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（毕业设计图纸全套）排球发球机的设计（含说明书）

排球发球机的设计摘要的集中力，而是带和带轮接触面上个点摩擦力的综合，故整个接触面上的总摩擦力即为带所传递的有效拉力，则由上式关系可知即带传动所能传递的功率为式中为有效拉力，单位为，为带的速度，单位为。将式代入，可得到由式可得出，带的两边的拉力和的大小，取决于预紧力和带传动的有效拉力。而由式可知，在带传动的传动能力范围内，的大小又和传动的功率及带的速度有关。当传动的功率增大时，带的两边拉力的差值也要相应地增大。带的两边拉力的这种变化，实际上反映了带和带轮接触面上摩擦力的变化。当其他条件不变且预紧力定时，这个摩擦力有极限值。这个极限值就限制着带传动的传动能力。带传动的最大有效拉力以及影响因素带传动中，当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值，亦即带传动的有效拉力达到最大值。这时，根据理论推导得出的柔韧体摩擦的欧拉公式，来表示出带的紧边拉力与松边拉力二者的临界值间的关系为其中，为摩擦系数为带在带轮上的包角，单位为。而由图可得，带在带轮上的包角为上式的，分别为小带轮及大带轮的节圆直径，可用小带轮大带轮的基准直径，近似代替。将式联立求解可得出以下关系式，其中单位为表示最大临界有效拉力，单位为也表示其临界值。由式可知，最大有效拉力与下列几个因素有关预紧力最大有效拉力与预紧力成正比，这是因为越大，带与带轮间的正压力越大，则传动时的摩擦力也就越大，最大有效拉力也就越大。但是过大，将使带的磨损加剧，以致过快松弛，缩短带的工作寿命。如过小，则带传动的工作得不到充分发挥，运转时容易发生跳动和打滑。包角最大有效拉力随包角的增大而增大。这是因为越大，带与带轮之间的接触面上所产生的总摩擦力就越大，传动能力也就越高。摩擦系数最大有效拉力随摩擦系数的增大而增大。这是因为摩擦系数越大，则摩擦力就越大，传动能力也就越高。摩擦系数与带及带轮的材料和表面的工况，工作环境条件等有关。带的应力分析带传动工作时，带中的应力有下几种拉应力紧边的拉应力松边的拉应力其中，的单位为拉力单位为为带的横截面积，单位为。弯曲应力带绕在带轮上时要引起弯曲应力，带的弯曲应力为式中，带的节面以上的高度，单位为带的高度，单位为带的弹性模量，单位为由式得出，当越大越小时，带的弯曲应力就越大。带绕在小带轮上时的弯曲应力大于绕在大带轮上时的弯曲应力。为了避免弯曲应力过大，基准直径就不能过小。离心应力当带以切线速度沿带轮轮缘做圆周运动时，带本身的质量将引起离心力。由于离心力的作用，带中产生的离心拉力在带的横截面上就要产生离心应力，单位为。这个应力可用下式计算式中，传动带单位长度的质量，单位为带的横截面面积，单位为带的线速度，单位为图表示了带工作时的应力分布情况。带中可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，此时的最大应力可近似地表示为由图可看出，带是处于变应力状态下工作的。即带每绕两带轮循环周时，作用在带上点的应力是变化的。当应力循环次数达到定值后，将使带产生疲劳破坏。图带工作时的应力分布情况带的弹性滑动和打滑弹性滑动由于带传动存在紧边和松边排球发球机的设计摘要题，在此基础上主要是研究合肥工业大学课题组所研制出的第代排球发球机器人，对其发球器部分的机械系统进行改进设计与分析，提出用带传动式发球来代替原先的摩擦轮式，并对该系统进行运动学和些简单的受力分析，使其在原有发球精确的基础上提高发球的速度和旋转。第二章排球发球中球的旋转和速度的分析.排球发球中的旋转球的几种现象排球发球器若要能真正提高运动员训练效果，就得能模拟国际上优秀排球运动员所发出的球，也就必须能够使发出的球达到定的速度旋转落点及其变化等的性能要求。由此可见，发球器所具有的功能是非常复杂的。但在设计改进发球器之前，我们必须得清楚发出球后，不同旋转的排球的运动情况。假设空气是粘弹性体。由于粘弹性的作用，旋转的排球带动球体周围的空气起旋转，使得球体周围的空气相对于球体的速度大小不等。根据流体力学的伯努利定律式中为空气的压强，为空气相对球体的速度,为空气的密度，为球体周围空气的相对高度，因非常小，且空气的密度也较小，伯努利定律可以表示为由此可见个重要的现象,即马格努斯效应球周围空气速度大的地方压强小，速度小的地方压强较大，由于排球球体周围的压强不等，即球体表面不同位置所受的空气压力不同，排球将改变出球时原定的轨迹。上旋球分析曲线为排球的旋转方向为排球不旋转时，空气相对排球质心的速度，也称来流速度表示由于排球的旋转引起的，排球表面不同位置的空气相对排球质心的速度，也称环流速度。假设排球由右向左发排球在空气中上前旋转飞行时，球体上部空气的环流速度与来流速度方向相反，球体上部空气的速度为，其大小为球体下部环流速度与来流速度方向相同，球体下部空气的速度为，其大小为，根据马格努斯效应原理排球上部所受空气的压强大于排球下部所受的空气的压强，排球将快速提前下坠，球出现比判断落点近的现象飞行轨迹向下弯曲。下旋球排球在空中下后旋转飞行时，球体上部空气的环流速度与来流速度方向相同，球体上部空气的速度为其大小为球体下部环流速度与来流速度方向相反，球体下部的空气速度为，大小为根据马格努斯效应原理排球下部所受空气的压强大于排球上部所受的空气的压强，压力差克服重力，延长了排球飞行时间，使球出现比判断落点远的现象。不旋球不转球在空中飞行时，球体上部和下部的速度大小相等均与来流速度相反，使得球体上下部空气的总速度相同，即上下不产生压强差。如果空气阻力很小或者忽略空气阻力，那么不转球在空中的运行轨迹就是平抛运动。右旋球排球在空中右旋飞行时，球体左侧空气的环流速度与来流速度方向相同，球体左侧空气的速度为其大小为球体右侧环流速度与来流速度方向相反，球体右侧的空气速度为大小为根据马格努斯效应原理排球右侧所受空气的压强大于排球左侧所受的空气的压强，排球将出现右旋飞行过程中向左偏拐的现象。右旋球排球空气中左旋飞行时，球体右侧空气的环流速度与来流速度方向相同，球体右侧空气的速度为，其大小为球体左侧环流速度与来流速度方向相反，球体左侧空气的速度为其大小为根据马格努斯效应原理排球左侧所受空气的压强大于排球右侧所受的空气的压强，排球将出现左旋飞行过程中向右偏拐的现象。总结对于优秀的排球发球手来说，其能发出上述各种方式的旋转球，且球速基本能达到发球速度的极限值，而发球机器人的工作目的是模拟运动员的发球过程，因此对于球速和发球方向的控制精度直接决定系统的使用效果。在本研究中，发球机器人主要由发球器和发球挡板两部分组成，其中发球器控制球速和旋转，而发球挡板控制发球高度并影响排球最终的旋转及发射角度。.排球发球器工作原理合肥工业大学课研组研究出来的第代发球器的原理如图所示整个机构由两个飞轮和个推动排球上下运动的托盘组成，采用变频器控制电机驱动飞轮转动的方式，托盘升降采用电磁铁直接驱