (6)所以此型号的滑动轴承符合要求6.4 键的选择和校核普通平键（摘自GB/T1095-2003，GB/T1096-2003）轴径d: 3038键的工称尺寸|（h8）h（11）： 0.40.6键的工称尺寸|L（h14）： 22110每100mm重量/kg: 0.063键槽|轴槽深t|基本尺寸： 5.0键槽|轴槽深t|公差： （+0.2,0）键槽|毂槽深t1|基本尺寸： 3.3键槽|毂槽深t1|公差： （+0.2,0）键槽|圆角半径r|min： 0.25键槽|圆角半径r|max: 键的校核对键进行校核 键的尺寸为bhl=10mm8mm22mm键和轴的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力 =100120MPa，取其平均值 键的工作长度 l=L-b=12mm接触高度 K=0.5h=0.58=4mm又 T=12.35Nm则 可见键的挤压强度合适。同理，可校核其他键的挤压强度。7 传送机构设计上升机构采用传送带方式的上升传送机构，此类型的机构可以保证传送的连续性和稳定性。其图形结构如图如下：图9 传动机构Fig. 9 Transission mechanism上升机构主要包括：（1）传送支架（2）上升轴（3）轴承（4）传送滚筒（5）传送带 本机构是以传送支架作为主体，配合传送带以仿输送带式的结构将乒乓球源源不断的上升传送，并通过出口将乒乓球输送到收球箱中。7.1 传送支架为了减轻整机的重量，本支架的材料采用塑料板切割加工完成，主要起固定和支撑作用。7.2 输出轴的设计计算7.2.1 计算轴的功率P、转速n和转矩TV带传动的效率 轴承传递的效率 7.2.2 初步确定轴的最小直径初步估算轴的最小直径轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3取 ，于是得 (7) 7.2.3 轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度a.为了满足从动轮的轴向定位要求，1-2轴段左端需制出一轴肩，取1-2端直径d1=30mm,轴承为对开式二螺柱正滑动轴承，此轴承为宽度B=34mm,所以轴左端尺寸为34mm,根据装配尺寸，轴的总长度取d1=700mmb.初步选择滑动轴承。因为轴承主要起定位作用，轴向载荷不大，故选滑动轴承。参照工作要求选取对开式二螺柱正滑动轴承（摘自JB/T 2561-1991）型号：H2030型，其尺寸为dDB=30mm38mm34mm,滑动轴承因为是采用一体化轴承，所以轴承由螺栓固定在支架上。轴肩进行轴向定位。由手册上查得轴肩高度a应大于R或C1通常取 a=(0.070.1)d所以取定位轴肩高度h=2.5mm,因此取中间轴段直径为：35mm根据装配尺寸，所以中间轴段长度尺寸为544mm7.2.4 轴上零件的周向定位滚轮与轴的周向定位采用弹性海绵用来连接轴和传送带。弹性海绵主要是增大摩擦力。7.2.5 确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表15-2取轴端倒角为1.245，具体见轴的零件图。7.2.6 求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承的支点位置时，从15-23中查取a值，对于滑动轴承，支点在e=0.5B处，因此作为简支梁的轴的支撑跨距578mm,根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。表5 载荷表Table 5 Load table 载荷 支反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T水平面H FH1=38N MH=21964Nmm FH2=38N FH3=79.95N M=72155Nmm T=4457Nmm垂直面V FV1=-574N Mv=68731Nmm FV2=119N FV3=103.2N做出轴的计算简图（即力学模型）计算简图见图10（a）所示分析轴所受的垂直分力情况轴上所受的垂直分力如图10（b）所示（1） 前面已算得输送机构总质量为15.5kg，那么所用在轴上的重力为 FH3=15.59.82=75.95N忽略带轮的重量列静力平衡方程 可求得： FH1=38N ， FH2=38N作弯矩图弯矩图如图10（c）所示显然有MH=21964Nmm分析轴所受的水平分力情况 轴上所受的水平方向的分力如图10（d）所示（2） 皮带轮的分度圆直径为112mm,那么作用在皮带轮上的压轴力=103.2 N (8)由静力平衡方程 可求得FV1=-574N FV2=119N作弯矩图弯矩图如图10（e）所示显然有Mv=68731Nmm总弯矩 见图10（f） M= =72155 Nmm (9)作扭矩图总的扭矩图如图10（g）所示 T=4457 Nmm按弯扭矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面3）的强度。根据机械设计书式（15-5）及以上所算的数据，并取a=0.6，轴的计算应力 (10) =5.3易知 5.3=40 （Q235-A=40） 故安全！7.3 轴承的选择和计算初步确定选择对开式二螺柱正滑动轴承（JB/T 2561-1991）滑动轴承的计算图 10 载荷分析图Fig. 10 Load analysis 1.验算轴承的平均压力P (11)查表选用耐磨铸铁材料符合要求2.验算轴承的Pv Pv= (12)3.验算滑动速度v (13)所以此型号的滑动轴承符合要求。7.4 传送滚筒和传送带材料的选择传送滚筒是连接上升轴和传送带之间的，用来传递转矩，带动传送带传动。其材料为橡胶材质。由于传送带形状复杂，所以采用橡胶注塑而成，其具体尺寸见零件图。8 传动系统设计带传动是由固联于主动轴上的带轮、固联于从动轮上的带轮和紧套在两轮上的传送带组成的，当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。带传动具有结构简单，运动平稳、造价低廉及缓冲吸震等特点，在近代机械中被广泛应用。在带轮传动常用的有平带传动、V带传动、多带传动和同步带传动，综合考虑本机器的工作情况和成本要求，本机器的传动采用带传动。传动部分是电机通过皮带传动分别带动收球滚筒和传动滚筒使其完成收球和传送动作。此皮带传动系统是本乒乓球捡拾器的一个重要组成部分。传动系统包括两个带传动：（1） 主电机与收球滚筒之间的带传动（2） 主电机与传送滚筒之间的带传动8.1主电机选择由于乒乓球的质量很少，两皮带传动所带动的滚筒和传送带并无太多负载，所以选用电机的功率不大，DC-80直流减速电机经过实验，基本符合收球要求，故选用此型号的电机。电机参数见表5表6 电机参数表Table 6 Motor parameter table型号 额定电压 输出转速 转矩（kgcm） 齿轮减速比DC-50 DC12V 100r/min 3.2 1:6-1:5008.2 主电机与收球机构之间的带传动设计1.主动机与收球滚筒之间的带传动1）确定计算功率Pca查表得工作情况系数，KA=1.1故 (14)2）选取V带带型根据Pca、n1由图8-8确定选用普通V带A型3）由机械设计表8-3和8-7取主动轮基准直径 dd1=112mm根据式（8-15），从动轮基准直径dd2 dd2=i dd1=1112mm=112mm根据表8-7，取 dd2=112mm按式（8-13）验算带的速度 (15)4）确定基准长度和传动中心距根据0.7（dd1+ dd2）a2（dd1+ dd2），根据安装尺寸确定中心距 a=363根据（8-20）计算带所需的基准长度 (16) =2363+mm=1077.685）计算包角 (17) 6）计算V带的跟素由式（8-22）知 (18)由n1=36r/min, dd1=112mm,i=1查表得 =0.47kw 查表8-8得Ka=1查表8-2得Kl=0.89则取z=1根7）计算预紧力F0由式（8-23）知 (19)查表8-4得 q=0.12kg/m故 8）计算作用在轴上的压轴力 (20)9）带轮的结构设计见零件图8.3 主电机与传送滚筒之间的带传动设计1）确定计算功率Pca查表得工作情况系数，KA=1.1故 Pca= KAP=1.10.03kw=0.03