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1、中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 目錄 一、設(shè)計背景及研究現(xiàn)狀 2 二、設(shè)計方案 2 2.1.整體設(shè)計 3 2.2.動力系統(tǒng)設(shè)計 3 2.3.傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 3 2.4.具體部分的連接設(shè)計 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使用說明 11 4.3應(yīng)用前景及市場 11 五、設(shè)計感想 12 六、組內(nèi)分工及評分情況 14 6.1具體分工...............................

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

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

4、，而這個升降臺是由兩個齒輪的傳動帶動齒條作為升降臺的主要升降桿件做上下運(yùn)動，而上面包裹桌球的擋板會隨著升降臺的完成升降過程而開始伸展，從而完成一次完整的擺球放球操作. 2.2.動力系統(tǒng)設(shè)計 本系統(tǒng)的動力系統(tǒng)很簡單-如下圖的小齒輪，需要一個小電機(jī)帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，同時帶動大齒輪運(yùn)動引起齒條的上下運(yùn)動，從而完成具體運(yùn)動過程。（具體轉(zhuǎn)速分析見第三章） 2.3.傳動結(jié)構(gòu) 如下圖所示轉(zhuǎn)動齒條帶上帶有兩個三角支架，其中齒條之間的三角支架是一個用于連接的作用，方便支撐與整理臺球三角臺相連的舷板的收放。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、動會通過活塞把上面的三角支架帶動，而臺球三角板和舷板的運(yùn)動全部由它帶動。 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，下圖所示是滑動三角支架與曲桿的下端通過鉚釘連接 下圖所示是上面的與活塞相連的三角支架與曲桿的通過兩個鉚釘連接 下圖是臺球三角板和側(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活頁連接會更緊密一些，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):國際8球制用球直徑為57.1

6、5mm 桌球桌：外沿尺寸長為2810mm,寬1530mm 內(nèi)沿尺寸長為2540mm，寬為1270mm 桌高850mm 1.三角支架 水平桿的長為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 水平桿長度為90mm 套筒高度為40mm 4.連桿 套筒長度為57.74mm 5．升降機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)簡圖 F(n)=3*n-2*(Pi+Ph) N=12 Pi=17 Ph=0 F=2 由自由度可知，設(shè)計符合運(yùn)動要求。 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 傳動比w=3 四、其他 4.1成本預(yù)算 整個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50元、 活塞及三角形鐵板共30元 其他共計40 共計約450元 4.2使用說明 該產(chǎn)品可用于娛樂廠、臺球室、家用等，使用簡單，方便，安全。只需插上電源，打開開關(guān)，待一局結(jié)束后把球完全入袋就能達(dá)到自動擺球的效果。該產(chǎn)品簡易、穩(wěn)固、安全、花費(fèi)低。在臺球運(yùn)動中是廣大球友的好幫手。簡單便捷是您的最佳選

8、擇。 4.3應(yīng)用前景及市場 1） 產(chǎn)品特色： 產(chǎn)品簡單可行，成本低。 2） 市場： 隨著臺球運(yùn)動的普及度極速增加，臺球進(jìn)入了廣大的娛樂、校園、家庭，而大部分人也都會喜歡自動桌球臺的這個裝置，它帶來的不僅僅是方便，更是一種對現(xiàn)代科技的體驗，體現(xiàn)我們的機(jī)械自動化正在越來的用于民用，讓我們體驗到科技的發(fā)展。而且這一款簡單的裝置簡單、易操作、成本低，所以我們的這款產(chǎn)品應(yīng)該是大有市場的，我們期待它帶來的便捷和改變。 五．設(shè)計感想 在本次設(shè)計過程中，我們遇到了很多困難，也從中學(xué)會了很多書本上學(xué)不到的東西。要設(shè)計一個產(chǎn)品，必須得先了解這種產(chǎn)品的社會需求，社會用途，以及同類產(chǎn)品的缺陷及成本等等

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

10、么羅嗦的，小氣的人搞出來的東西就是一副小家子氣，不負(fù)責(zé)任的人搞出來的機(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)計理念，設(shè)計風(fēng)格，就是不一樣，這樣搗騰出來的東西就有了獨(dú)特的靈魂。行家一看就知道，這是用心的杰作。 在抄襲的時候積累了經(jīng)驗就要抱著否定的態(tài)度學(xué)習(xí)。查閱資料，多看些經(jīng)典的設(shè)計案例，和設(shè)計的禁忌，與自己接觸過的一些東西進(jìn)行對比，就有了大的提高。就可以在現(xiàn)有的機(jī)器上動手術(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；或者進(jìn)行結(jié)構(gòu)精簡，保留一些常用功能，降低成本，滿足些買不起那么也用不上多功能的客戶的需求。做到這樣就可以稱的上做機(jī)械設(shè)計開始入門了。能

11、不能成為世界級的發(fā)明家這個事情很難說的，呵呵。但是憑自己多年經(jīng)歷見識，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。與其用一生的時間去研究永動機(jī)之類的高深課題，或者搞一些莫名其妙不能創(chuàng)造任何價值的所謂專利，不如用自己有限的生命去做些能在這個美麗的星球上留下點印記的事情。到時候老得快死了，臨終的時候還會想到，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。 一個真正談的能稱之為 機(jī)械設(shè)計工程師， 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%的努力其實說的并不是只要下苦工就會有成就。這句話說的是若一個人對某個職業(yè)沒有那1%

12、天分，再勤奮也是沒有用的。勤奮是一個發(fā)掘自己天分的一個途徑，是有所成就的必須條件之一，而不是全部。絕對不是。 機(jī)械零件材料選用的原則要考慮三個方面的要求 1、使用要求（首要考慮）： 1）零件的工況（震動，沖擊，高溫，低溫，高速，高載都應(yīng)當(dāng)慎重對待）； 2）對零件尺寸和質(zhì)量的限制； 3）零件的重要程度。（對于整機(jī)可靠度的相對重要性） 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（盡量用廉價材料來代替價格相對昂貴的稀有材料，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)計的基本要求 a) 對機(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) 對機(jī)器經(jīng)濟(jì)性的要求 設(shè)計經(jīng)濟(jì)性，在短的時間里投產(chǎn)上市，撈回開發(fā)期間的消耗，甚至邊設(shè)計邊制造 使用經(jīng)濟(jì)性 要有最佳的性能價格比（產(chǎn)品在小批量做開始賺了，再來改的更好） 2、對機(jī)械零件設(shè)計的

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常見標(biāo)準(zhǔn)件。 d) 對可能系列化的產(chǎn)品，盡可能的在開始設(shè)計的時候考慮零件的通用性，無法通用的也要盡可能的在結(jié)構(gòu)上類似，以減少制造過程的工藝編排，夾具工裝設(shè)計的工作量。 六、組內(nèi)分工及評分情況 1.具體分工 畫圖設(shè)計 楊賓 報告設(shè)計 冉闖闖 PPT設(shè)計 胡方圓 校檢答辯 蘇偉 在具體的實踐中我們也相互討論進(jìn)行 2.本組組內(nèi)評分情況 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)計手冊》 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