自動(dòng)桌球機(jī)

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1、中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 目錄 一、設(shè)計(jì)背景及研究現(xiàn)狀 2 二、設(shè)計(jì)方案 2 2.1.整體設(shè)計(jì) 3 2.2.動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 2.3.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 2.4.具體部分的連接設(shè)計(jì) 4 2.5.整體效果圖 7 三、關(guān)鍵部位分析 7 1.三角支架 7 2.齒條 8 3.三角套筒 8 4.連桿 9 5.升降機(jī)構(gòu)的自由度 9 6.齒輪機(jī)構(gòu) 10 四、其他 11 4.1成本預(yù)算 11 4.2使用說(shuō)明 11 4.3應(yīng)用前景及市場(chǎng) 11 五、設(shè)計(jì)感想 12 六、組內(nèi)分工及評(píng)分情況 14 6.1具體分工...............................

2、..........................................................................................14 6.2本組組內(nèi)評(píng)分情況.........................................................................................................14 七、參考文獻(xiàn) 15 一、設(shè)計(jì)背景及研究現(xiàn)狀 具體設(shè)計(jì)背景 隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，廣大人民群眾的生活水

3、平也是越來(lái)越高。大部分人也是越來(lái)越關(guān)注保健養(yǎng)生。運(yùn)動(dòng)自然是一個(gè)好的選擇，而且加上各種體育電視臺(tái)的迅速普及，大部分人對(duì)于各種運(yùn)動(dòng)都十分了解，而素有“紳士運(yùn)動(dòng)”之稱(chēng)臺(tái)球更是迅速的在人們心中占領(lǐng)了一席之地。所以臺(tái)球相關(guān)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況都是相當(dāng)好的。 研究及設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 平時(shí)同學(xué)們也會(huì)去玩玩，更有像我們學(xué)院這樣開(kāi)展“桌球爭(zhēng)霸賽”的大力推廣行動(dòng)。然后平時(shí)也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，比如桌球的整理球與擺放問(wèn)題若只是手動(dòng)確實(shí)夠麻煩。所以我們本次研究的主要是桌球自動(dòng)擺放問(wèn)題及其升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 二、設(shè)計(jì)方案 2.1.整體設(shè)計(jì) 首先我們把整體設(shè)計(jì)思路講解下，主要是一個(gè)升降臺(tái)作為主要實(shí)施臺(tái)球擺放問(wèn)題

4、，而這個(gè)升降臺(tái)是由兩個(gè)齒輪的傳動(dòng)帶動(dòng)齒條作為升降臺(tái)的主要升降桿件做上下運(yùn)動(dòng)，而上面包裹桌球的擋板會(huì)隨著升降臺(tái)的完成升降過(guò)程而開(kāi)始伸展，從而完成一次完整的擺球放球操作. 2.2.動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)很簡(jiǎn)單-如下圖的小齒輪，需要一個(gè)小電機(jī)帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)大齒輪運(yùn)動(dòng)引起齒條的上下運(yùn)動(dòng)，從而完成具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（具體轉(zhuǎn)速分析見(jiàn)第三章） 2.3.傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 如下圖所示轉(zhuǎn)動(dòng)齒條帶上帶有兩個(gè)三角支架，其中齒條之間的三角支架是一個(gè)用于連接的作用，方便支撐與整理臺(tái)球三角臺(tái)相連的舷板的收放。而上面的三角支架則適合液壓裝置連在一起，齒條的上下運(yùn)

5、動(dòng)會(huì)通過(guò)活塞把上面的三角支架帶動(dòng)，而臺(tái)球三角板和舷板的運(yùn)動(dòng)全部由它帶動(dòng)。 齒條中間位置的的三角支架在機(jī)構(gòu)中 齒條最上面的三角支架 2.4.具體的部分連接 具體部位的連接大概要分5各部分，下圖所示是滑動(dòng)三角支架與曲桿的下端通過(guò)鉚釘連接 下圖所示是上面的與活塞相連的三角支架與曲桿的通過(guò)兩個(gè)鉚釘連接 下圖是臺(tái)球三角板和側(cè)舷板的連接以及曲桿和側(cè)舷板的連接，其中三角板和舷板通過(guò)活頁(yè)連接會(huì)更緊密一些，而曲桿和舷板連在一起即可 2.5.整體效果圖 三、關(guān)鍵部位分析 尺寸依據(jù):國(guó)際8球制用球直徑為57.1

6、5mm 桌球桌：外沿尺寸長(zhǎng)為2810mm,寬1530mm 內(nèi)沿尺寸長(zhǎng)為2540mm，寬為1270mm 桌高850mm 1.三角支架 水平桿的長(zhǎng)為56.18mm 豎直桿高度為45mm 活塞半徑為30mm 2.齒條 齒數(shù)Z=80 壓力角ɑ=20 模數(shù)m=2 3.三角套筒 水平桿長(zhǎng)度為90mm 套筒高度為40mm 4.連桿 套筒長(zhǎng)度為57.74mm 5．升降機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 F(n)=3*n-2*(Pi+Ph) N=12 Pi=17 Ph=0 F=2 由自由度可知，設(shè)計(jì)符合運(yùn)動(dòng)要求。 6.齒輪機(jī)構(gòu) 大齒輪齒數(shù)z=60

7、 模數(shù)m=2 壓力角a=20 小齒輪齒數(shù)z=20 模數(shù)m=2 壓力角a=20 傳動(dòng)比w=3 四、其他 4.1成本預(yù)算 整個(gè)搖床整體部分既有金屬又有木制結(jié)構(gòu) 齒輪及其支架100元、 兩個(gè)三角支架80元、 齒條及三條金屬支架、三條曲桿共150元、 三角桌板及三塊舷板共計(jì)50元、 活塞及三角形鐵板共30元 其他共計(jì)40 共計(jì)約450元 4.2使用說(shuō)明 該產(chǎn)品可用于娛樂(lè)廠、臺(tái)球室、家用等，使用簡(jiǎn)單，方便，安全。只需插上電源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，待一局結(jié)束后把球完全入袋就能達(dá)到自動(dòng)擺球的效果。該產(chǎn)品簡(jiǎn)易、穩(wěn)固、安全、花費(fèi)低。在臺(tái)球運(yùn)動(dòng)中是廣大球友的好幫手。簡(jiǎn)單便捷是您的最佳選

8、擇。 4.3應(yīng)用前景及市場(chǎng) 1） 產(chǎn)品特色： 產(chǎn)品簡(jiǎn)單可行，成本低。 2） 市場(chǎng)： 隨著臺(tái)球運(yùn)動(dòng)的普及度極速增加，臺(tái)球進(jìn)入了廣大的娛樂(lè)、校園、家庭，而大部分人也都會(huì)喜歡自動(dòng)桌球臺(tái)的這個(gè)裝置，它帶來(lái)的不僅僅是方便，更是一種對(duì)現(xiàn)代科技的體驗(yàn)，體現(xiàn)我們的機(jī)械自動(dòng)化正在越來(lái)的用于民用，讓我們體驗(yàn)到科技的發(fā)展。而且這一款簡(jiǎn)單的裝置簡(jiǎn)單、易操作、成本低，所以我們的這款產(chǎn)品應(yīng)該是大有市場(chǎng)的，我們期待它帶來(lái)的便捷和改變。 五．設(shè)計(jì)感想 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到了很多困難，也從中學(xué)會(huì)了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西。要設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品，必須得先了解這種產(chǎn)品的社會(huì)需求，社會(huì)用途，以及同類(lèi)產(chǎn)品的缺陷及成本等等

9、因素。機(jī)械設(shè)計(jì)往往離不開(kāi)自己的閱歷，經(jīng)驗(yàn)的積累固然可以從書(shū)本上學(xué)到不少，但是事非躬親很難在腦海中留下深刻的印象，對(duì)別人的經(jīng)驗(yàn)，自己沒(méi)有一定的基礎(chǔ)，要理解吸收真的是一件很不容易的事。呵呵。 機(jī)械設(shè)計(jì)貫穿設(shè)計(jì)、制造、使用，維護(hù)的整個(gè)過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)的疏忽總會(huì)在這些方面反映出來(lái)，成功與否是很容易判斷的。設(shè)計(jì)的過(guò)程中，受制造的影響很大，亦就是說(shuō)好的設(shè)計(jì)是不能脫離制造的，對(duì)制造越了解，越有助于提高設(shè)計(jì)水平。 模仿優(yōu)秀的作品是每一個(gè)設(shè)計(jì)師的必走之路。但是做設(shè)計(jì)，一定要有自己的想法，人也要有自己鮮明的個(gè)性，久了，就形成了自己的風(fēng)格，風(fēng)格的養(yǎng)成與一個(gè)人的藝術(shù)素養(yǎng)和個(gè)人修養(yǎng)有直接關(guān)系。羅嗦的人搞出來(lái)的東西就是那

10、么羅嗦的，小氣的人搞出來(lái)的東西就是一副小家子氣，不負(fù)責(zé)任的人搞出來(lái)的機(jī)器就跟那人的德行一樣的不負(fù)責(zé)任。能有自己的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)風(fēng)格，就是不一樣，這樣搗騰出來(lái)的東西就有了獨(dú)特的靈魂。行家一看就知道，這是用心的杰作。 在抄襲的時(shí)候積累了經(jīng)驗(yàn)就要抱著否定的態(tài)度學(xué)習(xí)。查閱資料，多看些經(jīng)典的設(shè)計(jì)案例，和設(shè)計(jì)的禁忌，與自己接觸過(guò)的一些東西進(jìn)行對(duì)比，就有了大的提高。就可以在現(xiàn)有的機(jī)器上動(dòng)手術(shù)。如：提高機(jī)器的附加值，完善更多的功能，讓整機(jī)具備更高的可靠度。從而迎合高端的客戶(hù)；或者進(jìn)行結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，保留一些常用功能，降低成本，滿(mǎn)足些買(mǎi)不起那么也用不上多功能的客戶(hù)的需求。做到這樣就可以稱(chēng)的上做機(jī)械設(shè)計(jì)開(kāi)始入門(mén)了。能

11、不能成為世界級(jí)的發(fā)明家這個(gè)事情很難說(shuō)的，呵呵。但是憑自己多年經(jīng)歷見(jiàn)識(shí)，將一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，變異，嫁接，創(chuàng)造一些新的東西是不難的。與其用一生的時(shí)間去研究永動(dòng)機(jī)之類(lèi)的高深課題，或者搞一些莫名其妙不能創(chuàng)造任何價(jià)值的所謂專(zhuān)利，不如用自己有限的生命去做些能在這個(gè)美麗的星球上留下點(diǎn)印記的事情。到時(shí)候老得快死了，臨終的時(shí)候還會(huì)想到，活了這么多年，搗騰了那么多機(jī)器在地球上跑，足以含笑九泉。 一個(gè)真正談的能稱(chēng)之為 機(jī)械設(shè)計(jì)工程師， 需要十年甚至十年以上的磨礪。還要有相當(dāng)?shù)奶旆忠约扒趭^和能造就人的環(huán)境。 天才等于99%的勤奮+1%的努力其實(shí)說(shuō)的并不是只要下苦工就會(huì)有成就。這句話(huà)說(shuō)的是若一個(gè)人對(duì)某個(gè)職業(yè)沒(méi)有那1%

12、天分，再勤奮也是沒(méi)有用的。勤奮是一個(gè)發(fā)掘自己天分的一個(gè)途徑，是有所成就的必須條件之一，而不是全部。絕對(duì)不是。 機(jī)械零件材料選用的原則要考慮三個(gè)方面的要求 1、使用要求（首要考慮）： 1）零件的工況（震動(dòng)，沖擊，高溫，低溫，高速，高載都應(yīng)當(dāng)慎重對(duì)待）； 2）對(duì)零件尺寸和質(zhì)量的限制； 3）零件的重要程度。（對(duì)于整機(jī)可靠度的相對(duì)重要性） 2、 工藝要求： 1）毛坯制造（鑄造，鍛打，切板，切棒）； 2）機(jī)械加工； 3）熱處理 ； 4）表面處理 3、經(jīng)濟(jì)性要求： 1）材料價(jià)格（普通圓鋼與冷拉型材，精密鑄造，精密鍛造的毛坯成本與加工成本的對(duì)比，）； 2）加工批量和加工費(fèi)用；

13、 3）材料的利用率；（如板材，棒料，型材的規(guī)格，合理的加以利用） 4）替代（盡量用廉價(jià)材料來(lái)代替價(jià)格相對(duì)昂貴的稀有材料，如在一些耐磨部位的套用球墨替代銅套，用含油軸承替代車(chē)削加工的一些套，速度負(fù)載不大的情況下，用尼龍?zhí)娲摷X輪或者銅蝸輪等等）。 另外，還要考慮當(dāng)?shù)夭牧系墓?yīng)情況 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求 a) 對(duì)機(jī)器使用功能方面的要求要注意協(xié)調(diào)、平衡！防止木桶效應(yīng)的出現(xiàn) b) 對(duì)機(jī)器經(jīng)濟(jì)性的要求 設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性，在短的時(shí)間里投產(chǎn)上市，撈回開(kāi)發(fā)期間的消耗，甚至邊設(shè)計(jì)邊制造 使用經(jīng)濟(jì)性 要有最佳的性能價(jià)格比（產(chǎn)品在小批量做開(kāi)始賺了，再來(lái)改的更好） 2、對(duì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的

14、基本要求 a) 在預(yù)定工作期限內(nèi)正常、可靠地工作，保證機(jī)器的各種功能 b) 要盡量降低零件的生產(chǎn)、制造成本 c) 盡可能多的采用市場(chǎng)常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)件。 d) 對(duì)可能系列化的產(chǎn)品，盡可能的在開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮零件的通用性，無(wú)法通用的也要盡可能的在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似，以減少制造過(guò)程的工藝編排，夾具工裝設(shè)計(jì)的工作量。 六、組內(nèi)分工及評(píng)分情況 1.具體分工 畫(huà)圖設(shè)計(jì) 楊賓 報(bào)告設(shè)計(jì) 冉闖闖 PPT設(shè)計(jì) 胡方圓 校檢答辯 蘇偉 在具體的實(shí)踐中我們也相互討論進(jìn)行 2.本組組內(nèi)評(píng)分情況 蘇偉 優(yōu) 胡方圓 良 楊賓 良 冉闖闖 良 七.參考文獻(xiàn) 《機(jī)械原理》第七版 西北工業(yè)大學(xué) 孫桓 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 化學(xué)工業(yè)出版社 《工程圖學(xué)》 第二版 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 《材料力學(xué)》 劉慶潭主編 機(jī)械工業(yè)出版社 15