(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống máy bắn bóng tennis tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG
MÁY BẮN BÓNG TENNIS TỰ ĐỘNG

GVHD : ThS. NGUYỄN TRỌNG HIẾU
SVTH : NGUYỄN XUÂN HUY
MSSV: 12143325
BÙI XUÂN MẾN
MSSV: 12143338
PHAN TUÂN
́ BẢO
MSSV: 12110328
NGUYỄN HOÀNG TÙNG
MSSV: 12143445
THÁI QUANG VINH
MSSV: 12143261

S K C0 0 4 6 1 9

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2016

do an


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

e
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG
MÁY BẮN BÓNG TENNIS TỰ ĐỘNG

SVTH

: NGUYỄN XUÂN HUY - MSSV: 12143325
BÙI XUÂN MẾN – MSSV: 12143338
PHAN TUẤN BẢO – MSSV: 12110328
NGUYỄN HOÀNG TÙNG – MSSV: 12143445
THÁI QUANG VINH – MSSV: 12143261

Khóa

: 2012-2016

Ngành

: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD : ThS. NGUYỄN TRỌNG HIẾU

TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2016

do an

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***---Tp. Hồ Chí Minh, ngày--- tháng--- năm 2016

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Xuân Huy – MSSV: 12143325
Bùi Xuân Mến – MSSV: 12143338
Phan Tuấn Bảo – MSSV: 12110328
Nguyễn Hoàng Tùng – MSSV: 12143445
Thái Quang Vinh – MSSV: 12143261
Ngành : Công nghệ chế tạo máy

Lớp: 12143CL3

Giảng viên hướng dẫn: ThS.Nguyễn Trọng Hiếu
Ngày nhận đề tài:

Ngày nộp đề tài:

1. Tên đề tài: Nghiên cứu,thiết kế,chế tạo hệ thống máy bắn bóng tennis tự động.
2. Số liệu,tài liệu ban đầu:


Các số liệu về tính cấp thiết,mức độ quan trọng của vấn đề cần nghiên cứu.



Nghiên cứu tổng quát về máy bắn bóng tennis.



Các yêu cầu đối với hệ thống.



Nghiên cứu phương pháp tính tốn thiết kế và cơ sở để thiết kế hệ thống.

3. Nội dung thực hiện đề tài:


Báo cáo nghiên cứu tổng quan tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu.



Tính tốn, thiết kế hệ thống.



Các tính tốn và thiết kế phần cơ khí.



Chế tạo, lắp đặt.



Khảo sát và đánh giá.
i

do an




Kết luận.

4. Sản phẩm:


Mơ hình máy bắn bóng tennis tự động

Trưởng Khoa

Giáo viên hướng dẫn

ii

do an


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Xuân Huy – MSSV: 12143325
Bùi Xuân Mến – MSSV: 12143338
Phan Tuấn Bảo – MSSV: 12110328
Nguyễn Hoàng Tùng – MSSV: 12143445

Thái Quang Vinh – MSSV: 12143261
Ngành: Công nghệ chế tạo máy
Tên đề tài: Nghiên cứu,thiết kế,chế tạo hệ thống máy bắn bóng tennis tự động.
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Trọng Hiếu
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

iii

do an


4. Điểm đánh giá cụ thể:

TT

ĐIỂM

ĐẠT
ĐƯỢC

ĐIỂM
TỐI ĐA

MỤC ĐÁNH GIÁ

1

Hình thức và kết cấu luận án
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nợi dung của các
mục
Tính tổng quan, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Tính cấp thiết của đề tài
Phương pháp nghiên cứu
2
Nội dung nghiên cứu
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hợi,… để giải quyết vấn đề
Khả năng phân tích/tổng hợp
 Khả năng thực hiện thiết kế và chế tạo hệ thống, máy
móc, hoặc thiết bị,…(đối với đề tài theo hướng công
nghệ)
 Khả năng thực hiện nghiên cứu, đề xuất phương pháp
hoặc quy trình,… có tính mới và sáng tạo, đáp ứng yêu
cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế (đối với đề tài
theo hướng nghiên cứu)
Khả năng cải tiến và phát triển đề tài
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

ngành,…
3
Điểm thưởng
Các ĐATN có một trong các tiêu chí sau sẽ được cơng thêm
10 điểm:
- Thuyết minh ĐATN viết bằng tiếng Anh
- ĐATN báo cáo bằng tiếng Anh
- Kết quả ĐATN viết được 1 bài báo khoa học (Hợi nghị,
tạp chí chun ngành,…)
- ĐATN được chuyển giao cho cơng ty (có giấy xác nhận
của cơng ty)
Tổng điểm
(*) Nếu > 100 sẽ qui đổi thành 100 điểm
Tổng điểm quy đổi (hệ 10)
(*) Nếu > 10 sẽ qui đổi thành 10 điểm

20
5
5
5
5
80
10
5

50

10
5
10

10

100
10

5. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng?
......................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
năm 20….
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

iv

do an


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Xuân Huy – MSSV: 12143325
Bùi Xuân Mến – MSSV: 12143338
Phan Tuấn Bảo – MSSV: 12110328
Nguyễn Hoàng Tùng – MSSV: 12143445
Thái Quang Vinh – MSSV: 12143261
Ngành: Công nghệ chế tạo máy

Tên đề tài: Nghiên cứu,thiết kế,chế tạo hệ thống máy bắn bóng tennis tự động.
Họ và tên Giáo viên phản biện: Th.S Đặng Minh Phụng
NHẬN XÉT
1.

Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2.

Ưu điểm:

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
3.

Khuyết điểm:

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

v

do an

4. Điểm đánh giá cụ thể:

TT

ĐIỂM
ĐẠT
ĐƯỢC

ĐIỂM
TỐI ĐA

MỤC ĐÁNH GIÁ

1

Hình thức và kết cấu luận án
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nợi dung của các
mục
Tính tổng quan, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Tính cấp thiết của đề tài
Phương pháp nghiên cứu
2
Nội dung nghiên cứu
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hợi,… để giải quyết vấn đề
Khả năng phân tích/tổng hợp
 Khả năng thực hiện thiết kế và chế tạo hệ thống, máy
móc, hoặc thiết bị,…(đối với đề tài theo hướng công

nghệ)
 Khả năng thực hiện nghiên cứu, đề xuất phương pháp
hoặc quy trình,… có tính mới và sáng tạo, đáp ứng yêu
cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế (đối với đề tài
theo hướng nghiên cứu)
Khả năng cải tiến và phát triển đề tài
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành,…
3
Điểm thưởng
Các ĐATN có một trong các tiêu chí sau sẽ được cơng thêm
10 điểm:
- Thuyết minh ĐATN viết bằng tiếng Anh
- ĐATN báo cáo bằng tiếng Anh
- Kết quả ĐATN viết được 1 bài báo khoa học (Hợi nghị,
tạp chí chun ngành,…)
- ĐATN được chuyển giao cho cơng ty (có giấy xác nhận
của cơng ty)
Tổng điểm
(*) Nếu > 100 sẽ qui đổi thành 100 điểm
Tổng điểm quy đổi (hệ 10)
(*) Nếu > 10 sẽ qui đổi thành 10 điểm

20
5
5
5
5
80
10

5

50

10
5
10

10

100
10

5. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng?
......................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
năm 20….
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

vi

do an


LỜI CẢM ƠN
Sau khi nhận đề tài, với sự nổ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ của Quý
thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, đặc biệt là thầy cô Bộ môn Công
nghệ chế tạo máy thì đồ án tốt nghiệp của chúng em đã hoàn thành. Qua thời gian thực

hiện đồ án tốt nghiệp chúng em đã học hỏi được rất nhiều kiến thức quý báu. Hôm nay
chúng em đạt được kết quả này là nhờ vào sự dạy dỗ và truyền đạt kiến thức của q
thầy cơ trong trường, chính q thầy cơ đã tạo nền tảng kiến thức và giúp đỡ chúng em
giải quyết được những khó khăn trong q trình thực hiện đồ án.
Đầu tiên chúng em xin cảm ơn Ban giám hiệu, quý thầy cô trong trường, đặc
biệt là quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ Chế tạo máy đã quan tâm và tạo điều kiện
thuận lợi cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Tiếp theo chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Trọng
Hiếu. Với sự hướng dẫn tận tình của Thầy, Thầy ln quan tâm, động viên và theo sát
q trình thực hiện của chúng em, giúp cho chúng em giải quyết được các vấn đề khó
khăn gặp phải khi thực hiện để hoàn thành tốt đề tài này.
Bên cạnh sự giúp đỡ của q thầy cơ, cịn có sự giúp đỡ của người thân, các
bạn học và mọi người xung quanh, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả
mọi người đã quan tâm giúp đỡ để cho chúng em đạt được kết quả như ngày hôm nay.
Chúng em xin chân thành cám ơn
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Xuân Huy -Bùi Xuân Mến -Phan Tuấn Bảo
Nguyễn Hoàng Tùng -Thái Quang Vinh

vii

do an


TÓM TẮT
Đề tài này tập trung nghiên cứu vấn đề thiết kế, chế tạo máy bắn bóng tennis
nhằm phục vụ trong học tập và cơng việc tốt nghiệp. Sau đó đề tài nhằm mục đích tạo
ra máy bắn bóng tennis đáp ứng được nhu cầu sử dụng của người mới tập chơi lẫn các
vận động viên chuyên nghiệp trình độ cao mang thương hiệu Việt.
Với mục đích đó, nhóm sinh viên đã nghiên cứu, khảo sát thực tế các vấn đề

như: các phương pháp bắn bóng tennis, cơ cấu thay đổi hướng bắn (thay đổi điểm rơi
của bóng), cơ cấu cấp bóng cho cơ cấu bắn..
Mặc dù thời gian có hạn nhưng đồ án đã giải quyết được nhiệm vụ yêu cầu :
1.

Báo cáo nghiên cứu tổng quan tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu.

2.

Tính tốn, thiết kế hệ thống.

3.

Các tính tốn và thiết kế phần cơ khí.

4.

Chế tạo, lắp đặt.

5.

Khảo sát và đánh giá hệ thống.

Những vấn đề nghiên cứu trên được hiện thực hóa bằng mơ hình máy bắn bóng
tennis thực tế. Mơ hình này sử dụng hai bánh đai bắn bóng có khả năng tạo được các
cú giao bóng với độ xốy khác nhau.Nịng bắn với cơ cấu lắc có thể chuyển động linh
hoạt trong khơng gian có khả năng tạo được các cú giao bóng đa dạng có trong thực tế.
Sau khi chế tạo xong mơ hình, máy bắn bóng tennis có thể bắn bóng qua sân
đối phương theo những điểm rơi khác nhau trong giới hạn cho phép với những đường
bóng thấp, bổng, xốy tạo tính ngẫu nhiên cho người chơi.

viii

do an


SUMMARY
The subject matter focuses on the design, manufacturing of the tennis ball
launcher to serve in school and graduation work. The subject also aims to create a
made-in Vietnamese tennis ball launcher that meet user needs, new player and
professional qualified athletes.For that purpose, the researching group has studied,
surveyed issues such as: the method of ball launching, the direction changing structure
(change of ball point fall), ball feeding structure for launching ..
Despite the time constraints, but the group’s scheme has achieved the required
task:
1. Overview reports for the urgency of the research topics.
2. Calculation, design the system.
3. The calculation and design of mechanical parts.
4. Manufacturing and installating.
5. Surveying and evaluating the system.
The subject matter is realized by a tennis ball launcher model. This model uses
two-wheel belt that are capable of creating shots with different level of spin. The
direction changing structure with flexibility in space can provide a variety of ball
serving in fact.
After the model is completed, the tennis ball launcher can shoot the ball towards the
opponent's field at different falling points within the limits allowed for low balls, high
balls, random vortex that created for players.

ix

do an


MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA ............................................................................................. TRANG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................. i
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .......................................... iii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ............................................... v
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................vii
TÓM TẮT ................................................................................................................. viii
SUMMARY ................................................................................................................... ix
MỤC LỤC ...................................................................................................................... x
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... xiii
DANH MỤC HÌNH ẢNH,BIỂU ĐỒ ....................................................................... xiii
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN ........................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................1
1.2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài .................................................2
1.3. Giới hạn của đề tài ................................................................................................3
1.4. Mục đích và đối tượng nghiên cứu .....................................................................5
1.4.1.

Mục đích nghiên cứu..................................................................................5

1.4.2.

Đối tượng nghiên cứu ................................................................................5

1.5. Yêu cầu đối với mơ hình của đề tài ....................................................................6
1.6. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận đề tài................................................6
1.7. Kế hoạch thực hiện .............................................................................................6

CHƯƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................... 8
2.1. Q trình hình thành và phát triển mơn Tennis ..................................................8
2.2.

Tổng quan về phong trào tennis ở Việt Nam ..................................................10

2.3. Giới thiệu về máy bắn bóng tennis ...................................................................12
2.3.1.

Lịch sử ra đời của máy bắn bóng Tennis .................................................12

2.3.2.

Nhiệm vụ của máy bắn bóng Tennis .......................................................14
x

do an


CHƯƠNG 3 - THIẾT KẾ CƠ KHÍ BỘ PHẬN BẮN BĨNG .................................. 16
3.1. Lựa chọn phương pháp bắn bóng .....................................................................16
3.1.1.

Dùng lị xo đẩy bóng ................................................................................17

3.1.2.

Dùng khí nén ............................................................................................17

3.1.3.

Dùng lực li tâm ........................................................................................18

3.1.4.

Dùng phương pháp cán ép bóng ..............................................................18

3.2. Bộ phận bắn bóng .............................................................................................19
3.2.1.

Điều kiện để bóng có thể bị ép và bắn qua hai bánh đai..........................19

3.2.2.

Tốc độ bắn ................................................................................................23

3.2.3.

Chế tạo bánh đai.......................................................................................25

3.3. Tính tốn và lựa chọn động cơ điện .................................................................29
CHƯƠNG 4 - THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CÒN LẠI CỦA MÁY ........................ 33
4.1. Cơ cấu thay đổi hướng bắn lên - xuống ...........................................................33
4.1.1.

Xác định quỹ đạo bay của bóng ...............................................................33

4.1.2.

Tính và chọn động cơ cho cơ cấu ............................................................37

4.2. Cơ cấu thay đổi hướng bắn trái - phải ..............................................................44
4.2.1.

Xác định góc quay cho cơ cấu .................................................................44

4.2.2.

Tính và chọn động cơ cho cơ cấu ............................................................44

4.3. Cơ cấu cấp bóng ...............................................................................................51
4.4. Khung máy .......................................................................................................51
CHƯƠNG 5 – VẬT LIỆU CHẾ TẠO ....................................................................... 53
5.1. Tìm hiểu về nhơm và hợp kim nhơm .................................................................. 53
5.1.1.

Giới thiệu ................................................................................................. 53

5.1.2.

Các chi tiết làm từ vật liệu nhôm và hợp kim nhơm ............................... 55

5.2. Tìm hiểu về thép cacbon...................................................................................... 57
5.2.1.

Giới thiệu ................................................................................................. 57

5.2.2.

Các chi tiết làm từ vật liệu thép cacbon .................................................. 59

xi

do an


5.3. Tìm hiểu về nhựa POM ....................................................................................... 60
5.3.1.

Giới thiệu ................................................................................................. 60

5.3.2.

Các chi tiết làm từ vật liệu nhựa POM .................................................... 62

5.4. Tìm hiểu về nhựa MICA ..................................................................................... 62
5.4.1.

Giới thiệu ................................................................................................. 62

5.4.2.

Các chi tiết làm từ vật liệu nhựa MICA .................................................. 64

CHƯƠNG 6 – THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN .................................................................. 65
6.1. Chọn phương án khởi động ..............................................................................65
6.2. Thiết kế mạch điều khiển và mạch động lực cho động cơ ...............................66
6.2.1.

Mạch điều khiển .......................................................................................66

6.2.2.

Mạch điều khiển .......................................................................................67

CHƯƠNG 7 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 68
7.1. Đánh giá mơ hình .............................................................................................68
7.1.1.

Ưu điểm....................................................................................................68

7.1.2.

Nhược điểm ..............................................................................................68

7.2. Hướng phát triển của máy bắn bóng.................................................................68
7.2.1.

Hướng phát triển của đề tài .....................................................................69

7.2.2.

Hướng phát triển chung của máy bắn bóng .............................................69

MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA MƠ HÌNH .................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 70
PHỤ LỤC - CÁC BẢN VẼ CƠ KHÍ .......................................................................... a

xii

do an

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 4. 1 - Hệ số ma sát giữa hai mặt tiếp xúc .......................................................... 31
Bảng 6.2.1a - Bảng thành phần hóa học của mác thép C45 ...................................... 56
Bảng 6.2.1b - Bảng cơ tính của mác thép C45 ........................................................... 56
Bảng 7.1 - Bảng kê khí cụ điện .................................................................................. 64

DANH MỤC HÌNH ẢNH,BIỂU ĐỒ
Hình 3. 1 – Những hình ảnh sơ khai về mơn Tennis ......................................................9
Hình 3. 2 – Một súng bắn bóng đơn giản nhất .............................................................11
Hình 4. 1 – Một cơ cấu sử dụng lực ma sát để bắn bóng .............................................14
Hình 4. 2 – Máy bắn bóng sử dụng lị xo nén ..............................................................15
Hình 4. 3 – Máy bắn bóng sử dụng ngun lý gần giống lị xo nén ............................15
Hình 4. 4 – Một cơ cấu cán ép bóng đơn giản .............................................................17
Hình 4. 5 – Mơ hình hóa cơ cấu bắn bóng ...................................................................18
Hình 4. 6 – Các lực tác dụng lên bóng. .......................................................................19
Hình 4. 7 – Phân tích lực tác dụng lên bóng. .............................................................20
Hình 4. 8 – Bánh đai. ..................................................................................................24
Hình 4. 9 – Góc ăn bóng cần thiết kế. ........................................................................25
Hình 4. 10 – Góc ăn bóng.............................................................................................26
Hình 4. 11 – Khoảng ép bóng.......................................................................................27
Hình 4. 12 - Hộp bắn bóng ...........................................................................................28
Hình 5. 1 - Vị trí đặt máy bắn bóng trên sân ................................................................33
Hình 5. 2 - Qũy đạo bay của bóng ................................................................................34
xiii

do an

Hình 5. 3 - Góc xuất phát của bóng ..............................................................................37
Hình 5. 4 - Mơ hình hóa cơ cấu lắc lên - xuống ...........................................................38
Hình 5. 5 - Cơ cấu lắc lên - xuống ...............................................................................42
Hình 5. 6 - Phân tích lực tác dụng lên cơ cấu...............................................................42
Hình 5. 7 - Góc quay của cơ cấu lắc trái - phải ............................................................44
Hình 5. 8 - Mơ hình của cơ cấu lắc trái - phải ..............................................................45
Hình 5. 9 - Cơ cấu lắc trái - phải ..................................................................................48
Hình 5. 10 - Phân tích lực tác dụng lên cơ cấu.............................................................50
Hình 5. 11 - Khung máy ...............................................................................................53

xiv

do an


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay khoa học kỹ thuật đã phát triển vượt bậc, các máy móc cơng nghệ được
ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội như lĩnh vực sản xuất công
nghiệp, y tế, công nghệ thông tin, viễn thông, thể dục thể thao... Cùng với sự tiến bộ đó
thì nghành Cơng nghệ chế tạo máy cũng đã tạo ra được những bước chuyển biến mạnh
mẽ trở thành phương tiện kỹ thuật hiện đại, thúc đẩy sự phát triển của đất nước.
Trước sự vận động và phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật thế giới,
những thành tựu đạt được từ công nghệ cao đã đáp ứng được gần như thỏa mãn mọi nhu
cầu trong xã hội.Với sự phát triển cao của xã hội theo xu thế tồn cầu hố, các sản phẩm
làm ra phải thể hiện tính cạnh tranh về độ an toàn, sự tiện dụng, độ tin cậy cao và quan
trọng là giá thành hạ… Công nghệ chế tạo máy là hướng giải quyết tối ưu để tạo ra các
sản phẩm đáp ứng được các yêu câu trên.

Việc ứng dụng các sản phẩm của ngành Công nghệ chế tạo máy vào trong sản
xuất, đời sống đã mang lại rất nhiều thuận lợi cho xã hội như nâng cao năng suất và chất
lượng sản phẩm, giảm sức lao động và chi phí lao động,phục vụ tốt nhu cầu về vật chất
và tinh thần của con người... Ngoài ra, với sự kết hợp hài hịa giữa cơ khí và điều khiển
tự động sẽ giúp cho các máy móc này hoạt động được linh hoạt, nhip nhàng và đa năng
hơn.
Nghiên cứu chế tạo máy phục vụ nhu cầu con người luôn là hướng đi đầu trong
ngành Công nghệ chế tạo máy . Ở hướng đi này, hiện tại trên thế giới đã có những bước
tiến vượt bậc và có tiềm năng phát triển vơ cùng to lớn. Trong đó, việc tạo ra những
máy phục vụ luyện tập, giải trí thể thao ln là một trong những lĩnh vực thu hút đầu tư
nghiên cứu bởi tiềm năng cung như lợi ích to lớn mà nó đem lại. Trong lĩnh vực thể dục
thể thao, việc áp dụng các sản phẩm của ngành Công nghệ chế tạo máy là một việc hết
sức cần thiết. Các máy móc này có thể phục vụ trong các cơng việc như thi đấu, giảng

1

do an


dạy hoặc luyện tập.
Xuất phát từ những ý tưởng đó, qua khảo sát nhu cầu thực tế, nhóm em đã thấy
được những nhu cầu thực tiễn của việc áp dụng máy móc vào giảng dạy hoặc tập luyện
trong lĩnh vực thể dục thể thao, vì vậy nhóm em đã chọn đề tài: "Nghiên cứu, thiết kế,
chế tạo máy bắn bóng tennis tự động".
Với đề tài này, em có thể vận dụng các kiến thức đã học được trong nhà trường
vào thực tiễn: thi cơng và tính tốn. Đây cũng là cơ hội để em tự nghiên cứu các vấn đề
được đặt ra, củng cố thêm kiến thức cho em ở lĩnh vực thiết kế máy. Đồng thời đây
cũng là đề tài có tính thực tiễn cao và có thể ứng dụng vào trong thực tế đời sống.
Công việc thực hiện cho đề tài này bao gồm:
 Xây dựng ý tưởng và ngun lý làm việc của máy.

 Tính tốn, thiết kế các cụm cơ cấu của mơ hình máy.
 Tính toán và lựa chọn động cơ cho các cơ cấu.
 Chế tạo, lắp đặt mơ hình.
 Khảo sát và đánh giá.
 Chỉnh sửa và hoàn tất đề tài.
1.2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
1.2.1. Tổng quan về phong trào tennis ở Việt Nam hiện nay:
Ở Việt Nam hiện nay, mức sống của người dân ta càng ngày càng được cải thiện.
Kèm theo đó, nhu cầu thể dục thể thao cũng phát triển theo, ngày càng đa dạng. Việc
đáp ứng nhu cầu đó là quan trọng, cấp thiết. Tennis là một môn thể thao được đơng đảo
quần chúng u thích nhưng do việc tập luyện, thi đấu mơn thể thao này địi hỏi sân
bãi, dụng cụ thể thao chuyên dùng, đội ngũ trọng tài, quan sát, phục vụ… rất tốn kém
nên chỉ có một số ít người chơi môn này( vận động viên chuyên nghiệp, giới cơng chức,
người có điều kiện vật chất…).Để phổ biến, phát triển môn thể thao này, yêu cầu phải
2

do an


hạ mức chi phí xuống sao cho phù hợp với thu nhập bình quân của người dân. Việc
nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy bắn bóng tennis là một trong nhữnghướng đi đưa môn
thể thao quý tộc này đến với đông đảo quần chúng bởi những ưu điểm như: không cần
đội ngũ trọng tài, phục vụ đông đảo; nhiều người có thể tập, chơi mọi lúc mọi nơi; chơi
theo trình độ của người chơi… Vì thế nó có thể được sử dụng trong gia đình, trường
học, câu lạc bộ thể thao, cơng ty...
Đề tài là một ví dụ điển hình cho sự kết hợp giữa các lĩnh vực: cơ khí, điện, điện
tử, tin học...
Đề tài có giá trị tham khảo rất lớn cho các bạn sinh viên khóa sau.
Đề tài đã giải quyết được một số vướng mắc gặp phải trong công tác giảng dạy,
luyện tập trong lĩnh vực thể dục thể thao mà cụ thể là trong môn tennis.

1.3. Giới hạn của đề tài
Vì nhiệm vụ của đề tài là thực hiện mơ hình nhằm phục vụ cho cơng tác học tập,
tốt nghiệp ra trường, giảng dạy và thí nghiệm nên em chỉ nhằm vào công việc thiết kế
để thể hiện ngun lý hoạt động là chính.
Bên cạnh đó do điều kiện khơng cho phép và thời gian có hạn nên chúng em chỉ
chú trọng nghiên cứu những phần chính sau:
 Lý thuyết
 Tìm hiểu các loại máy bắn bóng đã có trên thị trường.
 Khảo sát và tìm hiểu những cơ cấu được dùng để bắn bóng.
 Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của cơ cấu cán ép bóng.
 Thiết kế hệ thống máy bắn bóng tennis (phần cơ khí).
 Chọn động cơ cho các cơ cấu.

3

do an


 Mơ hình
 Thiết kế, chế tạo cơ cấu cán ép bóng để bắn bóng.
-

Sử dụng bánh đai ma sát bằng nhựa POM

-

Tần số bắn: (trái/phút)

-

Vận tốc bắn: 25 (m/s)

-

Công suất động cơ: 150 (W)

 Thiết kế, chế tạo cơ cấu để thay đổi hướng đi của bóng.
-

Cơ cấu chuyển hướng có thể điều chỉnh góc bắn theo góc xác định.

-

Góc bắn giới hạn:
+ Lên,xuống:
+ Trái,phải:

 Thiết kế, chế tạo cơ cấu cấp bóng.
-

Tần số cấp bóng: (trái/phút)

 Lựa chọn động cơ phù hợp cho từng cơ cấu.
-

Động cơ bắn bóng

-

Động cơ chuyển hướng

-

Động cơ cấp bóng

 Lắp đặt các cơ cấu thành một hệ thống.
 Thiết kế và lắp đặt hệ thống điều khiển cho mơ hình.

4

do an


1.4.

Mục đích và đối tượng nghiên cứu

1.4.1. Mục đích nghiên cứu
Khảo sát thực tế trong giai đọan quá trình tập chơi để tìm ra những thơng số liên
quan đến việc tập bộ mơn Tennis như: tốc độ, độ khó, độ xốy của bóng, thời
gian giữa hai lần đánh bóng, khoảng di chuyển của ngươì chơi… để từ đó ta có
thể thiết kế máy bắn bóng Tennis cho phù hợp với người chơi.
 Tìm hiểu đặc tính, ứng dụng của các loại động cơ điện.
 Tạo ra được các máy tập hồn chỉnh mang thương hiệu Việt có thể đáp
ứng mọi nhu cầu của người chơi từ nghiệp dư cho đến chun nghiệp.
 Tạo ra được mơ hình hỗ trợ các giáo viên dạy Tennis; giúp các vận động
viên, người chơi tennis tập luyện để nâng cao trình độ.
 Mơ hình này có thể phục vụ cơng tác giảng dạy và thì nghiệm.
Ngồi ra việc thực hiện đề tài này cũng là một cơ hội để em tự kiểm tra lại những
kiến thức đã được học ở trường, đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả năng giải quyết

các vấn đề đặt ra.
1.4.2. Đối tượng nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài là thiết kế và chế tạo phần cơ khí của mơ hình
máy bắn bóng tennis nên em tập trung vào tính tốn, thiết kế cụ thể từng chi tiết của
máy bằng sơ đồ lắp ghép. Từ các bản vẽ chi tiết các bộ phận của máy em sẽ gia cơng và
lắp đặt để tạo thành một mơ hình cơ khí hồn chỉnh. Bên cạnh việc tính tốn các chi tiết
cơ khí, em cịn tính tốn và chọn động cơ điện để phù hợp với từng cơ cấu.
Đối tượng nghiên cứu tìm hiểu là:
 Hệ thống thiết bị trong lĩnh vực thể dục thể thao.
 Tài liệu hướng dẫn quá trính thiết kế máy.
 Tài liệu liên quan đến việc chế tạo mơ hình.

5

do an


 Tài liệu liên quan đến động cơ điện.
1.5.

Yêu cầu đối với mơ hình của đề tài

Khi chế tạo ra mơ hình thì máy tập phải đảm bảo các u cầu kỹ thuật sau:
 Cơ cấu bắn bóng ổn định, giảm rung và tiếng ồn trong lúc vận hành.
 Nòng bắn bóng phải linh hoạt, có thể tạo được mọi cú giao bóng từ mọi vị
trí với vận tốc và độ xốy cũng như góc xốy khác nhau.
 Cơ cấu cấp bóng đơn giản, gọn nhẹ, tránh kẹt bóng. Tốc độ cấp bóng đa
dạng tùy thuộc vào trình độ người chơi.
 Lựa chọn động cơ điện cho phù hợp, đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật và an
tồn

 Cách sử dụng đơn giản.
Ngồi ra, để phổ biến, phát triển mơ hình này, yêu cầu phải hạ mức giá thành
xuống phù hợp với thu nhập của người dân.
1.6.

Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận đề tài
 Tham khảo các tài liệu về tính tốn thiết kế máy, các tài liệu về tính và
chọn động cơ điện.
 Khảo sát thực tế, tìm hiểu các kỹ thuật khó trong luyện tập Tennis.
 Nghiên cứu lý thuyết, lựa chọn phương án bắn bóng, tạo được độ khó cơ
bản và nâng cao.
 Thiết kế, gia cơng các cơ cấu cơ khí sao cho đảm bảo bóng được bắn theo
các hướng với vận tốc khác nhau.
 Thiết kế, chế tạo vỏ máy, đảm bảo tính an toàn trong sử dụng.
 Lắp ráp hoàn chỉnh
 Kiểm tra và đánh giá.
 Thử nghiệm, kiểm tra mức độ an toàn và hiệu quả sử dụng.

1.7.

Kế hoạch thực hiện
 Tìm hiểu tình hình các loại máy bắn bóng đã có trên thị trường.
6

do an


 Lên ý tưởng và hồn thiện ý tưởng.
 Tìm hiểu về vật liệu và linh kiện, các loại động cơ được sử dụng trong mơ
hình.

 Tính tốn các cơ cấu trên lý thuyết.
 Thiết lập bản vẽ các chi tiết và lập tài liệu thiết kế.
 Thực hiện gia công chế tạo.
 Lắp ráp các chi tiết và động cơ để tạo thành mơ hình máy.

7

do an


CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Hiện nay một trong những bộ môn thể thao được giới trẻ cũng như nhiều người
yêu thích đó là bộ mơn Tennis. Tennis (quần vợt) là một môn thể thao không chỉ thi đấu
chuyên nghiệp, giành cho các giải đấu đỉnh cao mà còn thu hút được nhiều người luyện
tập không phân biệt tuổi tác, giới tính. Luyện tập tennis có tác dụng tốt đến hệ tim
mạch, hệ hô hấp, tăng cường sức khỏe, rèn luyện độ nhanh, bền, khéo léo cho cơ thể.
Việc luyện tập tennis đều đặn, đúng kỹ thuật giúp cho người tập thêm hoạt bát, tinh thần
thêm sảng khoái, cơ thể phát triển đẹp và cân đối.
2.1.

Quá trình hình thành và phát triển mơn Tennis trên thế giới
Tennis mang trong mình nó sự dài rộng của thời gian và những trang sử đáng

nhớ, q trình hình thành và phát triển của mơn thể thao nàycó thể được rút ngắn như
sau:
Năm 1859, Major Thomas Henry Gem, một luật sư và bạn ông ta là thương gia
Tây Ban Nha Batista Pereira, cả 2 sống tại thành phố Birmingham cùng sáng tạo ra một
trò chơi mà họ đặt tên theo một mơn bóng tại Tây Ban Nha: Pelota. Trò chơi này được

hai người bạn chơi trên một bãi cỏ ở Edgbaston. Năm 1872, cả hai cùng chuyển đến khu
nghỉ mát Leamington và họ đã cùng chơi Pelota với 2 bác sĩ của bệnh viện Warneford
trên thảm cỏ của khách sạn Manor House.
Chính Pereira cùng với 2 vị bác sĩ này đã lập nên CLB Tennis đầu tiên trên thế
giới. Năm 1874, họ cho ra đời CLB Tennis Leamington và đặt ra những luật lệ đầu tiên
cho môn thể thao này. Ngày 23 tháng 7 năm 1984 ghi nhận giải đấu Tennis đầu tiên trên
trong lịch sử được tổ chức tại sân của Shrubland Hall (đã bị phá huỷ vào năm 1948).
Năm 1881, với lòng ham muốn được chơi Tennis, những người đam mê môn thể
thao này đã họp lại với nhau và cuối cùng cũng đã dẫn đến sự ra đời của các CLB tennis
thực sự và các giải đấu lớn. Cuộc thi đấu lớn đầu tiên diễn ra tại Wimbledon năm 1877.

8

do an


Hình 3. 1 – Những hình ảnh sơ khai về môn Tennis
Cũng trong năm 1881, Hiệp hội Quần vợt Cỏ quốc gia Hoa Kỳ (nay là Hiệp hội
quần vợt Hoa Kỳ) ra đời, đặt ra những luật lệ và tổ chức các giải đấu. Bộ điều luật
tennis hoàn chỉnh ILTF đặt ra năm 1924 gần như dựa hoàn toàn trên những luật tennis
đã được đặt ra từ thập kỷ 80 của thế kỷ 19.
Tại Mỹ, tennis được chơi lần đầu tiên tại nhà của Mary Ewing Outerbridge trên
đảo Staten thuộc New York vào năm 1874. Giải Đơn nam quốc gia Mỹ, nay trở thành
giải Mỹ mở rộng được tổ chức lần đầu tiên vào năm 1881 ở Newport, đảo Rhode. Gỉai
đơn nữ quốc gia Mỹ được tổ chức lần đầu tiên năm 1887.
Tennis trở thành môn thể thao được ưa chuộng nhất trong nhiều năm ở các nước
nổi tiếng, nhất là ở Anh, Mỹ và Australia. Nó cũng phổ biến ở Pháp, nơi ra đời giải
Pháp mở rộng vào năm 1891. Theo đó các giải Wimbledon, Mỹ mở rộng, Pháp mở rộng
và Australia mở rộng (ra đời năm 1905) đã trở thành và được duy trì là các sự kiện danh
giá nhất thế giới Tennis. Cả 4 giải này cùng được gọi là Grand Slam.

Như vậy là Tennis đã ra đời và dần trở nên phổ biến trong giới quý tộc các nước
tư bản.
Năm 1926, nhà tài trợ C.C Pyle tổ chức chuyến du đấu chuyên nghiệp đầu tiên
với một nhóm các tay vợt Mỹ và Pháp thi đấu những trận đấu biểu diễn trước sự chứng
kiến của các khán giả trả tiền cho họ. Trong vòng 42 năm, các vận động viên chuyên
9

do an