排球大力发球机结构设计毕业设计(编辑修改稿)

排球大力发球机结构设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

制。 其样机如图。 图 湖南农业大学 ,谢方平等人于 2020 年申请并获得了关于排球发球机实用新型的国家专利 ,其机器为曲柄滑块机构，此发球器对后续的发球器研究起到了重要参考作用。 如图 图 1 为击球头 2 为击球杆 3 为缓冲弹簧 4 为套筒 5 为挡块 6 为击球弹簧 7为钩盘 8为夹板 9为控制钩 10为导向轴 11为导向盘 12为导套 13 为导套 14为击球曲柄 29 为限位块。 其主要优点在于机器规格小，操作方便，可以说是物美价廉性价比可观，其缺点也十分明显，机器运作连续性不稳定，需要人力一直监管处理机器运作，粗略看来没有成型生产的必要，这恐怕也是目前市场上限制此类产品的主要不利因上海工程技术大学 毕业设计（ 论文 ） 排球大力发球机结构 设计 7 素。 大连大学的李传森先生于 2020 年也研发了一种活塞式排球发球机，反响一般。 本机器可以在进一步完善后后连续运作，克服了同类设计产品的缺陷，十分适合运动队伍做训练装 备，相信目前在体育事业飞速发展的时段里，可以占据一定的市场本文只作单球运作属于半自动化装置。 通过以上资料可以显示，球类发球机的设计为期较早，且都没有批量生产出售，然而球类发球设备的研究一直在继续，在国内具有非常好的发展前景。 国外有类似的智能反馈系统应用于排球运动中，其主体思想是设计机器人验证可行性，连接计算机系统，主要目的是为了详细的数据统计分析，它的特点是智能，应用电脑游戏开发模拟。 在国外利用计算机游戏模拟的方法极为普遍，包括橄榄球、冰球等，几乎每一项体育运动都有对应的智能系统，机械设备仅仅是其中的一 个环节。 国内大多情况是使用仿真软件进行动画仿真模拟，国外则是更为具体，各方面信息详尽，将其制作成计算机游戏，通过大量专业，非专业玩家进行模拟体验，用于采集数据进行分析，例如篮球行业， NBA2k 系列，既满足大众娱乐，也为篮球相关技术提供数据保证。 在美国，圣安东尼奥 AT@T 体育中心出现过供篮球迷们体验的击打式篮球发球机，与本排球发球机的设计类似。 此机器其实质是可以制作精良用作训练的，但是美国人把它做得极为简单，用于娱乐大众和展示体育文化。 他们还是习惯于利用计算机开发游戏，充分利用大量玩家的游戏数据，进行分析。 篮 球实战训练全部真人上阵，只要把数据分析结果告诉陪练员就可以了，这样的训练效果明显。 当然，这有可能是因为身体素质或者科技水平的领先，我们未必模仿得来。 或许我们国家以后也会将智能系统广泛的应用于体育项目中，但是此设备的设计理念是将机器应用于实地强度训练，而不仅仅是提供数据采集的样本机。 其本质目的相差甚远，设计思路就全然不同了。 本文主要研究内容 本文主要研究内容如下： (l)初步设计出大力高速的新型排球发球器，时速在 1830 米每秒之间，由此可以充分发挥本发球机的作用，帮助提高我国专业排球运动员提高训练 质量和比赛成绩。 (2)设计一套 击球系统，保证顺利击球使排球和执行机构的运动学、力学要求均可以得到满足，同时提高能量的转换效率，尽量使击球元件的机械能转化为排上海工程技术大学 毕业设计（ 论文 ） 排球大力发球机结构 设计 8 球的动能，节省资源。 (3)选择适当的 源动力系统，分析液压、气动和电气传动等传动方式的传动特点选择适当的传动系统，分析排球发球器的具体工作条件和环境，选择适合排球发球器的动力源，主要考虑生产成本及使用安全性等因素。 (4)设计 传动系统，保证击球元件能够准确击中排球球，并且使得击球后球的运行轨迹在可控范围内。 主要是喂球的时间间隔问题，这关系到排球能否及时 而准确地送达预定位置，与各零部件配合得当，以达到稳定运输的效果。 (5)工艺造型设计 ，尺寸设计合理，尽量节约空间，无明显浪费或者缺陷。 排球相关专业数据 （ 1） 排球标准直径 之间，标准圆周在 6567cm 之间。 （ 2） 从专业队伍了解到我国男女排最高水平发球速度 26m|s，女排国际高水平发球 28m|s，男排国际最高水平时速可达到惊人的 33m|s。 （ 3） 击球点高度在。 （ 4） 排球的标准质量为 260280g。 （ 5） 标准排球场地尺寸为长 18m宽 9m，两端线外无障碍区至少 5m，上空无障碍区至少。 （ 6） 排球拦网高度女排为 米，男排为 米。 2 发球机的总体方案设计 设计方法及设计思想 设计方法学是一门新兴科学，是现代设计方法的重要组成部分，已经得到了足够的重视。 工业产品设计属于人类创造性活动，设计结果直接影响产品质量和企业经济效益其重要性不言而喻。 各国在研究方法上各有侧重，但有共通之处，就是总结设计规律，激发创造性，我国自二十世纪八十年代以来，不断吸收国外研究成果，开展了设计方法学的理论和应用研究 机器的设计阶段是决定机器好坏的关键根据人们设计机器的长期经验，一部机器的设计程 序基本上可以如图 上海工程技术大学 毕业设计（ 论文 ） 排球大力发球机结构 设计 9 图 在大学本科 4年的学习中，学生已经接触了一些设计产品的方法，本次毕业设计在整体构思方法上与机械设计课的课程设计十分相似，可以说《机械设计》、《机电传动》课程设计的训练为本次毕业设计做了充分的铺垫。 根据过往经验和查阅资料本文讨论总结了几种常用机构的特性和设计方法，以便于更好的开发新产品。 根据对新产品的要求差异，设计的思路也有所不同，大致可以分为三种为 :全新设计，改进设计，系列设计。 本设计不属于系列设计。 本人参与了全新设计的部分工作，有一些细节设计是在团队获得专利之后为完成毕业论文所作的 必要的补充与 整改。 （ 1）全新设计 :也称开发型设计， 硬性规定从基本原理到各零部件功能特点都需要有一定的创新性。 一般来说，设计一种机器全新设计的难度最大，根据经验我们可以按以下步骤完成 : 步骤 1进行初步产品规划，提出机器的功能要求，明确设计任务。 步骤 2作具体功能分析，选择机器工作原理，确定源动力、传动方式。 上海工程技术大学 毕业设计（ 论文 ） 排球大力发球机结构 设计 10 步骤 3列出各子系统应完成的独立运动，相互搭配运动确定实现该运动的构件 (执行构件 )。 步骤 4选择和组合能实现各执行构件所 需运动的机构。 步骤 5确定机器各执行机构的运动协调关系，验证可行性。 （一般做动画仿真模拟） 步骤 6根据各机构运动规律、动力条件、安全等级要求等确定机构尺寸和各机构间的相对尺寸。 步骤 7构形设计，选则各主要零部件的材料（非标准件需要考虑加工方式）确定结构、外形和尺寸。 步骤 8总体协调设计。 步骤 9零、部件设计，构图。 步骤 10编写技术文件。 步骤 (1)至 (2)是产品的规划阶段，其中功能要求包含机器规格、执行、使用和制造等有关要求。 有需要才有被需要，前两部分就是明确究竟需要什么样的机器。 步骤 (3)至 (5)便是机械运动方案的拟定阶段，主要实现机器的执行功能，并有承上启下的作用，此过程即是理论阶段，运用专业知识来设计满足需求。 步骤(6)至 (10)是详细设计阶段，确定了实现机器全部功能的具体构形，是机器设计的最后成果。 此过程是准备阶段，即是用一种通用形式语言把理论转述出来，用来指导后续的生产装配。 纵观全过程可以初步提高设计效率和为新的机器赋予不错的市场竞争力。 因此，拟定机械运动方案在整部机器设计中的重要性显而易见，拟定方案在设计方法学中也有重要章节介绍。 （ 2）改进设计 :也称适应性设计， 产品的子系统要有明显的的 改进和变化，仅仅是设计风格和大量辅助装置沿用原来机器。 改进设计需特别突出改进的必要性，改进结果包括在功能性，经济性以及技术要求等方面。 （ 3）系列设计 :也称变型设计， 产品仅在功能方面微调，规格上肯能有量的变化， 其 核心思想 及主要功能无本质差别。 系列设计适用于技术成型，产品信誉可靠，有较为稳定市场消费保障的产品。 上海工程技术大学 毕业设计（ 论文 ） 排球大力发球机结构 设计 11 方案论证 机构的选型 机构选型的首要问题是要熟悉各种机构的运动特性，重点是明白源动力机构的类型以及从动装置的具体运动，因为源动力是一台机器运转的开始。 原动机的输出运动可分为如下几 种 :连续转动、往复转动、往复摆动、可控转动 实际上，绝大部分机器的原动机输出运动为连续匀速转动，少数复杂从动机对制动、启动、反转要求较高，会出现可控转动、摆动等形式。 通常设计者可以将执行构件的运动划分类别，将转动转换成这些运动的相应机构制成图表以便对照，本文可以选用伺服电机实现频率可控的连续转动。 技术要求 （ 1）操作方便，移动便利，推广容易。 （ 2) 生产制造工艺简单，性价比较高。 （ 3）生产及使用安全性可靠。 （ 4）确保发球时速在 18 sm 30 sm 之间。 （ 5）机器使用场地适用于封闭式体育馆塑胶场地和开放式体育场。 方案确定 1）总体结构 本机器按功能划分主要由移动机构、喂球机构、击球机构、输球机构、导向机构五大结构部分组成同时需要辅助零件及源动力系统共同支持。 移动机构由机箱部分和移动器械共同搭配；喂球机构由存球筒、运输弯管构成；击球元件为与套筒固定的钢板；输球机构为装配可自由转动滚球的钢丝网管；导向机构为导向杆和连杆；源动 力系统即是电机负责为整部机器提供能量，产生驱动力。 2）工作原理 本设计应用了本科学习的课内知识涵盖了机械原理、机械设计、机电传动控制、材料力学、工程制图等多方面综合运用。 其具体的工作原理如下。 排球首先经由喂球机构，从进球口进入，经管壁到达击球点位，同时击球钢板在电机驱动下做规律运动，经过托球板（也称蓄力板）蓄力，于击球点位击打排球，排球由于挡球板的轨迹保护顺利进入输球机构，成功运动到出球口，调节上海工程技术大学 毕业设计（ 论文 ） 排球大力发球机结构 设计 12 导向机构，在导向杆及连杆共同的作用下选定一个随机方向最终顺利发出。 传动方式的选择与确定 机械传 动装置的选用 机械传动装置的选用 (传动类型的选用 )是整个设计过程中的重中之重，因为一方面传动装置几乎决定了整个机器的精度，另一方面，他影响了机器的构型进而左右了成本。 在选择时需要考虑从原动机到工作机各个方面的作用因素，经比较后才能作出适当的选择。 通常，可以从以下几方面着手选择 : (1)参考工作场地负载确定机器工况性能参数。 (2)源动力设备的性能及与其匹配的传动装置在机械特性上的相关要求。 (3)为使得该机器性价比提高，增加市场吸引力。 使其更具有竞争性应对比不同类型传动装置的购置费用、运转费用和维修费用，保 证良好的经济效益，减少不必要损失。 (4)能符合安全等级要求和环境保护要求。 (5)使用时控制方便、简单、可靠以便于满足大众普遍需求。 选定传动装置类型考虑方面 : (1)功率范围 :各种机械传动都有各自最合理的功率范围，例如链传动不适用于传递大功率，而圆柱齿轮传递的功率则非常高。 所以，要适当规划功率范围。 (2)速度 :机器运转时，各种传动装置的极限速度 (转速 )虽然在不断提高，但是受发热、振动、噪声或制造精度等条件的限制，其适用的速度范围还是严格存在的，尤其是在参考了制造技术条件以后，范围更加精准。 例如， V 带 传动最高带速不可超过 3Om/s。 如果控制带速过低、需增加带的条数来维持，这是不明智的做法。 强行提高带速也提高了离心应力，增加了单位时间内带的循环次数，这将影响传动带的疲劳强度和使用寿命。 (3)传动效率 :对于小功率的传动，其传动效率的高低一般不太引人注意。 但是对于大功率的传动装置来说，其传动效率对能源的消耗和运转费用的影响就至关重要。 因此在技术条件允许的情况下，就应该优先考虑选用传动效率高的传动类型。 (4)寿命 :机械传动装置的使用寿命主要可分为疲劳寿命和磨损寿命两方面，疲劳会出现裂痕甚至折断导致失效，磨 损会影响连接紧密性可靠性，情节严重时上海工程技术大学 毕业设计（ 论文 ） 排球大力发球机结构 设计 13 甚至“失联”，这样的机器是不允许生产的，也是极度危险的。 在设计机械传动装置时，一般都有明确的要求。 (5)外廓尺寸 :在相同的传动功率和速度下，采用不同类型的传动装置，其外廓尺寸可以相差很大。 如果安装空间较小，要求结构尽量紧凑时，就不宜采用带传动和链传动。 相反，如果由于布置上的原因，要求主从动轴之间的距离较大时，就应该采用带传动或链传动，而不宜采用齿轮传动。 在选择尺寸时，我们应该考虑生产工艺、装配、运输方便等因素。 (6)重量 :很多机器对自身重量有限制要求，例如飞机等航空器 、机动车辆、安装在海上钻探平台上用的机器等，这些机器都希望在不影响平衡的前提下减轻自重。 在这种情况下，就要优先考虑传动装置的重量 (常用功率重量比 G/P， kg/kw来表示 )。 各种传动的 G。