1、10360好洋學院機械原理課程設計說明書設計題目網球撿球機系別：機械與電子工程系專業（班級）：機械設計制造及自動化（二班）作者（學號）：李祥（512010120005）指導教師：張春燕完成日期：2014年6月10日蚌埠學院教務處制1設計題目32設計要求33相關產品專利與技術發展現狀44網球撿球機的工藝動作及功能分解5運動方案及選擇5.165.265.35.4 優缺點的比較及最終方案76傳動方案設計8七機構組合、參數及運動協調設計機構選用8機構組合9運動協調設計9設計計算95運動循環圖13設計圖名氏13久心得體會131設計題目網球是一項優美而激烈的運送，盛行于全世界，內稱為世界第二大球類運動。但

2、是網球愛好者，特別是運動員在進行網球訓練是時候，要平頻繁撿起散落在很大范圍內的網球就成為一件耗時耗力的工作。具有高效全自動撿球功能的機器可廣泛用于各種類型的網球練習場地，為人們進行網球訓練提供便利和節省時間。因此這次設計題目為網球自動撿球機。2設計要求為了方便撿球，目前市場上出現了一類手推式網球撿球車。此類撿球車為半自動式，需要有人操作。人把撿球車推到需要撿起的球前，然后撿球車把球撥入車中。此類撿球機相對純粹的人工撿球在效率上有一定的提高。但是，這種半自動的網球撿球工具仍有不足之處。它體積大且重，相對于智能化撿球機比較笨拙。既浪費空間，又影響訓練人員打球，因為在它撿球的過程中運動員不方便打球。

3、還需要人工操作，相對于智能化撿球機浪費了不必要的時間與體力。如若配置專門的撿球人員則浪費了人力資源。而且，它只適用于地上球較多的情況，但是地上球多會影響運動員打球。地上球少時則沒有必要用上述撿球車。因此，它的適用環境較局限，未實現撿球過程的完全自動化、智能化。為了克服以上半自動網球撿球機的不足之處，構思一種撿球機，使其具有很高的撿球效率和多重自動控制模式，無卡求現象，無盲點等。該網球撿球機可以使網球參與者擁有更多的練球時間和休息時間3相關產品專利與技術發展現狀經過圖書館和網絡資源查詢已知，獲得的有關專利與產品如下表3-1所示表3-1專利或產口口名稱功能類別參考價格/元攜機械手的電動網球撿球機電

4、動網球撿球手推式撿球機撿網球一種網球撿球及撿網球利用摩擦力提升網球的撿球機撿網球斯波阿斯網球撿球機撿網球產品4800網球撿球機撿網球產品46004網球撿球機的工藝動作及功能分解網球撿球機的工藝動作可分解為：(1)收到球如圖(a)；帶球向上運動如圖(b);(3)使球進入球籃如圖(c).圖(a)'I.圖(b)圖(c)網球撿球機的功能可分解為：(1)撿球系統；(2)行走系統。5運動方案及選擇撿球系統設計方案一此方案是靠摩擦力來實現撿球收球，撿球步驟為:(1)接觸到球,如圖5.1.1(a)所示。(2)將球斜向抬升,再水平運送到球籃，如圖5.1.1(b)所示圖5-1.1(a)撿球圖5-1.1(b

5、)收球5.1.2方案二此方案靠擋板推力抬升球再靠重力進入球籃，撿球步驟如圖(b)所示。圖5-1.2(a)撿球圖5-1.2(b)收球5.1.3方案三此方案靠橡皮筋的彈性來撿球，再靠重力使球進入球籃。撿球機構的示意圖為圖5.1.3(a),撿球過程如圖5.1.3(b)、5.1.3(c)所示。圖5.1.3(a)撿球機構視圖此幣圖5.1.3(b)收球圖5.1.3(c)撿球5.2傳動系統設計傳動系統的設計如圖5.2-1所示齒輪2與輸出輪固定，輸入齒輪通過齒輪1與齒輪2連接，從而實現傳動,可通過手桿將齒輪1、齒輪2分開實現制動。5.4優缺點的比較及最終方案撿球系統方案比較，比較情況如表5.4所示表5.4力殺

6、是否傷球是否易卡球抬升高度力殺一否可能高力殺一否否較局力殺二可能否最終比較選用方案二，理由如下：(1)方案一可能出現卡球現象，而方案二不會：(2)方案二中擋板選用橡膠材質減小了方案三中可能出現傷球情況:(3)方案一、三尋妖經常維護，方案二則相對較少。7機構組合、參數及運動協調設計機構選用優選定的方案機構的組合可以選用皮帶傳動，皮帶傳動相比較于鏈傳動和齒輪傳動更適合應用于撿球系統和動力系統的連接。皮帶傳動的優點：(1)適用于兩軸中心距較大的傳動場合。(2)工作時傳動平穩無噪聲能緩沖、吸振。(3)工作中如遇到過載，帶將會在帶輪上打滑可防止薄弱零部件損壞起到安全保護作用。(4)造價低廉、不需要潤滑以

7、及緩沖、吸震、易維護等特點。電機與輸出端之間選用齒輪連接。齒輪傳動的優點：(1)能保證瞬時傳動比恒定平穩性較高傳遞運動準確可靠。(2)傳遞的功率和速度范圍較大。(3)結構緊湊、工作可靠可實現較大的傳動比。(4)傳動效率高使用壽命長。機構組合機構組合如下圖7.2-1所示圖7.2-1參數及運動協調設計(1)行走速度設計網球標準場地如圖7.3-1所示，其尺寸36.58m*18.29m,假設10min能走完整個場地。由于轉彎時速度會比直線慢，設定直線距離在5min內走完并覆蓋全場。則撿球機行走速度為：A36.58m18.29mv=2.23m/sCh00T560s1m圖7.3-1(2)自動行走路線設計根

8、據網球的實際布局分析，多數球會沿四周分布，且考慮撿球機行走速度，所以，設計的自動行走路線之一如圖7.3-2所示，即先沿四周走一圈，如圖7.3-2(a)所示，然后按z字形路線走完其余場地，如圖7.3-2(b)所示。(a)3680(b)圖7.3-2撿球綠線(3)球籃設計設計要求整車可以撿球100個以上。考慮到單個網球的最大直徑為68.59mm則裝100個球所需的最小為：v=dn=(68.5103m)100=0.323m3式中，v撿球機球籃的容積d單個網球最大直徑n球籃所裝網球個數參考車輛底盤尺寸，確定球籃容積為3v=abh=0277m0.477m0.3m=0.0396m其中，a,b,h分別為球籃的

9、長、寬、高。(4)傳送帶速度設計考慮到效率可以將彳送帶速度定為0.5m/s。(5)其他參數設計下圖7.3-3為傳動機構簡圖。圖7.3-3電動機轉速為1550r/min,輪5半徑為0.1m.假定車速為2m/s,則v20w車二一二"r0.120rad/s而w3=w4=w車=20rad/sw=1550r/min,I162rad/s所以i13w1=4J62w3z20因此齒輪1的分度圓直徑均為0.02m,模數為1mm齒數為20,齒輪2分度圓直徑為0.10,模數為1mm齒數為100，齒輪3分度圓直徑為0.08m,模數為1,齒數為160。輪4半徑為0.025m,。(6)運動循環圖8最終設計圖9心得

10、體會緊張而有辛苦的一周的課程設計結束了.當我快要完成老師下達給我的任務的時候，我仿佛經過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會，從事職業工作前一個必不少的過程.M千里之行始于足下M,通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義.我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。通過此次課程設計，我們學到了很多理論課上無法得到的收獲。以前原理課上只知道什么構件可以實現什么運動，而通過此次課程設計，在老師的指導下我們知道什么樣的能力干什么樣的活，不要大才小用，殺雞用宰牛刀。這既是一種浪費增加了機器的成本，也是對設計的不負責任。這次課程設計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練.在短短兩周的課程設計，使我發現了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應用所學的專業知識能力是如此的不足，今后