乒乓球发球机的设计

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ω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R75641491855050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α=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ω=（2π*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');plot(x,f3);plot(x,f3);title('滑块速度Vc');plot(x,f4);plot(x,f4);title('滑块加速度a');012345670.080.10.120.140.160.180.20.22滑块位置Xc01234567-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.3滑块速度Vc01234567-2-1.5-1-0.500.51滑块加速度a谢谢！