机械设计课程设计—网球训练发球机
机械设计课程设计—⽹球训练发球机
机械原理课程设计
说明书
设计题⽬⽹球训练发球机
专业
班号
设计者
指导教师
完成时间
⽬录
⼀．设计背景及设计任务 (2)
⼆．最初⽅案设想 (2)
三．基本功能分析及最终⽅案 (2)
四．解决⽅案的简单说明 (3)
五．相关设计 (3)
六．相关数据计算 (4)
七．设计总结 (7)
⼋．参考⽂献 (7)
⼀．设计背景及设计任务
起源于法国的⽹球现在成为了全世界最流⾏的球类运动之⼀，深受户外运动⼈⼠的喜爱。但事实上，作为⼀个对抗性的运动，当你只有⼀个⼈的时候，或许也只能徒唤奈何了，⽽我们的这个⽹球发球机的设想，便是为了应对这种情况⽽产⽣的。尽管可能⽆法获得如同与⼈对抗时的乐趣，但对于技术的提⾼与⾃⾝的锻炼还是有很⼤的帮助的。
经过我们⼩组分析讨论，我们⼀直认为⽹球发球机是⼀个很有前景的机械设备，所以我们决定设计⼀个⽹球训练发球机。
⼆．最初⽅案设想
原理：采⽤抛⽯机原理，考杠杆把球抛掷出去
优点：结构简单，便于设计
缺点：因为是连杆，所以速度不能过⾼，如果速度过⾼，将产⽣强烈震动。
三．基本功能分析及最终⽅案
功能基本要求： 1.⾃动连续发球
2.发球速度可调，且具有⼀定的速度
3.落点的随机性
4.必要时可以加上下旋
最终⽅案：
顶盘承载球，转盘每转⼀圈可实现⼀次发球，球落⼊通道后进⼊摩擦轮中间，接着有摩擦产⽣的速度带出。
四．解决⽅案的简单说明
顶盘承载球，转盘每旋转⼀圈⽚刻实现⼀次罚球，球落⼊通道后进⼊摩擦轮中间，接着有摩擦产⽣的速度带出。的两岸滑块是锯齿结构，其与主体部分底部的半齿轮啮合可以带动主体的左右旋转。⾃动发球的连续性可以有出转盘的旋转周期⼤⼩确定，发球速度由摩擦轮的速度控制，上下旋可由上下摩擦轮的速度相对性决定，出球⾓度的左右旋问题取决于连杆锯齿的运动。
因此，可以近似地认为出球具有随机性。
五．相关设计
1.出球
组成零件：顶盘，底盘，转盘，电主轴
网球场地标准尺寸2.发球
组成零件：输球通道，摩擦轮系，动动⼒源电机
3.左右旋
组成零件：⼩型电机，凸轮，连杆，锯齿，主体转盘
凸轮
连杆
锯齿
4.⽀撑
组成零件：矩形⽀撑台，四个可调⾼度⽀撑架
六、相关数据计算
1 ⾸先⽹球通过球⽹所需数据
相关数据：标准⽹球场地尺⼨：22.77m（长）×8.23m（宽），⽹球中⼼上沿距地⾯为0.914m。⽹球发球装置的放置⾼度约
1.25m。
2、发球位置及球速确定
⽔平⽅向：L=Vx*t
竖直⽅向：H=1.25-0.5*g*t^2
H=0 则 t=0.505s
球落到⽹⾼的时间
H=0.914 则 t=0.262s
本设置了左右摇摆，所以发球时应位于球场中线处，图⽰如下。
A、确定发球地点
此时 x : y=0.93
假设球从底线发出，即接球点距⽹距离为半场长度的0.93倍，则导致接球围⼤⼤减⼩，不适合。
解决⽅案：移动发球机位置，减⼩发球机到⽹的距离。
B、下⾯确定发球机到⽹的距离
⼀般的⽹球球速为20~25m/s，现在取发球速度为20m/s
⽹球顺利通过球⽹且不超出⽹球场围的条件：
当⽹球左右摇摆到最⼤⾓度可以通过⽹时，其他的地⽅也可以成功
所以计算当⽹球左右摇摆到最⼤⾓度刚好擦⽹⽽过且不超出⽹球场围的数据L=1/1.93*0.505*20=5.23所以确定发球机到⽹的距离为5.23m
C、计算最⼤球速
V=(L+22.77/2)/0.505=32.2m/s
结论： 1 发球机到⽹的距离为5.23m
2 球速20~32.2m/s
3、轮数及齿数的选择

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