篮球架后调节机构的设计3

钳工技师毕业论文

题目：可调式篮球架

后调节设计

专业：钳工

姓名：李永超

2012年7月13日

目录

一、概述

二、设计思路

（1）、高度调节的用处

（2）、省力机构设计

（3）、自锁功能

三、设计内容

（1）、传动机构的设计

（2）、安全方面的设计

（3）、加工工艺方面的设计

（4）、强度设计

（5）、功能说明

四、安装说明

（1）、安装所需工具

（2）、安装明细表

（3）、安装步骤

（4）、实验检验

篮球架后调节机构的设计

一、概述

进入二十一世纪的人们对生活质量逐渐的提高，相对应的对自身的锻炼及身体健康尤其注重，各种锻炼器材络绎不绝的出现在人们的生活中，对于篮球人们的追求在于锻炼自身的灵活性。而在选择运动锻炼身体的时候有很大一部分人去选择了打篮球，打篮球不仅能增广自己的交友圈也能调节紧张的学习和工作生活中的压力，同时学到更多的东西，集思广益，在打篮球的活动中有益骨骼的生长发育，能让自己身体各部分更加协调又可以调高自己的团队协同及合作能力，给自己注入一种团队精神。针对于打篮球一族篮球架当然是必不可少的，优质的篮球架可以给人们一种安全的健身运动的环境。针对于做好每一款篮球架，让每款篮球架都能人性化的去使用是我们追求的目标。于是我们在普通篮球架的基础上进行了人性化的设计以及增强了它的机械性能和可调节高度的性能。因为篮球架长安装在健身场所、运动场地、学校的操场以及工作单位的院内，安装范围广及安装不受场地限制。让人们锻炼身体，增强人们的身体素质，为了能适用给各年龄段需要各中高度的需求我们设计篮球架高度的机械调节性能，实用性普及至各年龄段，以应对市场的需求。

二、设计思路

1、高度调节的用处

一般篮球架都是固定式的，高度是不可调的因此只能适合成人娱乐健身，考虑到孩子以及学生等各年龄段人们的身高问题，所以在一般篮球架的基础上设计上一个可调高度的部件，这个可调节高度的机械部件加工简单、安装简洁、外观优美等特点。它的设计是为了提高普通篮球架缺少的高度调节功能，可自由调节高度。而且调节时所用的力很小，连小朋友都能进行高度调节。本款后调节的设计中还带有锁死高度防止乱调节的情况，高度调节到一定高度是可以锁死摇柄，更加贴切人性化设计。后调节的高度调节由梯形丝杠螺母副传递力到直齿锥齿轮副经过齿轮将力传动到手柄上。最后到手柄的力是很少一部分大约在10KG左右，这样对于各个年龄段的人都可以根据自身的高矮既不费力又能方便的进行调节适合自己的蓝球板的高度。因为适用于各个年龄段的人群使用，所以高度调节是有必要而不可缺少的！

2、省力结构设置，能方便进行调节

篮球架后调节省力主要体现在有丝杠、齿轮以及摇柄的个结构省力配合,篮球板的重量经过上下支撑将重力传送到丝杠上，由梯形丝杠及螺母副配合传递将力传动到下端的齿轮副，经过丝杠螺母副和齿轮的传动比最后经过齿轮传递到摇柄的力就很小很小。计算作用在后调节机构的静态作用力：主要考虑后调节结构需要的调节力是多大！当篮板的重量通过下支撑架作用在后条件丝杠中的力量，经过丝杠作用在要柄上的力量就是最后作用在人得手上的力量，也就是人需要用多大的力就可以将篮球板轻易的摇动起来。

①．计算作用在丝杠上的力量是多少？

即F1*L1=F2*L2

F1=100KG F2=? L1=1626.23mm L2=355mm

因为F1*L1=F2*L2

所以F2=F1*L1/L2

F2=100*1626.23/355

=458KG

经过计算得作用在丝杠上力是458KG，因篮板的总重量在100KG以内，而丝杠能承受的拉力在458KG，丝杠所能承受拉力远远要高于篮板自身的重量，所以在安全方面和承受载荷的方面是满足要求的。

②．计算丝杠作用在摇柄上的力是多大？

③．经过计算得出需要用多大的力就可以将篮板摇动？

动态作用力：主要考虑强度方面。假设一个人重量按照正常情况是100KG,然后作用篮圈的人体冲击重量是3倍，计算出作用在后调节丝杠的力量是多大？既100*3=300KG

F1*L1=F2*L2

F2=300KG*1626.23/355

=1374.27KG

查资料得丝杠螺母副中选用直径为20mm的梯形丝杠，其额定动负载为76000N 既76000N=7600KG

因为假设一个人重量按照正常情况是100KG然后作用篮圈的人体冲击重量是3倍的话，那么承受在丝杠上的力是1374.27KG 而丝杠本身所能承受的额定负载为7600KG

所以丝杠本身的所能承受的额定负载远远要大于人体在蓝圈上的冲击动作用力的，所以丝杠是稳定的安全的。

根据材料的抗拉强度和作用面的截面积，计算出丝杠能够承受的拉力是多大？

这两个力进行比较，相差悬殊，不需要进行详细的强度计算！

（1）丝杠省力。

丝杠是一种精度很高的零件，能将旋转运动变成直线运动的传动副零件，它能精确地确定位置将旋转运动转换成直线运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。

丝杠的选择：考虑到篮球架高度调节的方便快捷，在他的后调节机构中选用的是梯形丝杠。

（2）斜齿轮副部分

作用有两个方面，一个是将丝杠的垂直力转变成水平力完成变向，另一个是省力i2=0.75

(3) 摇柄部分

摇柄部分从省力和方便操作方面考虑,也分两个部分：

一个手握部分的特殊设计，在进行操作的时候，手把套可以随着调节位置自由转动。

另一个摇柄的长度形成一个很大的传动比

（4）弹簧筒省力

弹簧筒主要使用一大一小两个压簧组成的一个省力结构，当摇柄旋转的时候篮球板上升，而此时弹簧筒起到了一个减小拉力的作用，通过下支撑架将一部分力转移到了弹簧筒上弹簧筒受力压缩，从而减轻了丝杠和齿轮的受力从而手柄摇动更加轻松。当摇动手柄旋转篮板下降的时候，受力压缩的弹簧筒此时不受外力开始伸张，通过下支撑架将力转移到后调节上从而使后调节中的丝杠减少了由于篮板重力给予丝杠往下的拉力，给丝杠减轻一部分力量，从而起到了省力的作用。3，自锁功能

在传动中我们利用了梯形螺纹螺母副，Tr20*4d的螺杆，螺距为4mm，中经为φ18mm经过计算得角度为4.05o，比普通的角度要小所以有自锁功能。当螺杆与螺母间没有自锁功能时，摩擦系数小就会自动旋转，如千斤顶的中的矩形丝杠，如果没有自锁功能的话当人不给它一个力的时候螺杆本身就会自动旋转导致危险。在本款后调节设计中没有自锁功能的话将会导致篮球板调到一定高度的时

候，当摇柄上没有一个外在力的话丝杆就会自动旋转从而导致篮球板由原来的高