【正文】 不同。 (7)變速要求 :由于電動機的轉速較高通常都在千轉每分鐘以上，有些第轉速的機器就的使用減速器（變速器）。后者由于操縱不方便、尺寸大，瞬時傳動比不足夠精確目前被使 用的不多。 (8)運轉的平穩(wěn)性 :由于不同機器的工作場地千差萬別，因而對傳動裝置運轉平穩(wěn)性的要求也不盡相同。傳動裝置運轉平穩(wěn)性的主要指標是振動和噪聲，它直接受傳動裝置的制造質量水平的影響。由于各種傳動裝置的設計規(guī)格和工作條件不同，因此對振動、噪聲的要求也不同。所以，在運轉平穩(wěn)性要求嚴苛的場合，設計者會選擇穩(wěn)妥方案（配置較低的蝸桿傳動或帶傳動），可保障一定的性價比。 上海工程技術大學 畢業(yè)設計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結構 設計 14 幾種常用的傳動方式 液壓傳動 液壓傳動具有以下特點 : (1)以液體為傳動介質來傳遞運動的動力。 (3)依靠密封容積的變化傳遞運動。 （ 2）應用各種制式閥易實現(xiàn)快速啟動，制動和高頻率的換向。 （ 4）元件基礎化，標準化，系列化，通用化程度較高，有利于降低設計制造周期和生產成本。 （ 2）油液 是有可壓縮性的再加上傳動過程中泄露的因素影響，導致無法保證精確傳動比。 （ 4）制造精度高，系統(tǒng)工作過程中發(fā)生故障不易診斷。氣壓傳動優(yōu)點有很多 : (1)無需油液，只要吸納空氣即可，來源甚是廣泛，在任意場合都可以獲取，使用后直接排入大氣整個過程沒有產生污染性物質，不需要附加配置回氣裝置，省去不少麻煩。 (3)氣動動作迅速，反應快，維護簡單，調節(jié)方便，特別適合于一般設備的控制。 氣壓傳動與其他傳動相比，具有以下缺點 : (1)空氣具有可壓縮性，不易實現(xiàn)準確的速度控制和很高的定位精度，負載上海工程技術大學 畢業(yè)設計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結構 設計 15 變化時對系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較大。 (3)排氣噪聲較大，高速排氣時應加消聲器。電氣傳動系統(tǒng)實現(xiàn)了從電能到機械能的轉變突破，由此完成了對生產機械執(zhí)行機構的啟動、停止、調速、換向等各方面要求。電氣傳動的驅動功率可調性很強，小至幾毫瓦大到幾百兆瓦均可實現(xiàn) 。適用范圍甚是廣泛，標準化、系列化、通用化程度高可適用 于任何工作環(huán)境。 電氣傳動可分為不調速和調速兩大類。 帶傳動 帶傳動我們非常熟悉，其基本組成為帶輪和傳動帶在生活中十分常見比如安全門。平帶傳動是所有帶傳動的基礎類型，制造簡單、生產成本低，中心距數值很大，幾乎所有其他帶型都是平帶升級版本。 V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪也做出相應的輪槽。按照槽面摩擦的接觸原則，在張緊力相同前提下， V 帶傳動比平帶傳動產生更大的摩擦力。再加上V帶多已標準化并大量生產等優(yōu)點，因而 V 帶傳動以壓倒性優(yōu)勢領先平帶傳動。 （ 2）過載時將在帶輪上打滑，對其他零件可起到保護作用。 其缺點為（ 1）存在彈性打滑現(xiàn)象，降低了使用效率。 （ 3）壽命較短。 鏈傳動 鏈傳動通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。 其缺點為運轉時不能保持恒定的瞬時傳動比，磨損嚴重可能發(fā)生跳齒等失效現(xiàn)象，工作時噪聲明顯，場面上檔次不高，難以應用在重要場合， 同時不宜用在載荷變化很大的傳動中。例如，農業(yè)，礦山，起重運輸，冶金，石油化工等機械中。缺點為制造和安裝精度要求高，成本較高，中心距較短不宜用于傳動距離過大的場合。按齒形不同分為漸開線、擺線、圓弧線等。較常見的是按工作條件不同，分為開式、半開式、閉式齒輪。按齒面硬度不同分為硬齒面齒輪和軟齒面齒輪以 HBS350 作為劃分線。輪齒折斷主要發(fā)生在齒根部分，在齒輪多次嚙合過程中重復的彎曲應力和應力集中導致齒根彎曲疲勞 折斷；過載折斷是在突然過載或受到預期外載荷沖擊時無征兆折斷；局部折斷是由于載荷集中或受載過大時發(fā)生，這與最初選型有關。齒面點蝕首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上。齒面接觸應力超出材料的接觸疲勞強度時，在載荷的多次重復作用下，齒輪的表層就會出現(xiàn)細微的裂痕，裂痕逐步擴展變深拉長，致使齒面的金屬微粒剝落下來最終形成疲勞點蝕。 閉式軟齒面齒輪傳動的失效形式是齒面點蝕，因此，按齒面接觸疲勞強度進行設計，按齒根彎曲疲勞強度進行校核；閉式硬齒面齒輪傳動的主要失效形式是齒根彎曲疲勞折斷，因此，按齒根彎曲疲勞強度進行設計，按齒面接觸疲勞強度校核；開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損，因此，只按齒根彎曲疲勞強度進行設計，并通過增大模數和降低許用應力來考慮磨損的影響。其特點為傳動比大，結構緊湊；受到較小的沖擊載荷，傳動十分 平穩(wěn)，噪聲低；具有自鎖性， 摩擦損失大，傳動效率低。蝸桿傳動的失效形式有點蝕、齒根折斷、齒面膠合及過度磨損等。 傳動系統(tǒng)方案確定 ,綜合各方面因素選用電氣傳動 作為本設備的傳動方式。電力拖動系統(tǒng)電動機的選擇參考條件是經濟效益，在電動機的性能滿足拖動系統(tǒng)生產機械要求的條件下，盡量選用結構簡單、工作可靠的電動機。綜上所述，本發(fā)球器可選用交流拖動系統(tǒng)中的三相伺服電動機，電機旋轉運動的運動方程公式為 dtdJTTz ??? ?????????????? ?????????（ ） gGDJ 4 2???????????????????????????（ ） G為重量 ??N ， D為慣性半徑 ? ?cm ， g為重力加速度選取 2sm 2）電動機系列的選擇 在我國，電動機的系列化，標準化，通用化應用十分廣泛?；鞠盗惺且话阌猛鞠盗挟a品，適用于普通傳動要求，通用化程度高應用廣泛。專用系列是指有特殊防護要求的系列產品，在普通機器的設計過程中較為少見。 一般來說源動力系統(tǒng)的使用環(huán)境決定了電動機額定電壓。在供電環(huán)境條件寬松時，一般容 量大的電動機盡量使用高壓低流的方式利于節(jié)能。其選擇的原則通常是根據拖動需要的轉速大小來決定。通常情況下，選擇電動機額定轉速要完全根據機械制造生產的實際情況，考慮到前期投入和后期維護等消費收益問題，考慮在過渡過程中上海工程技術大學 畢業(yè)設計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結構 設計 19 系統(tǒng)動態(tài)變化、電動機的損耗報廢等因素。但與運行機械相配合時，電動機的轉速 高則相應的拖動系統(tǒng)要求的傳動機構速比大，通常傳動機構配置復雜，經濟損耗增加，系統(tǒng)運行可靠性下降。其值規(guī)定為在正常工作溫度條件下，電動機的發(fā)熱狀態(tài)允許的運行時極限輸出功率。在源動力系統(tǒng)內運動的機械設備工作時也需要消耗機械功率，這一部分消耗的功率是由拖動電動機的軸伸端輸出提供支持的。電動機額定功率的選擇過程就是根據負載轉矩、轉速變化范圍、啟動頻繁程度等要求，考慮三個方面條件 :電動機的允許溫升、電動機的過載能力和電動機的啟動能力，配置合適額定功率的電動機。 (1)效率水平 效率提高體現(xiàn)在節(jié)能方面上，隨著電動機運行時間的增加，效率提高的節(jié)能效果十分明顯。 (2)啟動性能 選擇電機主要是選額定值，電動機的啟動性能往往被忽略，但啟動性能好是機器高效高能的主要表現(xiàn)，涵蓋了啟動轉矩、最大轉矩、啟動電流等項目。同時，為了保證機器運轉過程中拖動系統(tǒng)正常運行，需要足夠大的驅動力以保證電動機的過載保護。 (3)噪聲、振動水平 電動機的噪聲、振動水平從側面揭示了電動機設計、工藝、制造、裝配水平，是實地應用水平的重要檢測標準之一，一般在產品規(guī)劃階段技術要求一項中就要做明確要求。正常情況下，通風噪聲是影響噪聲水平的主要作用因素 。當交變磁拉力的頻率臨近鐵心機座原有的共振頻率時，電磁噪聲此時會突然增大，頻率范圍幅度變化從 700~4000Hz不等，此范圍內人 的聽覺可以清楚察覺引發(fā)不適的感覺，因此，電磁噪聲是需要特別抑制的主要噪聲。 剖析振動、噪聲產生的原因，我們可以粗略的認為高頻振動是噪聲產生的直接原因 。電動機的振動速度與電動機結構件的材質、強度、重量、尺寸及其間隙的配合等相關。 (4)溫升水平 電動機的溫度過高將導致電動機絕緣老化、機械強度 降低、使用壽命也有所縮短，情節(jié)嚴重時甚至燒毀整臺電動機。一臺額定功率確定的電動機，負載越大，損耗也隨之增多，導致單位時間內聚集的熱量過多，溫度上升至超過正常工作水平。電動機溫升是發(fā)熱、冷卻動態(tài)平衡狀態(tài)下的綜合性指標，電動機的功率與溫升存在著相互對應的關系，只有溫升極限值確定了才能進一步確定電動機的額定功率范圍，作出明智抉擇。我國生 產的電動機總體分成 3 個類別，分別為連續(xù)工作制、斷續(xù)工作制和定時工作制。保險起上海工程技術大學 畢業(yè)設計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結構 設計 21 見選用連續(xù)工作制的電機。在電動機和工作主軸之間可以安裝一級 V 帶傳動， V 帶具有傳動平穩(wěn)的特點，尤其能過緩沖吸振，適合本機器。 結論：在衡量各項參考因素，比較了若干種電機性能之后，本設計選用中小慣量交流伺服電動機，代號 FB，功率范圍小 于 ，該電機轉矩慣量比高，響應快，熱容量高，低速性能良好，精度高，可靠性好。其移動機構很大程度上決定了機器的整體規(guī)格。 圖 框架的選材：框架的選材除了要考慮經濟因素和功能分析外還要注意機器存放和抗氧化處理。上海工程技術大學 畢業(yè)設計（ 論文 ） 排球大力發(fā)球機結構 設計 22 金屬腐蝕的原因可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，化學腐蝕即是通常所說的氧化的過程如公式 。無論是化學腐蝕還是電化學腐蝕，金屬制品被腐蝕時特征明顯，一開始表面呈暗灰色失去了鮮亮的金屬光澤，逐漸形成褐色粉末狀銹蝕痕跡，最終發(fā)展成連片的褐色或者棕色的銹斑。極大的提高耐磨性、抗腐蝕性等，外部機箱也可以貼塑料膜作為防護。鋼材重量計算公式為 100???? LAm ?????????????????????? () M為質量， kg； A為斷面積； L為長度， m；； ? 為密度，3cmg；鋼取 ，不銹鋼取 . 傳統(tǒng)移動機構選用導軌式如圖 ，如今此類方法顯得笨重不合潮流，導軌使用起來極為不便 ，本機器采用萬向腳輪實現(xiàn)移動。萬向腳輪是統(tǒng)稱，從運動方向的角度分為活動輪和固定輪，活動輪允許 360 度旋轉，固定輪只做單向滾動，一般活動輪和固定輪搭配使用，例如手推車。 腳輪的選擇：可選用市場通用的成型產品，如圖 圖 腳輪的尺寸設計，可采買規(guī)格為 寸，直徑 38mm，安裝高度 ，最大載荷為 50kg 的組合腳輪。 喂球機構設計 喂球機構由儲球筒及運輸連管組成 運輸彎管的選材：因其沒有受到不必要沖擊，最主要要求為摩擦力較小可采用套接方式。 運輸彎 管的尺寸設計：長度約為 ，直徑為 d=25cm。材料建議使用玻璃鋼質地。對于等截面圓軸其強度條件為 ? ??? ??pWTm axm ax 圓軸剛度校核條件為 ? ???? ???????????oPGIT 1 8 0m a xm a x ????????????????? () ??? 表示單位長度許用扭轉角； ? ? mo單位均是和 ?? ； ??? 值根據有關設計標準確定。 擊球鋼板強度校核 彎曲正應力的強度條件 ? ??? ??zWM m a xm a x ????????????????????? () zW 為抗彎截面系數；其值與截面形狀和 尺寸有關； ??? 根據有關設計標準確定；M為力矩 F 與 a 的乘積。 調整擊球力量發(fā)球速度，應用公式 VMTF ??? ??????????? ???????????? () 擊球鋼板的尺寸設計，詳見 A0 圖紙 聯(lián)軸器、套筒選擇國標件及其適用的配置。 鋼絲網管的尺寸設計，長度為 ，圓周直徑為 d=28cm 由于排球在網管內運動速度高，也有一定的距離，尤其是在換向時會產生輕微沖擊采用套接有些勉強，為連接簡便仍使用套接，但在鋼絲網管內 排列一定數量的滾珠，使得排球移動時滑動摩擦轉換為滾動摩擦，減小了摩擦力因數，降低摩擦力，緩解了沖擊負荷從而保證不出現(xiàn)卡球現(xiàn)象。導向桿的尺寸設計高度為 h可自行選擇適宜的升降高度，本文給出樣例約 50cm。綜合各類發(fā)球機設計，都無法精確確定球的落點，即“指哪打哪”是不可能實現(xiàn)的，況且在體育比賽中球的落點就是充滿了不確定性。盡管如此，依然可以假設理想狀態(tài)，無氣流擾亂，無旋轉的情況下，設定接發(fā)球速度，角度，發(fā)球角度來確定球的受力情況及運行軌跡?？諝庾枇ο禂禐?? ，發(fā)球速度為 0v ， 21tt 分別為球在空中上升下落時間，根據經驗接發(fā)球角度約為 o30 ，空氣阻力系數 ?? 根據以下公式計算。 0v 約為 sm 。 應用公式 作用時間選取為 秒，可計算擊打用力為 ，取整為 20N。綜上所述確定了部分參數后，球的落點范圍是以 米為半徑， o30 包角的扇形邊緣軌跡。接發(fā)球速度要求越高，半徑越大，但旋轉參數會更小，初步估計接發(fā)球速度在 1830 sm 半徑在 米。 過渡管道設計 通道直徑選用 d=28cm，制造時切割面距離水平地面為 45度。主軸需要滿足一定的扭矩、強度要求，其應用公式詳見擊球系統(tǒng)應用公式，