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1、成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 家用多功能簡易按摩椅設(shè)計 作者： 專業(yè)班級：機械三班 指導(dǎo)教師： 摘要 隨著社會技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，伴隨著工作壓力也在不斷加大，使得人們對自身健康則愈來愈關(guān)注，針對長期在辦公室工作的上班人群而言，久坐會使頸部、背部以及腰部疼痛。使之按摩椅這一保健器械得以消費者的青睞。本論文通過關(guān)于按摩椅消費情況的市場調(diào)查，就家用多功能簡易按摩椅進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以及結(jié)合人體工程學(xué)對其按摩椅的機械傳動系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計。 本文針對前期的按摩產(chǎn)品市場調(diào)研，通過調(diào)研結(jié)果分析，提出了按摩椅的按摩方式，根據(jù)按摩方式，設(shè)計傳動零件及其產(chǎn)品造型。運用有關(guān)手冊對各零部件

2、的尺寸進(jìn)行分析、通過模擬電子電路設(shè)計及仿真實驗效果，通過有關(guān)校核表明了設(shè)計方案和計算方法切實可行并具有一定的實際參考價值。論文詳細(xì)論述了該電動按摩椅的功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動和受力分析、材料選用和校核等，并利用PRO/E三維設(shè)計軟件對零件建模，完成電動按摩椅的三維造型和運動仿真，操作簡單，適用于廣大普通家庭。 關(guān)鍵詞：健康按摩系統(tǒng) 按摩傳動 電機控制三維造型 運動仿真 全套圖紙加153893706  Design of the multifunction and simple massage armchair Abstract With the develop

3、ment of social technology ,the improving of people’s well-being and the increasing of working pressure，people are more concerning about their health. For the groups who work in the office in a long period, sit for a long time before the screen will let you feel painful in neck, back and waist. There

4、fore massage armchair, the health care equipment, catches the people’s attention. According to market survey of the massage armchair consumption, this dessertation optimizes the multifunction and simple massage armchair, and also explores on the basis of Human Engineering’s impact to the the armchai

5、r run mechanism. According to the survey did before, and the analyze to the result, I put forward the way that massage armchair works. In terms of the way, I designed the spare parts and its exterior. I analyzed the size of the every part according to the related books, and it reached the purpose o

6、f Analog Electronics Technique and its experiment effect. All these include the check prove that my plan is practical and reasonable and has a certain practical reference value. The dessertation tells about the design of function and structure, the analysis of work and stress and the choose of mater

7、ials and check in details. By using PRO/E, the 3D design application, to model the all parts. It achieved the 3D modeling and motion simulation. It is easy to handle and fit to the numerous families. Key words: health messege system; message twirling; electric machinery control 3D modeling; motion

8、simulation.  目錄 摘要 I Design of the multifunction and simple massage armchair based on pro/E II Abstract II 第1章 前 言 1 1.1課題背景 1 1.2按摩椅的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3課題研究意義 2 1.4設(shè)計內(nèi)容 3 1.4.1.設(shè)計構(gòu)思 3 1.4.2.設(shè)計內(nèi)容 3 第2章 按摩椅總體設(shè)計方案的分析及確定 5 2.1總體設(shè)計方案 5 2.2方案的對比 6 2.3 方案的確定 7 2.4 總體尺寸設(shè)計 8 2.5 按摩頭設(shè)計 8 2.5.1.人體

9、背部穴位及功能介紹 8 2.5.2.按摩頭位置的設(shè)計 9 2.5.3.按摩頭大小的設(shè)計 10 第3章 傳動的設(shè)計 13 3.1電機的選擇 13 3.2傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù) 13 3.2.1計算各軸轉(zhuǎn)速 13 3.2.2計算各軸輸入功率 14 3.2.3計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 14 3.3傳動系統(tǒng)設(shè)計 15 3.3.1.蝸輪蝸桿設(shè)計 15 3.3.2.蝸桿軸設(shè)計 16 3.3.3.齒輪設(shè)計 18 第4章 軸的設(shè)計 22 4.1軸的設(shè)計方法 22 4.2軸的設(shè)計 22 4.2.1.蝸桿軸設(shè)計 22 4.2.2.齒輪軸設(shè)計 24 4.3軸承的選用及校核 26 第5

10、章 其他零件設(shè)計 29 5.1齒輪盒的設(shè)計 29 5.2頸部與背部連接部位的設(shè)計 29 5.3靠墊及坐墊的設(shè)計 30 5.4其他設(shè)計 31 第6章 三維造型及運動仿真 32 第7章 電路控制設(shè)計 33 7.1電路總體設(shè)計方案 33 7.2電路設(shè)計 33 總 結(jié) 35 致 謝 36 參考文獻(xiàn) 37  V 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第1章 前 言 1.1課題背景 隨著社會經(jīng)濟水平和生活水平的提高，人們開始越來越重視自身的身心健康。而電動按摩椅通過簡易的操作與價格便宜的優(yōu)勢就能達(dá)到消除疲勞的效果，有著逐漸取代了人工按摩的趨勢。[7]通過關(guān)于按摩

11、椅消費情況的市場調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)在上班族的人群這個具有購買力的人群中，購買意向很大，并且按摩部位優(yōu)先選擇頸部，背部，腰部和腿部；而市場上價格昂貴的按摩椅卻不是那么受歡迎，價格在五百元以下的按摩椅比較受歡迎。 1.2按摩椅的發(fā)展現(xiàn)狀 通過市場調(diào)研，國內(nèi)外多功能按摩椅主要產(chǎn)品及其性能有以下分析： 1、圖1-1為國內(nèi)多數(shù)按摩椅產(chǎn)品，其性能分析為：具有背部和腿部按摩功能，背部按摩均是通過固定在按摩椅上的按摩頭旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的，一個電機驅(qū)動一個按摩頭，按摩頭只能自轉(zhuǎn)不能移動，按摩范圍小，總體可見產(chǎn)品功能單一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。 圖1-1國內(nèi)按摩椅 2、圖1-2為國外多數(shù)按摩椅產(chǎn)品，其性能分析

12、為：不僅具有背部和腿部按摩功能，而且還設(shè)置了自動按摩程序，使用者可以根據(jù)自己想要的按摩方式進(jìn)而選擇相應(yīng)的按摩程序，這樣的產(chǎn)品特點是功能比較齊全，但是它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保養(yǎng)維護(hù)較難，操作較復(fù)雜，使得使用者無法很快熟練使用。[8] 圖1-2國外按摩椅 由此可見我國按摩椅的發(fā)展趨勢是模仿國外按摩椅已有的功能，主要針對高端消費人群的消費水平去慢慢發(fā)展的，但是這樣的發(fā)展趨勢卻不是一個長遠(yuǎn)的計劃，因為國內(nèi)高端消費人群的消費觀一直崇尚國外產(chǎn)品，并且國內(nèi)的按摩椅具有的功能不夠國外那么齊全，在其功能上的不健全，理應(yīng)在價格上彌補；但是由于制造技術(shù)沒有國外先進(jìn)，帶來的成本提高，使得國內(nèi)按摩椅的價格卻不比國外進(jìn)口

13、產(chǎn)品低多少。這樣的劣勢使得高端消費人群顧客的流失嚴(yán)重，遠(yuǎn)比不上國外產(chǎn)品的市場占有率。 基于國內(nèi)按摩椅的如此現(xiàn)狀，按摩椅生產(chǎn)開發(fā)的重心應(yīng)該從針對高端消費水平人群轉(zhuǎn)移到普通消費水平人群中去。而現(xiàn)今設(shè)計制造出來的按摩椅的市場價格昂貴成其短板，不能為普通家庭所接受。故，市面上急需價格低廉的簡易按摩椅來推動按摩椅在中國的普及和運用。 1.3課題研究意義 家用多功能簡易按摩椅的研究意義在于針對國內(nèi)按摩椅由于價格昂貴帶來一系列問題設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)簡單，體型較小，實現(xiàn)按摩的效率也高的簡易按摩椅來推動按摩椅在國內(nèi)的普及。本設(shè)計是針對普通消費水平人群所設(shè)計，而上班族是在這個人群中占有很大份額的。對長期在辦公室

14、工作的上班人群而言，久坐會使頸部、背部以及腰部疼痛。使的按摩椅在對頸部、背部及腰部的按摩功能這一保健器械得以消費者的青睞。在因為按摩部位確定為頸部、中部、腰等位置后，本文又通過針對按摩產(chǎn)品市場調(diào)研結(jié)果的分析，提出了按摩椅的按摩方式，設(shè)計傳動零件及其產(chǎn)品造型。本次課題研究對于我這個機械畢業(yè)生來說，不僅是對我的機械設(shè)計這門課程學(xué)習(xí)成果的考驗，同時在繪制零件二維圖的時候，鞏固了我CAD繪圖的基本知識；PRO/E的建模和運動仿真也使得我的PRO/E軟件的學(xué)習(xí)得到很大的提升；按摩椅內(nèi)部電路圖的繪制也使我的電路知識得到了鞏固。 1.4設(shè)計內(nèi)容 1.4.1.設(shè)計構(gòu)思 作者本著使按摩椅價格更加低廉，功能

15、更加實用的出發(fā)點，針對把我國多功能按摩椅推向更普及應(yīng)用的目的，有以下見解： 1、在多功能按摩椅的外觀造型上，作以下改變： （1）外部結(jié)構(gòu)由真皮皮料換作耐磨實用的PU皮或者布料 （2）總體造型由大型沙發(fā)換作簡單輕便的靠墊造型 2、在多功能按摩椅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，作以下改變： （1）由木質(zhì)框架換作成型的塑料或者海綿填充 （2）由多電機驅(qū)動換作單電機或者單電機帶動多按摩頭 3、在多功能按摩椅的機械結(jié)構(gòu)上，作以下改變： （1）由金屬機械機構(gòu)換作硬度高的塑料替換 （2）由金屬固定裝置換作硬度高的塑料替換 該多功能按摩椅，具有以下特點： 1.結(jié)構(gòu)小巧，減輕了重量，易于攜帶； 2.功能全

16、面，具有按摩頸部，背部，腰部及腿部等功能； 3.價格低廉，更加適合普通家庭擁有。 目前，我國家用多功能按摩椅雖有一定推廣，但由于價格稍貴、功能單一和不適用于普通家庭等原因，并未得到大眾家庭的普遍接受，還未在家庭生活中得到普及。隨著我國國民經(jīng)濟快速持續(xù)發(fā)展，市場上對多功能家用按摩椅的需要量不斷增加，家用按摩椅將在市場上有廣闊的暢銷空間，發(fā)展前景良好市場潛力巨大。故，市面上急需價格低廉的簡易按摩椅來推動按摩椅在中國的普及和運用。 1.4.2.設(shè)計內(nèi)容 通過書本所學(xué)知識與實踐相結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)搜集相近產(chǎn)品的設(shè)計資料，然后根據(jù)現(xiàn)有的資料，結(jié)合所了解的按摩椅和按摩椅機械結(jié)構(gòu)圖。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下完成電

17、動多功能按摩椅的設(shè)計。通過與現(xiàn)有的類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比，確定多功能按摩椅的結(jié)構(gòu)，再對其進(jìn)行充分的討論，保證其機械性能滿足要求。 最終確定其機械零件尺寸及材料并畫出零件二維圖與零件裝備圖，對設(shè)計的多功能按摩椅的傳動機構(gòu)進(jìn)行PRO/E建模與運動仿真，電路控制方面的電路圖繪制，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下對關(guān)鍵機構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計，計算各個零件尺寸，對軸和齒輪等進(jìn)行校核。調(diào)整機構(gòu)的布局，使設(shè)計出的按摩椅尺寸合理，外形美觀。最后對其可行性進(jìn)行論證，得出最終設(shè)計結(jié)果。  第2章 按摩椅總體設(shè)計方案的分析及確定 2.1總體設(shè)計方案 按摩椅的機械傳動機構(gòu)由渦輪蝸桿傳動及齒輪傳動機構(gòu)組成。按摩椅的頸部有兩個按摩頭，

18、背部有四個按摩頭。為了節(jié)約成本，只采用兩個電機分別控制頸部和背部的按摩頭。頸部的電機的輸出軸通過聯(lián)軸器與蝸桿相連，蝸桿與兩側(cè)水平對置相嚙合的渦輪相連，再通過圓柱直齒齒輪，控制轉(zhuǎn)動的速度，并與輸出軸相連。背部的電機采用雙頭電機，傳動方式與頸部相同，實現(xiàn)一個電機帶動四個按摩頭轉(zhuǎn)動的目的。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，需要設(shè)計一個一個電機輸入，兩個按摩頭輸出的機械機構(gòu)。 按照要求設(shè)計如下兩個機構(gòu)： 機構(gòu)1如圖2-1所示： 圖2-1 機構(gòu)1簡圖 由機構(gòu)簡圖可以看出，電機帶動軸一轉(zhuǎn)動，通過兩組鏈輪與鏈條的傳動，帶動軸2和軸3同時旋轉(zhuǎn)，再通過齒輪間的傳動使輸出軸軸4軸5旋轉(zhuǎn)，從而帶動按摩頭旋轉(zhuǎn)，達(dá)到

19、設(shè)計的目的。 機構(gòu)2如圖2-2所示： 圖2-2 機構(gòu)2簡圖 由機構(gòu)2簡圖可以看出，電機電動蝸桿軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，蝸桿與渦輪1和渦輪2配合，帶動軸1與軸2的轉(zhuǎn)動，再分別由一組齒輪的傳動，使軸3與軸4能夠帶動按摩頭進(jìn)行運動，從而達(dá)到機構(gòu)的目的。 2.2方案的對比 兩種機構(gòu)不同點主要是將電機的轉(zhuǎn)矩傳遞到按摩頭上的方法。 機構(gòu)1是采用同時使用兩組鏈傳動的方法，將電機輸入的軸的轉(zhuǎn)矩分別傳遞到兩側(cè)的軸上。 鏈傳動的傳動方式是通過鏈條將主動鏈輪的運動和動力傳遞到從動鏈輪。 鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高;傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的

20、傳動尺寸小;所需張緊力小，作用于軸上的壓力小;能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動的缺點主要有:僅能用于兩平行軸間的傳動;成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。[9] 機構(gòu)2是采用一個蝸桿分別帶動兩側(cè)的渦輪旋轉(zhuǎn)，將電機的轉(zhuǎn)矩分別傳遞到兩側(cè)的軸上。 蝸輪蝸桿傳動的兩軸是相互交叉垂直的；蝸桿可以看成為在圓柱體上沿著螺旋線繞有一個齒（單頭）或幾個齒（多頭）的螺旋，蝸輪就象個斜齒輪，但它的齒包著蝸桿。在嚙合時，蝸桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，就帶動蝸輪轉(zhuǎn)過一個齒（單頭蝸桿）或幾個齒（多頭蝸 桿）可以比較方便的實現(xiàn)高速比，還可以實現(xiàn)自

21、鎖，工作平穩(wěn),無噪音;但傳動效率不高，磨損嚴(yán)重。在重工業(yè)中也常有應(yīng)用。主要是一些低轉(zhuǎn)速的設(shè)備上。 2.3 方案的確定 此套機構(gòu)要求使用在按摩椅上，所以對轉(zhuǎn)速的要求不高，需要對電機的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一定的減速。通過結(jié)構(gòu)的簡圖容易看出，機構(gòu)1的空間尺寸較大，結(jié)構(gòu)不太緊湊，鏈傳動中鏈的存在，使整個的機構(gòu)長度很長，另外機構(gòu)1中需要兩組鏈輪實現(xiàn)傳動的功能，成本也較高。機構(gòu)2中使用一個蝸桿帶動兩個渦輪的結(jié)構(gòu)，而且渦輪蝸桿的兩軸是相互交叉垂直的，所以電機可以擺在豎直的位置，一定程度上節(jié)約橫向的空間。而且整個機構(gòu)的尺寸要比機構(gòu)1小許多。 另外按摩椅對舒適度的要求也很好，所以整個機構(gòu)運行的噪音需要控制，從兩種機構(gòu)

22、的優(yōu)缺點中不難看出，機構(gòu)1的鏈傳動的噪音較大，而且不平穩(wěn)，而且會有附加的載荷，而機構(gòu)1 的渦輪蝸桿傳動傳動平穩(wěn)，噪音小，且不會有附加的載荷。 在工作環(huán)境的方面，因為按摩椅是在家中，所以工作環(huán)境很好，兩種都可以。 綜上所述，采取機構(gòu)2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對按摩椅的設(shè)計。 按摩椅三維模型如圖所示： 圖2-3按摩椅三維模型 2.4 總體尺寸設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求，多功能按摩椅的總體尺寸要相比市面上現(xiàn)有的按摩椅要小巧些，以科學(xué)的經(jīng)濟實惠來滿足普通家庭的需求，并且做到能以最適宜的原料量，來發(fā)揮它最大的作用。 多功能按摩椅的尺寸設(shè)計方案： 根據(jù)在家庭中一般的椅子、沙發(fā)及電動按摩椅的外觀結(jié)構(gòu)尺寸，調(diào)查

23、發(fā)現(xiàn)按摩椅的長為mm，寬為mm，高（椅面離地高度）為mm，這樣的尺寸范圍是最合理的。 機械按摩椅根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)特點，以及綜合因素，合理的設(shè)計尺寸如下：長為450mm，寬為430mm，高為760mm。 2.5 按摩頭設(shè)計 2.5.1.人體背部穴位及功能介紹 根據(jù)人機工程學(xué)，經(jīng)過查閱相關(guān)的中醫(yī)材料以及一些穴位知識，有肩頸背部的穴位圖如下圖： 圖2-4人體背部穴位圖 1、風(fēng)池穴：位于頸部，后枕骨之下，與風(fēng)府穴相平，胸鎖乳突肌與斜方肌上端之間的凹陷處。治療：眩暈頭痛，頸部疼痛，耳鳴，突發(fā)中風(fēng)以及落枕感冒。 2、大椎穴：位于第7頸椎棘突下與第一胸椎交界處凹陷中。治療：發(fā)熱?。桓忻?、咳

24、嗽、氣喘；瘧疾；癲狂，小兒驚風(fēng)。 3、天柱穴：位于后頭骨正下方凹處，后發(fā)際正中旁開約2厘米左右。該穴位在中醫(yī)學(xué)上對治療頭部、頸部、以及頸椎神經(jīng)疾病有特別效果。治療：緩解眼睛疲勞，目眩，頭痛，頸椎痛等。 4、肝俞穴：位于第9胸椎棘突下，旁開1.5寸。治療：急慢性肝炎、夜盲癥、近視、膽囊炎、結(jié)膜炎等。 5、脾俞穴：位于第11胸椎棘突下，旁開1.5寸。治療：胃痙攣、惡心嘔吐、腸炎、胃潰瘍、胃炎等。 6、胃俞穴 ：位于第12胸椎棘突下，旁開1.5寸。 治療：消化系統(tǒng)疾?。何覆考膊　⒏窝着c腸炎，糖尿病，失眠等。 7、腎俞穴：位于腰部，第2腰椎棘突下，旁開1.5寸。治療：遺尿，月經(jīng)紊亂不調(diào)以及泌

25、尿系統(tǒng)疾病，耳鳴，腰痛。 8、腰陽關(guān)：位于第4腰椎棘突下凹陷中。治療：坐骨神經(jīng)痛、腰骶神經(jīng)痛、類風(fēng)濕病、小兒麻痹、盆腔炎、心肌梗死等疾病。[10] 2.5.2.按摩頭位置的設(shè)計 根據(jù)背部穴位位置及功能： 設(shè)計頸部的兩按摩頭相距約160mm，在按摩頭轉(zhuǎn)動運動下起到捏揉風(fēng)池及天柱等主要穴位，能有效舒緩頭痛、眩暈、頸部疼痛等功效。人體頸部是無比重要的，因為它起到連接人腦部的控制神經(jīng)中樞與身體運動神經(jīng)中樞的作用，再以頸椎管內(nèi)的脊髓作為載體，人體大部分的支配神經(jīng)都需要經(jīng)過這里。頸部一直支撐大腦，并且一直活動，它在作為傳遞信息中樞的同時，充當(dāng)著為頭部提供血液流動和氧氣，也為人體全身輸送氧氣以及供食

26、到人體胃部的作用。在頸部起到如此大的作用的同時，它也因為工作量的巨大，變得十分容易勞損和退化。由此可見，頸部的按摩十分有必要且重要的，它不僅可以改善血液循環(huán)，還能起到訓(xùn)練頸部增加頸部肌肉力量起到保護(hù)頸部的作用。 設(shè)計背部的按摩頭橫向間距約160mm，豎向間距約為230mm。這樣可以刺激到主治肺部疾病的肺俞穴；主治心臟疾病的心俞穴；能疏通氣血的督俞穴；主治肝臟疾病的肝俞穴；主治膽囊疾病的膽俞穴以及主治脾臟疾病的脾俞穴等等。人體背部的按摩是常見的也是有必要的，對于我所設(shè)計的家用按摩椅針對的上班族來說，在上了一天班后進(jìn)行一次背部按摩不僅能緩解人體的腰酸背痛，還能使人體緊繃的神經(jīng)得到舒緩，在壓力過后

27、的精神萎靡變得振奮起來。這使人體不再有疲勞感，有利于人體健康。 2.5.3.按摩頭大小的設(shè)計 因設(shè)計按摩椅根據(jù)按摩頭的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)的捏揉按摩，故按摩頭總體應(yīng)采用圓餅造型，在其總體造型上的凸起部位或規(guī)則的邊緣部位旋轉(zhuǎn)使與人體背部和頸部的相互作用力起到的按摩效果。 圖2-5頸部按摩頭 設(shè)計頸部按摩頭的總體半徑為40mm，按摩頭由半徑40mm的圓柱載體以及上面規(guī)則分布的四個總高10mm的凸起部位組成。這樣設(shè)計的目的是在按摩頭旋轉(zhuǎn)的過程中，四個凸起部位能交換按摩頸部穴位并且能保證沒有按摩真空期。 圖2-6背部按摩頭 設(shè)計背部按摩頭的總體半徑40mm, 按摩頭由半徑40mm的圓柱載體以及

28、上面總高6mm的平滑圓邊結(jié)構(gòu)的組成。背部按摩頭與頸部按摩頭設(shè)計造型不同的原因在于人體坐在按摩椅上時背部靠在按摩椅上的作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于頸部時受力，采用不同的設(shè)計造型減少了人體背部緊靠時壓力產(chǎn)生的作用，平滑的按摩表面減消了人體在按摩過程中的刺痛感。  第3章 傳動的設(shè)計 3.1電機的選擇 根據(jù)按摩椅的轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)要求，選擇單頭及雙頭的小功率直流電機作為驅(qū)動。電動機數(shù)據(jù)為下表所示： 表3-1電機參數(shù) 品牌： HYT 產(chǎn)品類型： 無刷直流電動機 型號： DS05L30KA01 級數(shù)： 4級 額定功率： 0.45kw 額定電壓： 5V 額定轉(zhuǎn)速： 1440r/min

29、 產(chǎn)品認(rèn)證： IOS9001 按摩椅的轉(zhuǎn)速n： r/min. 齒輪傳動比范圍；蝸桿傳動比范圍 電動機轉(zhuǎn)速范圍 故所選電機的轉(zhuǎn)速符合按摩椅的要求。 3.2傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù) 計算總傳動比： 分配減速器的各級傳動比： 在蝸桿傳動比范圍內(nèi)取，故齒輪傳動比，符合齒輪傳動比的推薦值范圍 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 3.2.1計算各軸轉(zhuǎn)速 1軸為蝸桿軸；2軸為蝸輪軸；3軸為從動齒輪軸 電機軸： 1軸： 2軸： 3軸： 3.2.2計算各軸輸入功率 3軸： 2軸： 1軸： ==0.44/0.99=0.45KW 3.2.3計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機輸

30、出轉(zhuǎn)矩 1軸： 2軸： 3軸： 將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表： 表3-2各軸運動和動力參數(shù) 軸名 功率P / kW 轉(zhuǎn)矩T /N·m 轉(zhuǎn)速n r/min 傳動比i 效率 輸入 輸出 輸入 輸出 電機軸 0.31 2.961 1440 1 0.99 1軸 0.442 2.931 1440 15.5 0.792 2軸 0.35 35.96 92.9 1.5 0.97 3軸 0.34 115.9r 61.9 3.3傳動系統(tǒng)設(shè)計 3.3.1.蝸輪蝸桿設(shè)計 計算步驟

31、如下： 按齒面接觸強度設(shè)計 齒數(shù)： 載荷系數(shù)：由于載荷平穩(wěn) 蝸輪轉(zhuǎn)矩： 蝸輪許用接觸應(yīng)力： ?。?； 得： 由 確定基本傳動尺寸： 蝸輪分度圓直徑： 蝸桿導(dǎo)程角： 蝸輪齒寬： 蝸桿圓周速度： 相對滑動速度： 當(dāng)量摩擦角： 當(dāng)量摩擦系數(shù)： 按齒面接觸疲勞強度校核驗算 接觸應(yīng)力： ??；得： 合格 蝸桿傳動熱平衡計算 嚙合效率： 總效率： 導(dǎo)熱率： 散熱面積： 潤滑油工作溫度： 合格 3.3.2.蝸桿軸設(shè)計 受力分析圖如圖3-1所示。 圖3-1受力分析圖 蝸桿受轉(zhuǎn)矩 圓周力

32、： 徑向力： 軸向力： 垂直面反力： 水平面反力： 應(yīng)力校正系數(shù)： 校核軸徑：最大彎矩處 合格。 3.3.3.齒輪設(shè)計 計算步驟如下： 轉(zhuǎn)矩： 通過查表可得：； ； 估計取 初步計算需用接觸應(yīng)力： 初步計算小齒輪直徑： 取 初步齒寬： 圓周速度： 精度等級: 8級 取 取 使用系數(shù): 原動機均勻平穩(wěn)，工作機有中等沖擊 動載系數(shù)： 齒間載荷分配系數(shù)： 齒向載荷分布系數(shù)： 區(qū)域系數(shù)： 彈性系數(shù)： 重合度系數(shù):

33、 由于無變位，端面嚙合角 許用接觸應(yīng)力： 合格 齒形系數(shù)： 應(yīng)力修正系數(shù)： 螺旋角系數(shù)： 齒向載荷分布： 許用彎曲應(yīng)力： 其中 得： 合格。 齒輪主要傳動尺寸列表如下表所示： 表3-3齒輪主要傳動尺寸 模數(shù) 2.0mm 壓力角 螺旋角 分度圓直徑 齒頂高 2.0 齒根高 2.5 齒頂間隙 0.5 齒根圓直徑 中 心 距 25

34、 齒 寬 齒頂圓直徑  第4章 軸的設(shè)計 4.1軸的設(shè)計方法 軸的設(shè)計步驟： （1）根據(jù)軸的工作條件選擇材料，確定許用應(yīng)力。 （2）按扭轉(zhuǎn)強度估算出軸的最小直徑。 （3）設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)。 （4）按彎扭合成進(jìn)行軸的強度校核。 （5）修改軸的結(jié)構(gòu)再進(jìn)行校核計算。 （6）繪制軸的零件圖。 需要指出的是：（1）一般情況下在設(shè)計軸的時候不必進(jìn)行軸的剛度、振動、穩(wěn)定性等校核。如要求需進(jìn)行軸的剛度校核時，也只作軸的彎曲剛度的校核。（2）對用于重要場合的軸、高速轉(zhuǎn)動的軸應(yīng)采用疲勞強度校核計算方法進(jìn)行軸的強度校核。 4.2軸的設(shè)計 4.

35、2.1.蝸桿軸設(shè)計 估算軸徑 蝸桿受轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 根據(jù)設(shè)計軸的零件圖如圖4-1所示，受力分析圖如4-2所示 垂直面反力 圖4-1蝸桿軸示意圖 水平面反力 應(yīng)力校正系數(shù) 校核軸徑 合格 圖4-2蝸桿軸的受力分析圖 4.2.2.齒輪軸設(shè)計 軸的尺寸圖如4-3所示 圖4-3 軸的尺寸圖 估算軸徑： 齒輪圓周力： 齒輪徑向力： 齒輪軸向力： 蝸輪圓周力： 蝸輪徑向力： 蝸輪軸向力： 軸受力圖如圖4-4所示： 圖4-4 軸受力圖 齒輪圓周力: 齒

36、輪徑向力: 齒輪軸向力: 蝸輪圓周力: 蝸輪徑向力: 蝸輪軸向力: 垂直面受力圖, 水平面受力圖,垂直面彎矩圖, 水平面彎矩圖, 合成彎矩圖 及轉(zhuǎn)矩圖如圖4-5所示 垂直面反力: 水平面反力: 圖4-5 軸的載荷分布圖 插入法求得： 最大彎矩處 設(shè)計時彈鍵的削弱 合格. 4.3軸承的選用及校核 1、蝸桿軸承的選擇 蝸桿軸的支撐方案是采用一端固定一端游動。固定端采用兩個角接觸球軸承，以承受蝸桿軸向力，軸徑初選7211AC；游動端采用一個深溝球軸承，只承受徑向力，軸徑初選6202。校核如下： 經(jīng)查手冊得7211AC軸承主

37、要性能參數(shù)： ； 經(jīng)查手冊得6202軸承主要性能參數(shù)： ；； 軸承受力情況：；；； <48000h壽命合格 2、高速軸軸承的選擇 該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點采用兩端單向固定的方式，所受軸向力比較小，選用一對深溝球軸承，按軸徑初選6202。查手冊6202軸承主要性能參數(shù)如下：；； 軸承受力情況：校核軸承2 即可。 ， （球軸承） >48000h，壽命合格 結(jié)論：所選軸承滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求，合格。 3、低速軸軸承的選擇 該低速軸為工作在普通溫度下的短軸，故支點采用兩端單向固定的方式

38、，所受軸向力比較小，選用一對深溝球軸承，按軸徑初選6202。[11]下面進(jìn)行校核，軸承受力情況： ；； 校核軸承2 即可  第5章 其他零件設(shè)計 5.1齒輪盒的設(shè)計 齒輪盒的設(shè)計見下圖： 圖5-1齒輪盒 齒輪盒固定軸承的位置從而起到固定齒輪組的作用，而本著減輕整個按摩椅重量的目的所以選料采用ABS塑料，底部兩個孔的位置由齒輪組軸的位置而確定，頂部延伸部位的孔的位置由鏈接按摩頭的軸的位置而確定的，下方留孔用于頸部和背部的電線鏈接。 5.2頸部與背部連接部位的設(shè)計 由于被按摩者的身高有差別，使得背部按摩部分與頸部按摩部分的高度不是確定值，所以頸部與背部連接部位應(yīng)該合理

39、的設(shè)計為可伸縮的。具體設(shè)計為：以伸縮桿的原理在內(nèi)部設(shè)計為在金屬桿的內(nèi)部為底部大強度彈簧以及彈簧上方帶多個凹槽的滑體。金屬桿外部有一個可彈出的小活塞卡住滑體的凹槽，用以充當(dāng)可固定金屬桿長度的按鈕。頸部按摩部位與背部按摩部位的長度控制工作原理：帶凹槽滑體在彈簧壓縮力的作用下會向上滑動，但是因為卡塞的原因能卡住凹槽，固定住滑體的位置，從而達(dá)到控制其連接部位伸長的原理；縮短原理則需輕拉卡塞防止繼續(xù)卡在凹槽，并在頸部按摩部位施加一個向下的力，到期望位置時推進(jìn)卡塞卡住凹槽，此時達(dá)到了控制其連接部位縮短的效果。 頸部與背部連接部位見下圖： 圖5-2頸部與背部連接部分 5.3靠墊及坐墊的設(shè)計 基于

40、人體舒適度及制作成本的考慮靠墊及坐墊的面料采用PU合成革，PU皮與PVC人造革最大的區(qū)別就在于它不用增塑劑來達(dá)到柔軟的性質(zhì)，所以他不會變硬，變脆，從而比PVC人造革更加耐用。而從化學(xué)結(jié)構(gòu)來說，它接近皮質(zhì)面料，具有相當(dāng)?shù)膹娏屯笟庑?，可提高人體舒適度，而又可以根據(jù)個人愛好，去選擇它的顏色和花紋，使人體視覺上又有了很好的體驗。 靠墊及坐墊的設(shè)計如圖： 圖5-3靠墊及坐墊 靠墊及坐墊的邊緣部分設(shè)計為圓弧型，人體在被按摩時難免會有動彈，身體的擺動以及腿部的移動都會在靠墊上起到相互作用，這樣的設(shè)計人性化的降低了人在擺動時相比起直角型的人的不適。 5.4其他設(shè)計 按摩椅工作部分外的地方全部填

41、充柔軟的PMI泡沫，此種填充方式使人體躺在按摩椅時的舒適度提高，能讓人體完全放松下來。坐墊與靠墊的連接部分就采用外部面料直接連接，內(nèi)部為分隔獨立的兩個部分，這樣設(shè)計使按摩椅的造型不再單一，可折疊節(jié)省放置空間，也可使人坐著躺著多種姿勢都可以被按摩到。  第6章 三維造型及運動仿真 在PROE上畫出按摩椅各零件的三維圖若干張，作出按摩椅按摩頭在工作時的運動仿真，并錄成視頻，見附件。  第7章 電路控制設(shè)計 7.1電路總體設(shè)計方案 本電路設(shè)計總共采用了6路LED燈和三個按鍵；每路LED燈用于顯示按摩椅的按摩點加熱功能啟動否；按鍵KEY1控制腰部按摩頭的啟停，按下則啟動；KEY2 用

42、于控制所有對應(yīng)按摩頭加熱功能指示燈的啟停；KEY3用于控制頸部按摩頭的啟停。 本電路是為了實現(xiàn)對電機控制及光電顯示控制等，基于低成本效率高的產(chǎn)品設(shè)計理念，故通過三極管及MOS管的相應(yīng)合理搭配及相關(guān)電路設(shè)計來實現(xiàn)其功能。 7.2電路設(shè)計 整板電路圖： 圖7-1電路圖 如上電路由Q1和Q2NPN型與PNP型兩個三極管構(gòu)成推挽電路，控制MOS IRFP054 N溝道MOS管，通過MOS控制小功率電機的開關(guān)驅(qū)動；通過R9啟動MOS IRFP054，一旦R1電阻得電，則三極管Q1和Q2導(dǎo)通，MOS管導(dǎo)通，J1的1腳接電機正極，2腳接電機負(fù)極；在MOS管未導(dǎo)通情況下，電機不能夠成回路，電機不

43、動，保持在停止?fàn)顟B(tài)，這時候如果MOS管導(dǎo)通則電機正極與負(fù)極構(gòu)成回路，電機開始啟動旋轉(zhuǎn)，這是可以通過開關(guān)拉低R1電阻的導(dǎo)電控制的； 此時三極管關(guān)閉，MOS管關(guān)閉電機停轉(zhuǎn)；由于電機是感性負(fù)載，會存在感應(yīng)電動勢的存在此部分電壓需要釋放才可以，否則會損壞電路；電機的反饋電動勢會通過 MOS管，通過快速開關(guān)二極管1N4148快速對地釋放，同時由于R10的存在可以保證電動勢和MOS管內(nèi)部的自舉電容快速釋放干凈。  總 結(jié) 隨著社會的發(fā)展，時代的進(jìn)步，現(xiàn)代家庭對生活便捷性、舒適性的追求越來越高。隨著電視機、電腦、空調(diào)、洗衣機、微波爐、電冰箱等生活電器的普及，人們在勞累一天回家的時候，電動按摩椅就成

44、了他們的首要選擇。 本文詳細(xì)設(shè)計電動按摩椅的驅(qū)動裝置，傳動方式，按摩方式等。其驅(qū)動裝置主要包括電動機、渦輪蝸桿齒輪系統(tǒng)。 本電動按摩椅，具有以下特點： 1、結(jié)構(gòu)小巧，重量輕盈，設(shè)備輕便； 2、功能全面，能夠?qū)崿F(xiàn)對頸部、背部及腰部的按摩； 3、結(jié)構(gòu)是模塊化的，組裝非常方便； 4、頸部可以升降，可以適合不同身高的人合理使用； 5、價格便宜，物美價廉。 基于以上特點，本作品的應(yīng)用前景非常廣闊，具有很大的市場開發(fā)價值，尤其適用于普通家庭的使用。 本次課題研究對于我這個機械畢業(yè)生來說，不僅是對我的機械設(shè)計這門課程學(xué)習(xí)成果的考驗，同時在繪制零件二維圖的時候，鞏固了我CAD繪圖的基本知識

45、；PRO/E的建模和運動仿真也使得我的PRO/E軟件的學(xué)習(xí)得到很大的提升；按摩椅內(nèi)部電路圖的繪制也使我的電路知識得到了鞏固。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我在對此按摩椅的設(shè)計再到功能實現(xiàn)，最后編寫論文的整個過程中，可謂受益頗多。在設(shè)計初期，市場的調(diào)研讓我提前感受到社會以及商場的競爭魅力，調(diào)查統(tǒng)計的過程也是比較辛苦的；而在圖書館翻看查找相關(guān)文獻(xiàn)的幾天中，我才真正意義上感受到圖書館對于我們的幫助；課題的詳細(xì)設(shè)計過程中又把自己大學(xué)所學(xué)的一些知識得到充分的復(fù)習(xí)與鞏固。感謝這次畢業(yè)設(shè)計。  致 謝 謝謝諸位教師評委審閱我的論文和參加我的畢業(yè)設(shè)計答辯！ 在老師的指導(dǎo)以及本組各位同學(xué)的討論下，經(jīng)過幾個月的忙

46、碌完成了本課題設(shè)計，通過這次的畢業(yè)設(shè)計，讓我所學(xué)的知識得到了實踐的機會，并學(xué)到了許多有用的實踐知識。 首先，在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師劉艷華老師。劉老師是個溫文爾雅卻又不失嚴(yán)格的好老師，她的工作繁多，但是卻在我們做畢業(yè)設(shè)計的時候都抽出大量的時間給我們指導(dǎo)。在我們做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料到設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，劉老師都給出了很多指導(dǎo)性的建議和幫助。我是一個比較懶惰的學(xué)生，在老師布置工作的時候，在下面的時間卻沒有真正認(rèn)認(rèn)真真去對待，在這里我想對劉老師說一聲對不起。雖然你經(jīng)常對我們的工作效率不是很滿意，所以說我們，但是你卻是我真正佩服的老師，在畢業(yè)設(shè)計開始初期的一

47、周一次開會到后來的一周兩次，你是真的為我們考慮，為了我們花了大量的精力和時間，真的萬分感謝！作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，非常感謝劉老師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持與幫助，讓我順利的完成了此次畢業(yè)設(shè)計。通過本次畢業(yè)設(shè)計我深深的感受到將所學(xué)的專業(yè)知識與實際的應(yīng)用、理論與實踐相結(jié)合的重要性。同時，我學(xué)到了很多以前沒有學(xué)到的東西，也認(rèn)識到自身的不足。在此，我衷心的對幫助過我的老師與同學(xué)們說一聲謝謝！ 同時，感謝培育我的母校，以及大學(xué)四年里孜孜不倦教育我的所有任課老師，是你們教給了我這些專業(yè)的知識。 以后的日子里，我會更加努力，以更好的成績回報每一個關(guān)心和愛

48、護(hù)著我的人，以更好的成績回報社會！  參考文獻(xiàn) [1]游文明，李業(yè)龍.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].高等教育出版社.2011. [2]濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計手冊（第八版）[M]. 高等教育出版社, 2006. [3]楊家軍.機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計[M]. 華中理工大學(xué)出版社, 2000. [4]張黎驊，呂小榮.機械工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京大學(xué)出版社.2011. [5]陳浩淼，申利明，宋杰。淺談按摩椅的功能設(shè)計[EB/OL]. [6]詹有剛.PRO/ENGINEER野火版5.0機械設(shè)計教程[M].機械工業(yè)出版社,2011. [7]張立偉，肖磊，謝永強.一款基于按摩椅

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