乒乓球发球机的设计.ppt

乒乓球发球机的设计 指导教师 宜亚丽团队成员 温晶晶张津玮杜晓东张仁奎 组员分工 温晶晶 图解法分析机构的运动张津玮 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 乒乓球是我国的国球 从乒乓球外交的大球小球 到多次包揽整个赛事的所有冠军 乒乓球越来越受到国人的喜爱 虽然爱好乒乓球运动的人越来越多 但往往由于缺少陪练人员或者陪练的发球力度 角度 远近距离及球的旋转等技术发挥不稳定而导致训练效果欠佳 所以为解决这些问题而设计一机器帮助他们 设计背景 机构设计数据 乒乓球直径d 40mm发球时的速度v 10 30m s乒乓球发球机发球频率f 30 50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 设计方案与原理 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 设计方案与原理 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 乒乓球发球机结构简图 利用曲柄七杆机构实现间歇送球 由于该机构有两个自由度 我们用齿轮副将其封闭为一个自由度 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 7 5齿数 20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 2rad s3 送球装置的数据设计已知条件 乒乓球直径D 40mm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 传动机构的尺寸设计与计算 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20 三维图像 传动系统演示 程序代码 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 滑块位置Xc p