【正文】 主軸設(shè)計 主軸通過聯(lián)軸器與減速器低俗級相連，減速器高速級與源動力電機相連。 檢修口連接零件的選則 選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，其具體參數(shù)如下： M kd = k= s= t=l=1 e=，其具體選擇過程詳見機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計。發(fā)球力度不同球的運行軌跡隨之變化，基本上遵循力度越大距離越遠接球速度越高的原則。 導(dǎo)向機構(gòu)的橫向移動限制角度在 o30 ，根據(jù)球場尺寸 918? 得限制角為2 41arctan 即 取整為 o30 。實際上，若應(yīng)用流上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 26 體力學知識，加上旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗參數(shù)，能量損失參數(shù)等可設(shè)置綜合因素為 ? 為 ，則實際距離約為 米。 ? ???? 12 01 gvt???????????????????????（ ） ? ??????? 1118212 gt????????????????????（ ） ? ? 231823210 ???? ttgv ????????????????? ?（ ） 經(jīng)計算球在空中的運行時間約為 秒，球水平前進約為 36米，豎直高度遠遠高于攔網(wǎng)，最高時距離地面可達到 米。設(shè)定發(fā)球角度為 o30 ，運動員接球時速度達到 sm18 ，模擬運動員的身高約為為 ，運動員空中觸球高度距離地面 2 .3米。在本次設(shè)計中 ，由于排球旋轉(zhuǎn)方向、球高速移動連帶氣流、空氣流動性未知等多方面因素。 在排球接發(fā)球環(huán)節(jié)，力量、速度是優(yōu)先考慮的條件，其次是角度和方向。 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 本機器對連桿支架的強度、剛度、承重能力的要求不嚴苛，無需進行特別校核，可繼續(xù)選用鋁合金材料。 輸球機構(gòu)設(shè)計 鋼絲網(wǎng)管無嚴苛要求，無需強度、塑性等校核 鋼絲網(wǎng)管的材料選擇，鋼材是應(yīng)用廣泛的機械原材，建議選擇 60 上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 25 固定性金屬條柱與鋼絲網(wǎng)管前端結(jié)為一體只有連接作用無需強度、剛度等校核，選用鋁合金材料。 切應(yīng)力強度校核條件 ? ??? ???? bI SF z m a xm a xm a x ??????????????????? () 擊球鋼板的材料選擇，綜合各方面因素選用鋼材 Q235。對于等截面圓軸 ? ???? ???opGIT 1 8 0m a xm a x ，主軸選材 45。 擊球機構(gòu)設(shè)計 主軸強度剛度校核 圓軸扭轉(zhuǎn)強度條件為 上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 24 ? ??? ?????????? m a xm a x pWT ???????????????????? () T為橫截面上的扭矩，為橫截面的抗扭截面系數(shù) ??? 為材料許用切應(yīng)力。 儲球筒，高度為 1米適宜取用排球，底面直徑為 45cm55cm，排球容量約為 20個，設(shè)計為一組訓(xùn)練單位。材料可選用塑料管，因為防腐性能好、價格低廉耐磨性好。 喂球系統(tǒng)，輸球系統(tǒng)的可折疊管道均可存放在機箱之內(nèi)。 腳輪的選材：腳輪的使用場地主要為封閉塑膠場館，少數(shù)情況為平整開放式瀝青場地，總體來說對腳輪的要求并不嚴苛，無需進行強度，剛度，塑性等校核，應(yīng)該注意其負重條件約為 50kg，另外要考慮其使用壽命 ，裝配方便，采購方便，性價比合適等因素。 圖 上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 23 萬向腳輪的介紹：萬向腳輪分為鋼制、鋁制、尼龍制、塑料制、橡膠制、聚氨酯制等材質(zhì)。 框架尺寸設(shè)計：長為 米，寬為 米，厚度為 8毫米，焊縫焊角寬度為4毫米，材料可用鋼或者合金考慮經(jīng)濟性以及自重，材料選用鋁合金，鋼板厚度建議選取 、 、 。金屬防銹的方式主要有電鍍、涂油、貼膜等方式，本機器內(nèi)部可采用電鍍方式，所謂電鍍就是利用電解原理在金屬表面鍍上一薄層耐氧化的合金，利用金屬膜來防止氧化。 ? ?222 222 OHfeOHOfe ??? ????????????????? () 電化學腐蝕是由于鋼材在制造過程中不可避免的參雜了其他金屬，一旦接觸導(dǎo)電溶液時就會出現(xiàn)電位差，導(dǎo)電液中游離電子定向移動使得溶液中產(chǎn)生電流，直接導(dǎo)致電位低的金屬首先被腐蝕。本機器在應(yīng)用后將會定期使用，金屬制品框架應(yīng)該注意其防銹處理。其示意圖如圖 圖中 A、 B即為移動機構(gòu)。選擇原則詳見機械設(shè)計手冊第 3 版第 5 卷 P2275. 3 主要機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 移動機構(gòu)設(shè)計 本設(shè)備總體構(gòu)形規(guī)格為長 米寬 米總構(gòu)型高約 2米，初級總重量為30公斤 ，進一步完善后總重量約為 50 公斤。本問選用標準化更高的高標減速器來完成任務(wù)。按照上面的具體技術(shù)要求選定電動機后，下一步就該選擇電動機的軸伸端與傳動裝置的連接方式。本設(shè)計發(fā)球機用于強度訓(xùn)練，專業(yè)單人訓(xùn)練時長為 2 小時多人訓(xùn)練時長可達十多個小時。 選擇電動機額定容量就是考慮電 動機 工作制的過程。為限制溫升，應(yīng)該控制電動機損耗，避免過載運轉(zhuǎn)，減少發(fā)熱量，提高散熱能力。在某些機械傳動過程中，溫度長期超標會增加膠合，磨損的可能性。隨著生產(chǎn)制造工藝的逐步提高，可以通過控制零件加工精度來有效抑制振動，也可以從選材，裝配質(zhì)量等方面著手。而低頻振動作為噪聲幅度的影響因數(shù)，也是不可忽略的?，F(xiàn)如今，檢測人員可以通過頻譜分析的專業(yè)技術(shù)來測尋電動機噪聲主要聲源。機械噪聲主要是因軸承運轉(zhuǎn)、機械共振、電刷摩擦等產(chǎn)生的，可通過改善加工精度略微調(diào)整。電動機的噪聲可以分為通風散熱噪聲、機械噪聲、電磁噪聲等。此外還需特別注意的是，應(yīng)盡量減小電動機的啟動電流，避免電動機突然電流升高產(chǎn)生熱對上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 20 電源供電設(shè)備造成一定程度的沖擊現(xiàn)象的發(fā)生，擾亂了整個回路導(dǎo) 致其余用電設(shè)備正常使用。拖動電動機選用有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩和較小的啟動電流，這樣選擇的目的是為了讓拖動系統(tǒng)迅速帶動負載啟動至額定轉(zhuǎn)速比較適宜。 交流電動機性能特性效率指標影響著能量的轉(zhuǎn)換利用率，除此之外還有電動機的功率因 數(shù)也起到一定的作用。 電動機質(zhì)量性能的選擇 衡量電動機質(zhì)量性能的優(yōu)劣是選擇電動機的核心問題，可以從下列幾個角度來考慮質(zhì)量指標水平。選擇電動機額定容量的基本原則應(yīng)該是在不超出生產(chǎn)機 械負載要求的條件下，盡可能的 選額定功率小的電動機。電動機的額定功率與電動機的散熱系統(tǒng)、電動機材料、電動機的運行狀況、電動機的結(jié)構(gòu)形式、與其他機構(gòu)的連接等都有關(guān)系。 電動機的額定功率即是負載額定容量，早在設(shè)計、制造電動機時就確定了數(shù)值。額定功率相同的電動機，若轉(zhuǎn)速高則體積小，價格低 。在某些對電動機啟動、制動、反轉(zhuǎn)頻率要求較高的動力系統(tǒng)中，額定轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)格外注意。 電動機額定轉(zhuǎn)速是所有因素中最重要的一個，電動機的本質(zhì)就是驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速直接關(guān)系到生產(chǎn)機械的效率。我國民用用電標準為 220V 或者 44OV 直流電壓，三相交流低壓值為 380V，高壓則有 3kv 到 10kV 不等，選擇時應(yīng)選用與額定電壓相匹配的電動機，避免出現(xiàn)無法供電的尷尬現(xiàn)象。 電動機額定參數(shù)的選擇 一臺成型的電動機，從產(chǎn)品銘牌上可以看出額定參數(shù)很多，設(shè)計者挑選電動機時需要重點參考的是額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、額定功率等項目。派生系列按不同的使用要求，在基本系列基礎(chǔ)上做了一部分改動，其零部件與一般系列基本通用，包括電氣派生、結(jié)構(gòu)派生、環(huán)境派生等系列，若選 用派生系列需要重點體現(xiàn)出選擇派生系列的必要性 。挑選一臺電動機首先應(yīng)進行系列選擇，電動機的系列可分為基本系列、派生系列和專用系列等。僅僅從結(jié)構(gòu)構(gòu)上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 18 造的角度來判斷，交流電動機優(yōu)于直流電動機，而異步電動機明顯比同步電動機簡單，籠型異步電動機比繞線型異步電動機略好一些。 源動力系統(tǒng)的選擇與確定 1）源動力傳出機構(gòu)的設(shè)計 電力拖動系統(tǒng)使用的電動機的種類通?？梢苑譃橹绷麟妱訖C和交流電動機類。在開式蝸桿傳動中，通常只需要按齒根疲勞強度進行設(shè)計齒根彎曲疲勞強度；在閉式蝸桿傳動中，通常按齒面接觸疲勞強度來設(shè)計，并校核。 我們接觸的蝸桿傳動通常是根據(jù)蝸桿形狀劃分的，具體有三類表現(xiàn)形式：圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動、錐蝸桿傳動。 蝸桿傳動 蝸桿傳動是轉(zhuǎn)換運動和動力 的一種傳動機構(gòu)，可用于在空間重疊交錯的兩軸件之間，主要用作減速裝置。齒面膠合首先在軟齒面上，重載高速時摩擦熱大，瞬時溫度高，嚙合齒 面粘結(jié)，沿著相對滑動方向齒面材料被撕裂發(fā)生熱膠合，低速重載時候如果缺少潤滑油，壓力超出極限負載時，油膜就會被擠破與雜質(zhì)接觸此時便會引起冷膠合。在齒輪工作時，齒面受到脈動循環(huán)接觸應(yīng)力的作用。齒面上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 17 磨損主要是齒面磨粒磨損，這是開式齒輪傳動的主要失效形式之一，在閉式齒輪傳動中較為罕見。 齒輪傳動的失效形式主要是輪齒折斷和工作面磨損、點蝕、膠合及塑性變形。從應(yīng)用場合的角度考慮，開式齒輪傳動普遍應(yīng)用在低速傳動機構(gòu)中，閉式齒輪傳動可靠性極強在許多重要場合受到了設(shè)計者的青睞。按輪齒的分布方式不同分為直齒、斜齒、人字齒曲齒等。按傳動軸相對位置不同，分為平行軸齒輪傳動，相 交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動。其中，對于滾子鏈傳動常用與傳動系統(tǒng)的低速級來說，傳遞功率有嚴苛限制一般在功率不高于 100kw，鏈速不超過 15m|s，日常使用中推薦使用的最大傳動比 i=8. 齒輪傳動 齒輪傳動的優(yōu)點為，傳動效率高，傳動比穩(wěn)定，使用壽命長，工作可靠。 鏈傳動主要用在要求工作可靠，低速重載，且兩軸相距較遠，工作環(huán)境惡劣的場合。其優(yōu)點為能保持精確平均傳動比，傳動效率高，徑向壓軸力小，適于低速情況下工作，安裝精度要求不高，成本低廉，遠距離傳動明顯優(yōu)于其他傳動方式。 （ 4）需要有張緊輪裝置配合。 （ 2）不能保持準確的傳動比。 上海工程技術(shù)大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結(jié)構(gòu) 設(shè)計 16 （ 3）制造精度和安裝精度不高，為生產(chǎn)和實地應(yīng)用 提供了便利。 其優(yōu)點為（ 1）結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)，噪聲小，能夠吸收震動能量，緩和沖擊載荷。這是 V 帶傳動性能上的最主要優(yōu)點。工作時， V帶和輪槽的兩個側(cè)面接觸，即兩側(cè)面都是作用面，提高了接觸面積。經(jīng)過多年的優(yōu)勝劣汰， V 帶傳動成為了帶傳動的典型代表。在摩擦式帶傳動中，根據(jù)傳送帶的橫截面形狀不同，又可分為平帶傳動，圓帶傳動，多楔帶傳動， v帶傳動。按照電動機的類型不同，電氣傳動 又分為直流與交流傳動兩大類。電氣傳動是工業(yè)機械的支柱環(huán)節(jié)，是檢驗工業(yè)普及應(yīng)用成的顯著標志之一。調(diào)速范圍寬泛是其他傳動裝置遠不能相比的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)從每分鐘幾轉(zhuǎn)到每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)，即使沒有變速機構(gòu)輔助調(diào)節(jié)調(diào)速范圍依然可達 1:10000。電氣傳動系統(tǒng)由原動機（電動機）、控制裝置、從動機（執(zhí)行機構(gòu)）三部分組成。 電氣傳動 電氣傳動也稱電力傳動、電力驅(qū)動，是以電動機作為拖行系統(tǒng)驅(qū)動生產(chǎn)機 械的執(zhí)行機構(gòu)我國對電動機的研發(fā)技術(shù)十分成熟，所以電氣驅(qū)動是所有傳動方式中最常見的。 (2)使用壓力基本為一個標準大氣壓，驅(qū)動能力有限，只適用于壓力較小的場合。 (4)成本低出很多，過載時有能力實現(xiàn)自動保護，有安全保障。 (2)空氣的粘度并不高，流動時可以避免一些壓力損失，沒有油液泄漏節(jié)約能 源、高效，適合集中供應(yīng)或者遠距離輸送。 氣壓傳動 氣壓傳動與液壓傳動有異曲同工之妙，工作介質(zhì)為空氣。 （ 3）不能在高溫下工作，注意防火安全要求較高。 其缺點為（ 1）傳動過程中能量至少需經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換，阻力因素明顯，傳動效率偏低。 （ 3）可實現(xiàn)自動控制，中距離控制，過載保護。 其優(yōu)點為（ 1）運行過程中可實現(xiàn)大范圍無極調(diào)速，調(diào)速范圍可達 2020； 1。 (2)液壓傳動零部件必須安置在封閉的的空間內(nèi)完成能量轉(zhuǎn)換。 (9)價格 :傳動裝置價格是機器總體價格的一部分，設(shè)計完成一部機器后，價格相對較低會吸引更多的投資使得機器可以大量生產(chǎn)，占據(jù)一定的市場。 不同類型的傳動裝置只要提高制造精度，通常都可以在一定程度上將振動、噪聲降下來，但是由于生產(chǎn)成本增加，在收益方面未必劃算。對于一些高標準的傳動裝置，其技術(shù)要求中都明確規(guī)定驗收的振動、噪聲精度等級。一些重載機器要求在不影響環(huán)境的同時平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。機械無級變速最常用的是摩擦式無級變速器，它有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點，因而備受追捧，美中不足的是負載不能過大功率低，壽命也較短。有級變速常采用圓柱齒輪傳動，或采用帶、鏈的配合機構(gòu)來實現(xiàn)。自重也影響到源動力的選擇問題，是必須考慮的因素之一。在這種情況下，就要優(yōu)先考慮傳動裝置的重