羽毛球发球机结构设计.doc
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1、本科论文目 录摘 要IAbstractII引 言11概述21.1研究现状和发展趋势21.2来源与意义21.3本章小结32 羽毛球自动发球机总体介绍与研究基础42.1发球机总体构造42.2 发球机工作原理52.3 本章小结73 传动系统设计简介83.1发射电机齿轮设计83.2本章小结94 发射系统设计简介104.1发射管的构造104.2发射座的设计114.3发射弹簧参数设计114.4本章小结165 主要零部件设计175.1 电机选型175.2 V带传动设计185.3 齿轮结构设计195.4 高速轴设计235.5 设计低速轴285.6 设计槽轮机构295.7本章小结32结 论33参考文献34致 谢
2、35本科论文摘 要羽毛球是一项高强度的有养与无氧运动相结合的运动,它的对抗激烈,动作精细,技术复杂多变,它不仅仅是对运动员身体素质的考验,还是对心里素的考验,很多比赛中会发现一个全面的球员才是赢得整场球的关键。通过查阅了大量文献和资料的基础与亲身经历总结出了对羽毛球发球机功能的设计总方案,本发球机主要由支撑装置、动力装置、弹射装置及自动进球装置构成。储球方式为筒装式置于箱体上方,确保出球的连续性。最后确定了三角形支撑装置,增加了发球机的稳定性并且方便移动携带。对每个零部件进行了合理的分析和计算,通过UG画出发球机的三维模型,通过CAD来绘制图纸,确保装配完成后每个零件之间可以正常匹配且没有干涉
3、现象出现。本次设计的羽毛球发球机具有结构简单,操作简便、便于移动携带等优点。关键词:羽毛球发球机;发射;支撑;储球;间歇运动;槽轮AbstractBadminton is a high-intensity combination of breeding and anaerobic sports, it is fierce confrontation, fine action, technical complexity and changeability, it is not only the physical quality of athletes, or the test of the mi
4、nd, many games will find a comprehensive player is the key to win the whole game. Through a large number of documents and personal experience, this paper summarizes the overall design function of badminton server, which is mainly composed of support system and transmission system, transmission syste
5、m and automatic goal system. Among them, in the launch system, the use of motor-driven worm worm and then drive the bar compression spring, the use of elastic force and the friction of the wheel to launch badminton out, the way of the ball is placed in the box, to ensure the smooth ness of the ball.
6、 An inner cone-shaped groove is designed under the barrel to avoid mechanical damage. Finally, the triangular support device is determined, which increases the stability of the tee machine and is convenient for moving and carrying. Each component is analyzed and calculated reasonably, the three-dime
7、nsional model of the teemachine is drawn by UG, and the drawing is drawn by CAD to ensure that the part and the part can be matched without interference. The badminton server designed in this paper has the advantages of simple structure and operation.Keywords: badminton tee shot; launch; support; ba
8、ll storage; intermittent movement; slot wheel引 言羽毛球这项运动在中国已经历史悠久,虽然与国球乒乓球无法比拟,但是现在普及程度和竞争程度有超过乒乓球的势头。作为中国三小球之一的运动项目大约于1920年从英国传入我国。流传至今它的文化氛围越来越重,尤其近些年人们对羽毛球的热爱更是呈直线上涨。虽然羽毛球是老少皆宜的运动,但是它的主体人群依旧是青年和中年。在以前练习中,都是人工发多球,但是这种方法会出现发球者会随之时间的推移会疲倦,导致发球精准补不足,实战训练亦是如此。通过反复多球训练来稳定技术动作进而提高水平,具有一定局限性。所以就推动羽毛球发球机的诞
9、生。目前,发球机已经得到了大部分地区的广泛应用,因为它可以减少教练员发球量,提供更多的时间用于羽毛球技术教学,并且可以给运动员更多的时间去练习。虽然目前用于羽毛球练习的发球机技术很先进,但是依旧存在解决不了的问题,例如网前搓球那种不规则的旋转方式,这是羽毛球发球机最大的缺陷1。本论文设计了一款羽毛球发球机,它主要依靠机械结构来完成服务,并对服务器的结构进行优化和升级,以达到更高的效率。从而实现连续,高效率,高准确度的练习。此发球机能够帮助训练者达到高水平,高效率的训练目的,为中国羽毛球事业发展起到促进作用。1概述1.1研究现状和发展趋势随着我国经济水平的提高,人民的生活也是越来越好,随之而来的
10、全民健身席卷全国,然而羽毛球就是国家全民健身指定的运动项目。羽毛球这项运动不分年龄,是一项男女老少皆宜的运动。然而虽然这些那个运动大众化但是还会有一些人没有玩伴,想打球但是只有自己一个人是的窘境,这时就需要一款羽毛球发球机来解决这个问题。它不仅可以是你一个人时陪玩的机器还可以是你想提高技术时候的一个稳定的发多球的教练员,而且发球机不会出现疲惫的情况,这就大大的增加了发球机研制的速度以及重要性。相对国外而言,随着我国体育事业的蓬勃发展,体育产业化的年产值已达到2000亿美元。每年全国各地的球馆都需要数台羽毛球发球机的情况下,羽毛球发球机的前景会越来越好,相信不久的将来还会迎来新的更高级的发球机产
11、物。1.2来源与意义为了提升国家羽毛球的综合实力水平,羽毛球发球机很早就面世了,当时的发球机就只能实现比较单一的功能,比如只能打出高远球或者是吊球,虽然功能单一但是也就有比较大的意义2。首先从人力上来说解决了发球员长时间发球的问题,而且也给想练技术而无人发多球的人一个最好的陪练员。这款发球机的面世开始推动了羽毛球整体水平的上升,因为大部人都可以得到自己想练球的机会。随着时间的推移与技术的进步,又研制出了功能更为先进的发球机,它可以打出多个点来供运动员来练习技术,比之第一代有明显提高3。这款发球机的面世为我国羽毛球事业的发展又踏上了一个新的里程碑,也为国家培养人才减轻了不小的人力,也使整个羽毛球
12、圈的水平更上一层楼。我在指导老师的帮助下,拟设计了羽毛球发球机的总体结构设计思路,包括支撑装置、动力装置、发射装置与自动进料装置于一体,能够连续而精准的发球。我主要任务是对羽毛球发球机的总体结构设计。 1.3本章小结本章主要讲了羽毛球的历史起源及发展历程并且对羽毛球发球机的出现和发展做了简单的介绍。并且在以后投放市场的必要性和今后发展的前景都做了简单的介绍。2 羽毛球自动发球机总体介绍与研究基础2.1发球机总体构造到目前为止,乒乓球发球机在发球机圈可以说基本上占主导地位,得到了广大用户的认可与应用并且得到大力的推广,首先因为乒乓球场地需要比之羽毛球要小一半,并且乒乓球是一个规则的球体构造简单,
13、因此设计其发球机也相对来说比较容易,相比较之下羽毛球的结构比乒乓球的结构复杂得多,它由16根羽毛和一个橡胶的球头而组成的一个锥形球,而且羽毛还比较脆弱不能承受太大的外力,这就为羽毛球发球机的研发制作大大的增加了困难。本设计的羽毛球发球机,实际上只是一台半自动发球机,因为球在存储桶里需要人工摆放,它的优点是可以连续精准的进行发球,基本不存在卡球的现象,并且机身相对小巧方便移动。具体外形图如下:图2.1 羽毛球发球机整体图支撑系统如左图,从下至上依次是传动装置、发射装置、储球装置,右边是进料装置,与乒乓球发球机相比略大一点,并且具有更高的技术含量。目前在发球机的领域内发展较为完善的是乒乓球发球机,
14、我从网上了解到乒乓球发球机的构造,并对实际乒乓球发球机进行了研究和分析。乒乓球发球机与羽毛球发球机大致原理相同,都是利用弹簧压缩产生弹性势能,摩擦轮旋转摩擦再转化为击球的动能从而将球击发出去。本发球机拥有较为简单可靠的机械结构,保证了发球机能够实现连续发球并且落点准确,实现基本无卡球现象的发生。现如今市场上的发球机多种多样,并且价格不菲,这对于初学者来说就很不适合。而本发球机发出的羽毛球球路单一稳定、落点准确减少在场上不必要的跑动,对于初学者来说非常适合,可以使基本功得到充分的练习与巩固,为以后的进阶之路打下扎实的基础。主要设计制作(1) 旋转摩擦的方式将球发射出,更高效的利用了机械能;(2)
15、利用弹簧压缩来提供一个向前的动力与轮盘摩擦相配合来对羽毛球进行弹射。 2.2 发球机工作原理羽毛球发射由三个运动组合实现,拨爪抓球送到发射球拍上的指定位置,然后由电机带动齿条压缩弹簧产生发射羽毛球的动能,然后通过发射球拍的推送和轮盘的高速转动将球发出。达到运动员所需要的击球高度与距离,基本符合训练需求。储球桶安装在箱体的最上面,进球主要是通过重力下落和拨爪的抓取来完成进球,发球机底座采用三角形支柱安装在箱体底部,并且可拆卸以便于携带移动。羽毛球进如发射球拍后,有定位环限位,在齿轮条的驱动下压缩弹簧,达到指定压缩行程后,在不完全齿轮的作用下,电机齿轮和齿条自动脱落,与压缩弹簧相连的球拍快速将球推
16、送到摩擦轮,摩擦轮高速旋转将球发射出。各部件主要工作方式及用途:1-蜗杆 2-蜗轮 3-齿轮 4-齿轮驱动电机 5-压缩弹簧 6-齿条座 7-齿条 8-拨抓 9-发射管 10-定位环 11-球拍图2.2 工作原理图(1)蜗杆: 将驱动电机所做的功被传送出去,旋转运动被传送到蜗轮上。(2)蜗轮: 在蜗杆的驱动下做水平旋转,与它一起安装的发射管水平移动。(3)齿轮: 传递驱动电机所做的功,将涡轮的回转运动转化为齿条的直线运动。(4)齿轮驱动电机: 为齿轮做旋转运动提供动力。(5)压缩弹簀: 由压缩状态释放,产生羽毛球推送的动能,协助将羽毛球击发出去。(6) 齿条座: 固定安装于发射管上,便于齿条安
17、装并通过其上的导轨限制齿条的运动方向。(7)齿条:通过齿轮传来的动力做直线运动压缩与其联接的弹簧。(8)拨爪:因其固定安装于齿条上,故能与齿条一起运动并压缩弹簧。(9)发射管: 为羽毛球的放置提供便利,并为其发射提供引导。(10)定位环:将发射前的羽毛球限定在发射槽内。(11) 球拍: 在发射前将羽毛球限制在发射槽内。2.3 本章小结本章主要对发球机总体的外形、结构以及工作原理做了介绍分析,确定发球机发射羽毛球的主要步骤并完成总体模型。3 传动系统设计简介3.1发射电机齿轮设计弹射功率由电机提供,通过齿轮齿条机构将其转化为直线运动,带动拨爪旋转,使齿条将弹簧压缩到最大行程,然后由滑块使拔爪松开
18、,弹簧弹射球拍从而发射出羽毛球。1. 选取材料确定许用应力齿轮:选择齿面硬度为250HB的45钢。齿条:,齿面硬度为225HB的HT250材料。查机械设计手册图6-12得:查图6-13得:2.按轮齿弯曲强度设计精度等级: 8GKGB10095-88查表6-22,取载荷系数K=1.5齿宽系数:取齿数: 压力角::查图6-13得:齿形系数则因为有磨损,所以模数要加大5%,m=4.6x1.1= 5.06查表6-16,取模数m=5齿轮如下图:图3.1 齿轮3.2本章小结本章主要确定动力来源,选择齿轮制作加工材料,查找机械设计手册确定齿轮许用应力,计算齿轮弯曲强度、模数、齿形系数。4 发射系统设计简介4
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