枪球设计说明书.docx

枪球设计说明书设计者:艾玉洪,沈兵,袁武,雷锐,徐玲,杨清蓉指导老师:景璐璐所在单位:上海理工大学机械工程学院设计背景:台球运动是一项在国际上广泛流行的高雅室内体育运动,现在伴随着经济建设的迅速发展,台球也和其他运动一样得到普到普及发展,大中城市许多体育场馆、俱乐部、娱乐中心、大宾馆、饭店都设有台球厅、室。但普通家庭无太大空间放置球桌,而经营性场所不能满足低消费需要。为此,我们设计了结构小巧,使用灵活,占地空间小,适合家庭游戏室、野外娱乐的微型台球。且不同于以往台球玩法,带来全新体验。设计方案及选择:本作品利用简单的机械结构,实现击球与收杆。以下是我们关于枪体的两个方案:方案一:图一其中,1为击球杆杆头,2为枪管,3为弹性挡垫,4为击球杆,5为齿条,6为发力弹簧,7为扳机,8为上膛滑块与上膛棘爪,9为回力弹簧(备注:枪管尾部自行车龙头未画出,带动8与9的是两段钢丝绳;上膛棘爪与上膛滑块之间是有回复弹簧,初始上膛棘爪斜放)图二原理:,刹车闸拉动钢丝绳,如图,钢丝绳将8中的上膛棘爪从倾斜位置克服回复弹簧作用,拉至竖直位置,与齿条5底部咬合,通过钢丝绳拉动,带动齿条运动。:扳机与结构尺寸如上图,其中扳机有一回复弹簧,当滑块带动齿条运动时,齿条会将扳机压下,继而扳机会通过回复弹簧扣住齿条。方案缺陷:1).上膛滑块与上膛棘爪部分,钢丝绳在拉动上膛棘爪的时候,上膛滑块有着竖起的过程,这样钢丝绳不是水平直线拉动滑块,而是在竖直方向上产生了位移,不利于滑块的运动。2).扳机部分,此扳机为适合枪体结构而设计,但是为一费力杠杆,且易产生自锁现象,导致不能释放齿条。3).弹性挡垫部分,因为球杆是圆柱形,弹性挡垫虽然可以阻止击球杆弹出枪管,但不能阻止击球杆的旋转,击球杆的旋转进而带动齿条的旋转使得击球枪无法正常击球。方案二:(枪体最终版)(发力弹簧)(备注:枪管尾部自行车龙头未画出,带动8与9的是两段钢丝绳;上膛棘爪与上膛滑块之间是有回复弹簧,初始上膛棘爪被枪管压下)原理:枪体外壳底部开有槽,上膛棘爪被枪体外壳压下,当钢丝绳拉动挂档栓滑块时,上膛棘爪被回复弹簧弹起,与齿条咬合,带动齿条移动,齿条进而与扳机扣合。装在扳机上的钢丝绳拉动扳机,释放齿条,从而将球击出。对比方案一的优点:钢丝绳直接装在挂档栓滑块上,避免了钢丝绳的竖直方向位移,更加平稳;扳机结构改进,新的扳机是一省力杠杆,且不会产生自锁现象;在枪体外壳上方开了一个槽,安装了一个准心在齿条上,即防止了齿条相对转动,也可以用来瞄准,一举两得。关于球桌及连接机构的两个方案:方案一:球桌连接机构整体效果图方案一的连接机构为一简单的滑块,通过在桌子四周导槽中移动带动枪体移动。但是有很多缺陷:;,滑块易摇摆。为此,我们重新设计了连接机构与球桌,如图所示:枪管底部有一滑块导槽,供一滑块运动,从而枪管与滑块间可相对移动;滑块与连接机构上部铰链连接,可实现枪体高自由度转动。连接机构底部安装有滚轮,与桌子上表面边缘成型导轨相配合,滚轮沿导轨内部滑动,可实现枪体沿球桌边缘移动。利用上述机构,可实现桌面方向二维移动及三个自由度的转动,从而实现全方位击球。326541整体工作原理::运动时,枪体2上的运动滑块导轨5可与连接机构6相对滑动,且通过铰链方式连接,墙体有可以高自由度转动,同时,桌子上有导轨,连接机构可沿导轨将枪体带到桌子四周,从而可以全方位击球。设计计算::根据实际操作,刹车闸每动一下,——,,故每动一次刹车闸,可移动一齿,,,实际上膛,根据齿条长度,最多可移动4齿,一齿即为一个击球档位,从而,整个桌球枪有四个档位变换。发力弹簧选用了劲度系数为500N/m的弹簧,当4齿全部上膛,可有最大力度,此时x=,击球枪可以提供的最大动能为Ek=1/2k*x*x=*500**=,设球与杆完全接触,且球弹出速度为v,则Ek=1/2m*v*v,,则球速会在0—(球杆与球有一段距离时球速会降低)。而回力弹簧与回复弹簧也选用了一定劲度系数,其中回力弹簧所需力很大,为将挂档栓滑块顺利拉回,我们选用了300N/m的回力弹簧,而另外两个回复弹簧仅需50N/m的弹簧即可。:上膛棘爪和扳