多功能跑步機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含8張CAD圖,多功能,跑步,機(jī)械,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad 多功能跑步機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 跑步機(jī)是家庭日常生活經(jīng)常用到的器材，它具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于各場(chǎng)所和家庭。根據(jù)人體工程學(xué)而設(shè)計(jì)的跑步機(jī)，符合一般人的健身要求，這樣的設(shè)計(jì)科學(xué)合理。 本題目是休閑娛樂類跑步機(jī),安全性能高的跑步機(jī)。跑步機(jī)在現(xiàn)今市場(chǎng)上依舊比較少見，其原因主要在于其市面已有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分不合理，使用的穩(wěn)定性不高。至此導(dǎo)致市面上多為跑步機(jī)較為少見。此次課題設(shè)計(jì)，力求設(shè)計(jì)出優(yōu)于市面原有的產(chǎn)品，完善跑步機(jī)的缺點(diǎn)，真正意義上的讓跑步機(jī)推廣出來。 由于跑步機(jī)的特殊性，安全問題更值關(guān)注，如何正確使用跑步機(jī)，和跑步機(jī)的保養(yǎng)同樣重要。 關(guān)鍵詞：總體結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；減震系統(tǒng)；跑步板；跑步機(jī)使用；多功能設(shè)計(jì) Abstract The porting of operating system is the significant segment of Embedded System development.The writer gives out process and means to transform the embedded linux os with root file system into the hardware platform based on ARM9 core.First of all introduced baseds on S3C2410's system hardware composition and Linux's crux of a matter composition,afterwards how analysed transplanting Linux up the target plank means together with move, and finally establishs a document system.By means of the stringtrain rim Net rim or JTAG's rim bakes till the target plank,and that system cost is leted drop Work is steadyd The commonality is powerful,usable much kinds of industry situations being living.… Because of the particularity of the race apparatus, safe problem is worth paying close attention toer, how to use the race apparatus correctly, it is as important as maintenance of the race apparatus. Keywords：Overall structure；Main transfer machinery；Damping system；Run board；Run , machine use；Muti_function design 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1 課題背景 1 1.2 目的和意義 3 1.3 構(gòu)造設(shè)計(jì) 3 1.4 功能原理的確定 4 1.5 種類分析 4 1.6 本章小結(jié) 5 第2章 電動(dòng)機(jī)的選擇及外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2.1 類型功率選擇 6 2.2 技術(shù)參數(shù) 6 2.3 設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇 7 2.4 多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇 9 2.5 基架的設(shè)計(jì) 10 2.6 支架的設(shè)計(jì) 11 2.7 前后罩 12 2.8 本章小結(jié) 13 第3章 前后滾筒 14 3.1 軸承的計(jì)算 14 3.2 軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 3.3 強(qiáng)度計(jì)算 15 3.4 滾筒要求 15 3.5 本章小結(jié) 15 第4章 跑步板及跑步帶設(shè)計(jì) 16 4.1 跑步板 16 4.2 跑步帶 16 4.3 跑帶調(diào)整 16 4.4 跑臺(tái)潤滑油的填加 17 4.5 本章小結(jié) 18 第5章 多功能設(shè)計(jì) 19 5.1 扭腰盤設(shè)計(jì) 19 5.2 連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 5.3 旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 5.4 仰臥起坐架的設(shè)計(jì) 20 5.5 跑步機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) 21 5.6 如何使用跑步機(jī) 21 5.7 本章小結(jié) 22 結(jié) 論 23 致 謝 24 參考文獻(xiàn) 25 VI 第1章 緒 論 1.1 課題背景 跑步是目前國際流行并被醫(yī)學(xué)界和體育界給予高度評(píng)價(jià)的有氧健身運(yùn)動(dòng)，是保持一個(gè)人身心健康最有效、最科學(xué)的健身方式，也越來越受到大家喜愛。 戶外長跑曾經(jīng)是大眾最喜聞樂見的運(yùn)動(dòng)形式，沿著林蔭道呼吸著早晨清新的空氣，聽著枝頭的鳥鳴，既能愉悅身心，又可鍛煉體魄。只是隨著都市的大氣變得污濁，生活節(jié)奏變得緊張，戶外長跑變得不那么流行了，而跑步機(jī)則成了時(shí)下健身最熱門的健身器械。跑步機(jī)不僅可以讓我們免受汽車尾氣之苦，也使我們可以選擇自己方便的時(shí)間隨時(shí)鍛煉。 電動(dòng)跑步機(jī)，又名電動(dòng)跑臺(tái)，是多年來國際流行的大眾健身器材，通過電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。由于電動(dòng)跑步機(jī)上的電子輔助裝備功能非常多，鍛煉者可體驗(yàn)不同的跑步環(huán)境，如平地跑、上坡跑、丘陵跑、變速跑等，個(gè)人可以根據(jù)自己的鍛煉目的進(jìn)行鍛煉。 跑步機(jī)在健身者運(yùn)動(dòng)時(shí)能顯示出跑步時(shí)的速度、時(shí)間、心率、熱量、節(jié)拍、距離等指標(biāo)，使健身者能夠隨時(shí)根據(jù)自身的身體狀況調(diào)節(jié)訓(xùn)練強(qiáng)度。 跑步機(jī)雙面寬厚的跑帶帶給您草地般舒適感覺，馬力強(qiáng)勁的電機(jī)帶給您澎湃恒久的動(dòng)力，靈敏的控制器配合芯片使您在跑步過程中隨心所欲，堅(jiān)固的鋼架以及防爆沖裝置使您的安全盡在掌握。電跑使您在繁忙的工作之余仍然可以盡享運(yùn)動(dòng)的樂趣...... 跑步機(jī)的名稱始見于唐代，而跑步機(jī)的形象則要上溯到漢魏時(shí)傳入北方的胡床。敦煌285窟壁畫就有兩人分坐在跑步機(jī)上的圖象；257窟壁畫中有坐方凳和交叉腿長凳的婦女；龍門蓮花洞石雕中有坐圓凳婦女。這此圖象生動(dòng)地再現(xiàn)了南北朝時(shí)期器材、凳在仕宦貴族家庭中的使用情況。盡管當(dāng)時(shí)的坐具已具備了跑步機(jī)、凳子的形狀，但因其時(shí)沒有器材、凳的稱謂，人們還習(xí)慣稱之為“胡床”，在寺廟內(nèi)，常用于坐禪，故又稱禪床。唐代以后，跑步機(jī)的使用逐漸增多， 跑步機(jī)設(shè)計(jì)子的名稱也被廣泛使用，才從床的品類中分離出來。因此，論及器材、凳的起源，必須從漢魏時(shí)的胡床談起。高承《事物紀(jì)原》引《風(fēng)俗通》稱：“漢靈帝好胡服，景師作胡床，此蓋其始也，今交器材是也”?！逗鬂h書。五行志一》：“漢靈帝好胡服、胡帳、胡床、胡坐、胡飯……京都貴戚皆竟為之”。這兩段記載可證，我國古代跑步機(jī)的出現(xiàn)當(dāng)在漢靈帝時(shí)期（168-189年）。胡床在魏晉南北朝至隋唐時(shí)期使用較廣，有錢、有勢(shì)人家不僅居室必備，就是出行時(shí)還要由侍從扛著胡床跟隨左右以備臨時(shí)休息之用。 1996年之前,電動(dòng)跑步機(jī)都是國外產(chǎn)品，進(jìn)入家庭的大都是由自行車廠改制的生產(chǎn)廠制造的機(jī)械跑步機(jī),國人對(duì)價(jià)格幾萬乃至十幾萬元的進(jìn)口電動(dòng)跑步機(jī)望而生畏。 1993年以后，隨著國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，韓國企業(yè)向我國轉(zhuǎn)移，首先是山東祥和集團(tuán)公司利用該地區(qū)電機(jī)、控制電源生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，于1994年組建了專廠，通過充實(shí)機(jī)加工能力，結(jié)合國內(nèi)外信息，祥和集團(tuán)于1995年生產(chǎn)出了全部為自制部件的家用電動(dòng)跑步機(jī)，并于次年的南昌體博會(huì)上參展。被譽(yù)為第一個(gè)民族品牌的匯祥電動(dòng)跑步機(jī)，當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)到七千臺(tái)，銷量達(dá)到五千臺(tái)，開了生產(chǎn)國產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的先河。通過不停的技術(shù)改造，到2004年達(dá)到了年產(chǎn)十萬臺(tái)的生產(chǎn)能力，同年銷售跑步機(jī)4.8萬臺(tái)，產(chǎn)值9360萬元，銷售收入7200萬元，同時(shí)完成了ISO9001及歐盟CE認(rèn)證，并被評(píng)為山東名牌產(chǎn)品。 匯祥電動(dòng)跑步機(jī)為擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，合理利用生產(chǎn)資源，先后為一些國產(chǎn)企業(yè)貼牌生產(chǎn)，極大地提高了電動(dòng)跑步機(jī)的國產(chǎn)占有率，也為眾多企業(yè)提供了發(fā)展樣品，帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。 目前，生產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的企業(yè)集中在長江三角洲、山東半島及粵、閩沿海地區(qū)，總數(shù)約為50余家，其中具備規(guī)模的約為15家，而合資、獨(dú)資企業(yè)約占50%。 電動(dòng)跑步機(jī)系機(jī)電一體化產(chǎn)品，采用匯編語言編程，用計(jì)算機(jī)控制，系國家鼓勵(lì)的發(fā)展行業(yè)。該產(chǎn)品的發(fā)展帶動(dòng)了鋼管制造、塑料制品、電子工業(yè)，電機(jī)工業(yè)等系列發(fā)展，使人們身體鍛煉不受場(chǎng)地、環(huán)境、氣候的制約，寓體育鍛煉于休閑娛樂之中，全面提高國民身體素質(zhì)。該產(chǎn)品制作過程中，無污染物及有害物質(zhì)產(chǎn)生，外采購鋼鐵、塑料配件，電子元器件組裝，是綠色制造產(chǎn)業(yè)。 以胡錦濤為總書記的黨中央大力倡導(dǎo)建設(shè)和諧有序的發(fā)展環(huán)境，電動(dòng)跑步機(jī)的發(fā)展就緊貼這一主題，為帶動(dòng)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮著重要作用。通過進(jìn)入小康社會(huì)的國民收入提高，電動(dòng)跑步機(jī)近年來也開始進(jìn)入家庭，例如匯祥牌電動(dòng)跑步機(jī)在中、小城市的銷售量逐年增量超過50%，許多富裕起來的城鄉(xiāng)居民紛紛選擇這一優(yōu)越的健身方式，一大批人性化設(shè)計(jì)的跑步機(jī)正在問世，通過電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、制造設(shè)備工裝的改造革新，其發(fā)展空間很大，是一種有可持續(xù)發(fā)展前途的產(chǎn)品。 促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)健康增長的三大要素為消費(fèi)、投資、凈出口。而電動(dòng)跑步機(jī)的發(fā)展，在其中占有很大比重。隨著國內(nèi)恩格爾系數(shù)的不斷降低，人們由衣食住行向提高生活質(zhì)量發(fā)展，電動(dòng)跑步機(jī)將是國人健身的優(yōu)選器材，因?yàn)?，從國外的?jīng)驗(yàn)看，在電動(dòng)跑步機(jī)上進(jìn)行平衡鍛煉已經(jīng)成為時(shí)尚。從國民經(jīng)濟(jì)分類看，體育消費(fèi)屬第三產(chǎn)業(yè)，近年增速連續(xù)超過10%，而且速度逐年加快。體育健身的消費(fèi)拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)增長的份額必然會(huì)繼續(xù)增加。這種健身消費(fèi)涵蓋較廣，既有居民消費(fèi)又有公共消費(fèi)（如健身俱樂部等），它的消費(fèi)增速超過20%，其中，電動(dòng)跑步機(jī)超過40%，具有較強(qiáng)的發(fā)展勢(shì)頭。 國外電動(dòng)跑步機(jī)制造業(yè)從上個(gè)世紀(jì)七十年代后期起步，與我國同類產(chǎn)品相比，除款式多樣化及附加功能開發(fā)上比較占先外，其他差距較小。例如鋼材，我國寶鋼、鞍鋼等生產(chǎn)的帶鋼均達(dá)到或超過國際標(biāo)準(zhǔn)，其配套的鋼管制作也達(dá)到國外標(biāo)準(zhǔn)，電機(jī)等電跑配件通過消化吸收，我們從材料到新款開發(fā)均在國際先進(jìn)行列。因此，電動(dòng)跑步機(jī)不同于飛機(jī)、汽車行業(yè)，與國外先進(jìn)水平幾乎沒有多大差距。由此，國際著名電跑生產(chǎn)企業(yè)日益關(guān)注，已經(jīng)開始讓我國企業(yè)為其進(jìn)行貼牌產(chǎn)品生產(chǎn)。 雖然發(fā)展勢(shì)頭不錯(cuò)，但是國產(chǎn)電跑在國內(nèi)外市場(chǎng)上的境遇還是有差別。而國產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)在國際市場(chǎng)上競爭力不強(qiáng)的主要原因，則是缺乏名牌產(chǎn)品效應(yīng)。而與國外企業(yè)相比起步較晚、一些小企業(yè)假冒偽劣產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)市場(chǎng)的沖擊等原因，也削弱了國產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的市場(chǎng)競爭力。 目前，國際著名品牌愛康、力健、必確、太空、賽百斯等紛紛涉足中國市場(chǎng)，有的斥巨資投資建廠，并以較高的品牌知名度向國內(nèi)企業(yè)施壓，在此情況下，盡快促進(jìn)電動(dòng)跑步機(jī)名牌產(chǎn)品的崛起，不失為政府對(duì)電動(dòng)跑步機(jī)民族工業(yè)的一個(gè)有力推動(dòng)，也是推動(dòng)民族品牌和國產(chǎn)產(chǎn)品提高國際市場(chǎng)競爭力的一大捷徑。在電動(dòng)跑步機(jī)國際市場(chǎng)競爭白熱化的情況下，國產(chǎn)產(chǎn)品能否取勝，與名牌戰(zhàn)略能否及時(shí)有效推進(jìn)關(guān)系密切。 全民健身計(jì)劃的有力推進(jìn)，奧運(yùn)經(jīng)濟(jì)對(duì)體育消費(fèi)的拉動(dòng)，有效地帶動(dòng)了體育產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展，對(duì)提升中國體育用品公眾認(rèn)知度具有深遠(yuǎn)意義，對(duì)包括電動(dòng)跑步機(jī)在內(nèi)的體育用品業(yè)的發(fā)展，對(duì)促進(jìn)體育用品業(yè)行業(yè)的整體提升，構(gòu)筑規(guī)模效益，進(jìn)入全球市場(chǎng)，都將提供一個(gè)大舞臺(tái)，體育健身事業(yè)和奧運(yùn)經(jīng)濟(jì)都在呼喚中國名牌，電動(dòng)跑步機(jī)也在呼喚中國名牌。 1.2 目的和意義 本設(shè)計(jì)的主要目的在于：本設(shè)計(jì)跑步機(jī)的基本功能就是構(gòu)建一條運(yùn)動(dòng)的跑道(跑步帶)，跑道的運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)者的跑動(dòng)方向相反，但速度必須自動(dòng)保持一致，這樣就使得運(yùn)動(dòng)者能夠在原地進(jìn)行跑步鍛煉了。實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)的功能，對(duì)跑步帶的驅(qū)動(dòng)與速度控制：通常使用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，直流電動(dòng)機(jī)通過半導(dǎo)體功率器件，使用脈沖寬度控制(PWM)方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 本設(shè)計(jì)的主要意義在于：它通過電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。由于被動(dòng)地形成跑和走，從動(dòng)作外形上看，幾乎與普通在地面上跑或走一樣，但從人體用力上看，在電動(dòng)跑步機(jī)上跑、走比普通跑、走省去了一個(gè)蹬伸動(dòng)作。正是這一點(diǎn)使每一個(gè)在電動(dòng)跑步機(jī)上走跑的人感到十分輕松自如，可使人比普通跑步多跑1/3左右的路程，能量消耗也比普通走、跑為多。另外，由于電動(dòng)跑步機(jī)上的電子輔助裝備功能非常多，可體驗(yàn)不同的跑步環(huán)境。 圖1-2 電動(dòng)機(jī)外型圖 1.3 構(gòu)造設(shè)計(jì) 多功能電動(dòng)跑步機(jī)主要由機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、可調(diào)電源、跑步皮帶及儀表控制盤組成，其特征在于框架與支架垂直連接，前軸與后軸分別裝在框架的兩端，前滾筒與后滾筒分別用軸承套裝在前后軸上，跑步皮帶張緊繞裝在前后滾筒上，跑步皮帶下裝有支撐跑步板，從動(dòng)皮帶輪緊裝在前滾筒的一端，電動(dòng)機(jī)、可調(diào)電源,安裝在框架的前端，控制傳感器裝在電動(dòng)機(jī)上，速度傳感器安裝在緊靠在從動(dòng)皮帶輪的框架上，皮帶調(diào)節(jié)螺栓一端連接在電動(dòng)機(jī)外殼的孔板上，另一端連接在焊接于框架前端的孔板上，跑步機(jī)扶手架安裝于支架的頂端，儀表控制盤安裝于扶手架上。 傳動(dòng)方式采用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)級(jí)為一級(jí)。同時(shí)在支架上安有扭腰盤和伏地挺身架使機(jī)器實(shí)現(xiàn)其多功能性。 1.4 功能原理的確定 目前市場(chǎng)上比較常見的有傳統(tǒng)跑步機(jī)和電動(dòng)跑步機(jī)兩種。傳統(tǒng)跑步機(jī)，俗稱“被動(dòng)式跑步機(jī)”。是我國上世紀(jì)80年代從國外引進(jìn)健身觀念時(shí)、為適應(yīng)當(dāng)時(shí)國情而開發(fā)的具有“中國特色”的過渡產(chǎn)物。它的動(dòng)力來源是使用者通過自身臂部、膝部、踝關(guān)節(jié)的活動(dòng)，推動(dòng)跑步機(jī)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。速度由運(yùn)動(dòng)者自己控制。這種運(yùn)動(dòng)方式，表面上看起來似乎能消耗更多的能量，但其造成的運(yùn)動(dòng)傷害也要比在大自然中跑步高出數(shù)倍。 據(jù)北醫(yī)三院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)專家林共周博士解釋：在馬路上跑步，每跑1000米，每只腳就得撞擊地面約1000次左右。而在傳統(tǒng)跑步機(jī)上跑步，人體除自身重量產(chǎn)生的震蕩外，腳踝、膝部和臀部的肌肉，特別是肌腱，還要額外承擔(dān)向后的扭力來確保跑帶向后運(yùn)動(dòng)。由于扭力過度集中在韌帶、關(guān)節(jié)等幾個(gè)關(guān)鍵受力部位，更容易使受力部位肌腱組織產(chǎn)生慢性疲勞，造成損傷。很多傳統(tǒng)跑步機(jī)使用者，發(fā)現(xiàn)自己越是認(rèn)真鍛煉，腿部就越跑越粗，關(guān)節(jié)也越練越?jīng)]有力氣。 傳統(tǒng)跑步機(jī)并不適合患有脊椎軟骨突出、膝關(guān)節(jié)炎、踝關(guān)節(jié)扭傷、骨肌腱炎、以及足底筋膜炎的人，因?yàn)殚L期的跑步可能會(huì)加重慢性扭傷的情形或加速膝關(guān)節(jié)的老化。 電動(dòng)跑步機(jī)是健身房及家庭較高檔的器材，這種跑步機(jī)能減輕傳統(tǒng)訓(xùn)練對(duì)關(guān)節(jié)的沖擊，避免運(yùn)動(dòng)受傷，比自然跑步有明顯的優(yōu)勢(shì)。跑步時(shí)后腳跟先著地，順著跑帶方向運(yùn)動(dòng)。手腳模仿跑步的動(dòng)作，前后揮動(dòng)，從而使全身肌肉得到均衡的鍛煉。由于跑帶的運(yùn)動(dòng)方向與腳步移動(dòng)的方向一致，韌帶部位的扭力就抵消了，跑起來非常舒適?？祻?fù)者、兒童、老年人也可以保持身體平衡，從而集中精力安心鍛煉。如果增加運(yùn)動(dòng)量，可以加快舞動(dòng)手腳的速度。用電動(dòng)跑步機(jī)能消除關(guān)節(jié)的負(fù)載，不但能減肥健身，還有益于受傷后身體的恢復(fù)。 1.5 種類分析 跑步機(jī)價(jià)格較為廉價(jià)，已然普遍到各家各戶，隨著“時(shí)尚、運(yùn)動(dòng)、健康、綠色、環(huán)?！崩砟畹纳钊肴诵?，跑步機(jī)類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、材料、工藝、款式也跟隨市場(chǎng)需求，新材料、精加工、巧構(gòu)思、高品質(zhì)和高附加值的跑步機(jī)精品不斷涌現(xiàn)。跑步機(jī)不但成為人們的代步交通工具，而且進(jìn)入運(yùn)動(dòng)、休閑、娛樂、時(shí)尚領(lǐng)域，并融入更多的科技、文化元素，成為所有家庭的必備用具。跑步機(jī)發(fā)展，在使用功能上說變化已很少了，現(xiàn)代跑步機(jī)的主要發(fā)展在于機(jī)架的造型行變化，表面的處理如烤漆、商標(biāo)的變化使其外觀更美；對(duì)自機(jī)上的每一個(gè)零件進(jìn)行精雕細(xì)琢的改進(jìn)，使其更合理、美觀；對(duì)跑步機(jī)的材料上的選用與開發(fā)。由此致使跑步機(jī)功能上的變化也沒有很大的改變。 1.6 本章小結(jié) 跑步機(jī)屬于健康器材類產(chǎn)品,由于跑步機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須滿足各種體重的人來使用。一般使用跑步機(jī)的目的有兩種：健身,減肥瘦身;如果是減肥瘦身的人來使用,因?yàn)樯眢w較肥胖,跑不快,因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)的低速必須轉(zhuǎn)矩大才能使用。相反的,健身的人跑步快,但是重量輕,因此高速時(shí)的轉(zhuǎn)矩需求較小;跑步機(jī)必須滿足家庭成員每一個(gè)人都能使用,因此調(diào)速范圍要寬廣,低速轉(zhuǎn)矩要大,才能滿足不同重量的人。 第2章 電動(dòng)機(jī)的選擇及外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 類型功率選擇 當(dāng)人在跑步機(jī)上跑步或走路時(shí)，跑步機(jī)所承載的重量是人體重的0.8~2.5倍，而馬力就是在這樣的載重量下，還能滿足并維持所選擇的速度，讓人可以在跑步機(jī)上走跑自如的驅(qū)動(dòng)力。 通常跑步機(jī)一個(gè)馬力大概可提供50~60Kg的承載重量，但跑步帶面積大小也和跑步機(jī)馬力有相當(dāng)直接的關(guān)系，跑步機(jī)的馬力越大，可以帶動(dòng)的跑步帶面積也越大，所以衡量效率及安全性后，一般建議，家用跑步機(jī)合宜的持續(xù)(continuous)馬力應(yīng)該至少1.5馬力以上，如果家人的體重有超過80公斤，則應(yīng)選2.0持續(xù)(continuous)馬力以上的跑步機(jī)。 此跑步機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100公斤，則電動(dòng)跑步機(jī)用電動(dòng)機(jī)—ZYT42(NEMA)型永磁直流電動(dòng)機(jī)該型電動(dòng)機(jī)系大功率跑步機(jī)中配套的專用驅(qū)動(dòng)元件，經(jīng)一定的電磁、結(jié)構(gòu)派生處理也可適用于相應(yīng)的機(jī)械裝置中作為驅(qū)動(dòng)元件。該電動(dòng)機(jī)顯著的特點(diǎn)：具有轉(zhuǎn)速精度高，當(dāng)人在跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，是一個(gè)沖擊負(fù)載，該機(jī)在這種沖擊負(fù)載作用下一轉(zhuǎn)不差，保持同步轉(zhuǎn)速，如同在平地上一樣感覺。表現(xiàn)在調(diào)速方便(可無級(jí)調(diào)速)， 調(diào)速范圍寬，低速性能(啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大)，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，效率高。 2.2 技術(shù)參數(shù) 型號(hào)ZYT42/06 電壓220 VDC 功率2.0 HP 電流不大于9.8A 轉(zhuǎn)速3400±7% 轉(zhuǎn)向 逆時(shí)針 絕緣等級(jí) F級(jí) 圖2-1 電動(dòng)機(jī)外型圖 L1=28.5 L2=272 電動(dòng)機(jī)特性曲線： 圖2-2 電動(dòng)機(jī)特性曲線 2.3 設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇 初始條件：選擇電機(jī)為專門為跑步機(jī)生產(chǎn)的永磁直流電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)功率P=1.5KW，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1=3400r/min 傳動(dòng)比定為i=2.1由于多楔帶適于傳遞功率較大而又要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合，特別能適應(yīng)帶輪直徑小的傳動(dòng)，所以擇之。以下計(jì)算過程所用到的表和圖來源： 1.確定設(shè)計(jì)功率Pd Pd＝KAP (3-1) 式中 KA——工作情況系數(shù)，根據(jù)跑步機(jī)使用的特性，選擇每天工作時(shí)間＜10h，載荷變動(dòng)小。KA=1.1 Pd=1.1×1.5=1.65kw 2.帶型號(hào)的選擇 對(duì)于多楔帶的型號(hào)可根據(jù)設(shè)計(jì)功率Pd=1.65KW和小帶輪轉(zhuǎn)速n1=3400r/min選PJ型多楔帶。 3.確定帶輪直徑de1、de2(有效直徑) 小帶輪有效直徑： 選de1=33.5mm 大帶輪有效直徑: 小帶輪節(jié)圓直徑 dp1=de1+2△e=33.5+2×1.2=36mm △e=1.2 大帶輪節(jié)圓直徑dp2=idp1=2×33.5=67mm de2=dp2-2△e=67-2×1.2=64.6mm 選de2=63mm 4.計(jì)算帶速v v=πdp1n1 /(60×1000) m/s (3-2) 注意：v↑→離心力、離心應(yīng)力↑→FQ↓ →單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N↑ v↓ →P=F×v/100可知，P一定時(shí)，F(xiàn)↑→張緊力↑ 一般v在5～25 m/s，最大30 m/s，在8～15 m/s較好 V=∏×36×3400/60×1000=6.4<30m/s，合適 5.初定中心距a0 中心距的大小對(duì)帶傳動(dòng)的影響： a↑→結(jié)構(gòu)大→由于載荷變化引起帶的顫動(dòng)→掉帶 a↓→帶的長度↓→在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)N愈多，會(huì)加速帶的疲勞損壞； →當(dāng)傳動(dòng)比i較大時(shí)，包角↓ 對(duì)于V帶傳動(dòng)，中心距a一般可取 2×(de1 ＋de2 )≥a0≥0.7(de1＋de2) (3-3) 67.55〈a0〈193 初定a0=150mm 6.確定帶的有效長度Le Le0=2a0+∏/2(de1＋de2)+(de2-de1)2/4a0 =2150+151.505+1.45 =452.96mm 選Le=450mm 7.計(jì)算實(shí)際中心距a 中心距的變動(dòng)范圍 考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償張緊力的需要(如膠帶伸長而松弛后的張緊)，尚需給中心距留有一定的調(diào)整余量。中心距的調(diào)整量為△min=5,￡min=8. a=a0+(Le- Le0)/2 =150-1.48 =148.52mm 則a1=153.52mm a2=140.52mm 8.計(jì)算小帶輪包角 α1 ≈∏-(de2-de1 )/a =3.14-0.199 =2.94rad 9.帶每楔所傳遞的額定功率及其增量 由帶型，de1=33.5mm，n1=3400r/min 用插值法計(jì)算的 p0=0.14kw 由i=2，n1=3400r/min，用插值法計(jì)算得 △p0=0.02kw 10.計(jì)算帶的楔數(shù) 用插值法計(jì)算Kα=0.97，KL=0.78 Z=1.65/(0.16×0.97×0.78) =13.63 選取Z=12 11.有效圓周力 FT= Pd/v×103 =0.26×103 =260N 12.作用在軸上的載荷 為設(shè)計(jì)軸和軸承，需確定帶傳動(dòng)作在軸上的力Fr 得Kr=1.57 則 Fr=1.57×260×0.995 =406.16N 多楔帶的選擇，如圖2-3所示： 圖2-3 多楔帶 2.4 多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇 要求質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡 ；輪槽工作面要精細(xì)加工(表面粗糙度一般為3.2)，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 材料帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼(或用鋼板沖壓后焊接而成)；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪由輪緣，輪輻和輪轂三部分組成 實(shí)心式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于3d(d為軸的直徑)時(shí) 腹板式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于300～350mm時(shí) 輪幅式：帶輪基準(zhǔn)直徑大于300～350mm時(shí) 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，并根據(jù)帶的型號(hào)及根數(shù)確定輪緣寬度，根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸則小帶輪D=33.5選取實(shí)心式，大帶輪D=63選取腹板式小帶輪隨電機(jī)一起購買。規(guī)格：P12PJ33.5 以跑步機(jī)大帶輪P12PJ63為例確定其結(jié)構(gòu)和尺寸： 要求帶輪每毫米有效直徑的輪槽軸向圓跳動(dòng)公差值為0.002mm.輪槽表面粗糙度Ra的最大允許值為3.2。槽距e=2.34±0.03，槽角α=40o±0.5o，楔頂圓角半徑rb,最小值為0.2，槽底圓弧半徑rt最大值為0.4，檢驗(yàn)用圓球或圓柱直徑db=1.5±0.01,2X公稱值為0.23，2N最大值1.22，f最小值為1.8，有效線差公稱值￡e=1.2徑向跳動(dòng)公差0.25，槽間直徑差值最大0.16。n槽數(shù)為12。 帶輪寬=11×2.34+1.8×2=29.34MM 2.5 基架的設(shè)計(jì) 為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和減震系統(tǒng)的有效性，基架全部采用焊接結(jié)構(gòu)?；艿脑O(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是其他設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)。支架，滾筒的選擇，以及前后ABS塑料罩等等，都是依據(jù)基架的尺寸和形狀設(shè)計(jì)的，所以設(shè)計(jì)開始首先考慮基架的設(shè)計(jì)，進(jìn)行樣式，結(jié)構(gòu)，還有尺寸的確定。主要是通過調(diào)研，看現(xiàn)有市場(chǎng)上的跑步機(jī)的基架結(jié)構(gòu)的流行設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自己產(chǎn)品的開發(fā)，少走彎路，緊跟市場(chǎng)，在尺寸的確定方面參考了人體運(yùn)動(dòng)工學(xué)推算，45cm寬X130cm跑帶面積，以此保證給人以足夠的運(yùn)動(dòng)面積，為主要數(shù)據(jù)展開對(duì)基架的設(shè)計(jì)，再考慮電機(jī)的尺寸，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)的中心距離，電機(jī)的安裝，前后滾筒的位置，PWM調(diào)速電源的安裝位置，以及傳感器安裝位置的預(yù)留等等，設(shè)計(jì)了上圖的基架，在設(shè)計(jì)中特意將兩邊框設(shè)計(jì)了足夠的寬度，以此為鍛煉過程中短暫的休息提供兩腳踩放的位置，另外也為萬一跑步機(jī)失靈發(fā)生意外，人可快速兩腳分開脫離旋轉(zhuǎn)的跑帶，提供足夠的安全踩放位置，如圖2-5所示。 圖2-5 基架 2.6 支架的設(shè)計(jì) 支架設(shè)計(jì)分為上下兩部分通過插拔的形式安裝和拆卸，目的是包裝時(shí)節(jié)省空間，材料采用空心鋼管，連接為焊接，保證穩(wěn)定性。支架包括扶手，儀表安裝 輔助支架，扭腰盤連接處等，仰臥起坐架直接焊接于輔助連桿上。與基架的連接采用螺栓連接，方便位置的調(diào)整和拆裝。底部安有橡膠墊和尾套，保證平衡，最重要的是實(shí)現(xiàn)減震的二級(jí)緩沖，如圖2-6，2-7，2-8所示。 圖2-6 上支架 圖2-7 下支架 圖2-8 總支架 2.7 前后罩 旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須與執(zhí)行機(jī)構(gòu)隔離，保證安全性，同時(shí)為了技術(shù)保護(hù)和美觀，前后罩使用ABS塑料，美觀，有質(zhì)感，能起到有效的防護(hù)作用。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為基架，通過螺釘與基架連接，方便安裝和維護(hù)維修，如圖2-9，2-10所示。 圖2-9 前罩 圖2-10 后蓋 2.8 本章小結(jié) 多楔帶適于傳遞功率較大而又要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合，特別能適應(yīng)帶輪直徑小的傳動(dòng)。整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)用美國SOLIDWORKS公司的SOLIDWORKS進(jìn)行三維的實(shí)體設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)簡單化和設(shè)計(jì)化，可以把工作的精力都放在設(shè)計(jì)上而不是復(fù)雜的制圖上。 第3章 前后滾筒 3.1 軸承的計(jì)算 軸承類型：深溝球軸承，軸承代號(hào)：6301 軸承參數(shù)：軸承內(nèi)徑：12，軸承外徑：37，軸承寬度：12，額定動(dòng)載荷：7480，額定靜載荷：4650，極限轉(zhuǎn)速：22000， 潤滑方式：脂潤滑。 工作參數(shù)：徑向載荷：406.16，軸向載荷：0，使用壽命：30000，工作轉(zhuǎn)速：1819.8，載荷系數(shù)：1.5。 計(jì)算結(jié)果： 當(dāng)量動(dòng)載荷：609.24 當(dāng)量靜載荷：609.24 計(jì)算壽命：16950 3.2 軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 滾筒軸屬于固定心軸——只承受彎矩M≠0；不承受扭矩T=0；軸的毛坯一般用圓鋼或鍛件。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求： 軸與軸上零件應(yīng)具有準(zhǔn)確的工作位置——定位要求 軸上零件應(yīng)易于裝拆和調(diào)整——安裝調(diào)整要求 軸上零件的固定應(yīng)牢固可靠——緊固要求 軸應(yīng)具有良好的制造工藝性——工藝要求 應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中——提高疲勞強(qiáng)度的要求 軸的各部分結(jié)構(gòu)名稱制造安裝要求 1.——為便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯軸。 2.——為使軸上零件易于安裝，軸端和各軸段的端部應(yīng)有導(dǎo)角。 3.——軸的形狀和尺寸力求簡單，以便于加工。 4.——軸上磨削的軸段有砂輪越程槽；需車制螺紋的軸段，應(yīng)有推刀槽；軸的材料軸常在交變應(yīng)力的作用下工作，其材料的要求是：強(qiáng)度高、剛度好、應(yīng)力集中的敏感度小，抗疲勞，加工性能好，有的軸表面要求也較高。 軸的材料主要采用中碳鋼35或45鋼和合金鋼20Cr或40Cr等。 最常用的是45#鋼（含碳量0.45％），它具有較高的綜合機(jī)械性能。 此設(shè)計(jì)采用45#鋼。 軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：使軸具有合理的結(jié)構(gòu)形狀，良好的加工工藝性。 強(qiáng)度計(jì)算：保證軸在載荷作用下不致斷裂或產(chǎn)生過大的變形。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的端部應(yīng)有45°倒角，以便安裝時(shí)對(duì)中，防止銳邊劃手。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要根據(jù)以下幾個(gè)方面：軸上零件的配置；軸上零件的固定；軸上零件的裝拆；軸的加工工藝性。 軸上零件的固定可分為兩個(gè)方向： 周向固定：傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)。采用過盈配合。 軸向固定：防止零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。 圖3-1 滾筒結(jié)構(gòu) 3.3 強(qiáng)度計(jì)算 由于心軸工作時(shí)只承受彎矩而不承受扭矩，所以在應(yīng)用上式時(shí)，應(yīng)取T=0。由于是固定心軸，考慮啟動(dòng)，停止等影響，彎矩在軸截面上所引起的應(yīng)力可視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。所以 固定心軸的許用應(yīng)力應(yīng)為1.7[σ-1] 。 最大彎矩M=0.54/2×300=81N.M 抗彎截面系數(shù)W=∏×d4/64 =[3.14×(0.012)4/64]=2×10-8 強(qiáng)度=M/W=81/(∏×d4/64)=81/2×10-8=40MPa 材料采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼許用彎應(yīng)力為102MP 40〈102 則通過設(shè)計(jì)能承受足夠的工作強(qiáng)度。 3.4 滾筒要求 主動(dòng)滾筒的外圓全跳動(dòng)小于0.33mm，從動(dòng)滾筒的外圓全跳動(dòng)小于0.25mm。滾筒均采用2.1mm壁厚的優(yōu)質(zhì)鋼管，光潔度達(dá)到0.8以下。滾筒均有防靜電處理。滾筒外部經(jīng)防銹處理。 3.5 本章小結(jié) 滾筒要求做動(dòng)平衡調(diào)節(jié)、動(dòng)平衡精度高，噪音低，準(zhǔn)確性高，強(qiáng)度好，應(yīng)力集中的敏感度小，性能要求制作高，保證在載荷作用下不致斷裂或產(chǎn)生過大的變形，滾筒均有防靜電處理。滾筒外部經(jīng)防銹處理。 第4章 跑步板及跑步帶設(shè)計(jì) 4.1 跑步板 電動(dòng)跑步機(jī)的跑步板，它由基板以及覆蓋在基板上或上下兩個(gè)表面的導(dǎo)電耐磨層構(gòu)成。導(dǎo)電耐磨層既可長期承受跑步帶的摩擦，使用壽命高；又可隨時(shí)將摩擦產(chǎn)生的靜電荷通過底座導(dǎo)出，避免靜電對(duì)人體的不舒感和對(duì)跑步機(jī)造成的損害。基板由高密度或中密度纖維板制作，也可由其它材料制作。使用高密度或中密度纖維板時(shí)，強(qiáng)度較高、重量較輕，成本較低，效果較好，本身也提供一部份的吸震功能，導(dǎo)電耐磨層可以在基板上噴涂導(dǎo)電耐磨涂料固化制成，也可以在基板上復(fù)合耐磨金屬板制成。導(dǎo)電耐磨涂料層工藝較簡單，成本也較低。復(fù)合耐磨金屬板則更牢固。復(fù)合耐磨金屬板為復(fù)合銅板時(shí)效果更好，更耐磨。 4.2 跑步帶 跑帶要求雙層粘合跑帶，具有高傳導(dǎo)性，跑步帶國際防滑型，運(yùn)動(dòng)時(shí)安全可靠 跑步機(jī)，其實(shí)就是提供一個(gè)跑步的面積，所以絕對(duì)要在乎跑步帶面積的大小，左右寬度及前后長度都要夠，否則無法自然邁開步伐，跑起來彎扭不順暢，更容易跌倒。根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)工學(xué)推算，45cm寬X130cm長，應(yīng)是一個(gè)合宜的參考面積，然后再依個(gè)人的實(shí)際條件做增減。有不少廠商生產(chǎn)"加碼"跑步機(jī)，跑臺(tái)加寬，左右踏條增大，以營造物超所值得虛胖假象，但最重要的跑步帶面積并沒增加；所以焦點(diǎn)要放在跑步帶面積上。理論上來說，在相同的馬力條件下，如果跑步機(jī)所能提供的跑步帶面積越大，且整臺(tái)實(shí)際的占地面積越小，應(yīng)是較佳的設(shè)計(jì)。 4.3 跑帶調(diào)整 兩個(gè)螺栓調(diào)整法，如圖4-1所示。 圖4-1 跑帶的調(diào)整 如果跑帶偏向左邊，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)左后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)，還有以反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶位在中央位置。 如果跑帶偏向右邊，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)左后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)，還有以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶位在中央位置，如圖4-2所示。 圖4-2 跑帶左右偏調(diào)整方式 要增加跑帶的張力時(shí)，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母板手，以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)后側(cè)的兩個(gè)滾筒調(diào)整螺栓各四分之一轉(zhuǎn)。跑帶張力適當(dāng)時(shí)，應(yīng)該可以將跑帶的任何一邊移離跑臺(tái)3-4"。不能過度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分種。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶張力適當(dāng)為止。 要減少跑帶的張力時(shí)，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)后側(cè)的兩個(gè)滾筒調(diào)整螺栓各四分之一轉(zhuǎn)。跑帶張力適當(dāng)時(shí)，應(yīng)該可以將跑帶的任何一邊移離跑臺(tái)3-4"。不能過度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶張力適當(dāng)為止。 4.4 跑臺(tái)潤滑油的填加 減小跑步帶和跑步板之間的摩檫力，保護(hù)跑步板表面的耐磨涂層，延長跑帶、跑板的使用壽命。減少跑步機(jī)的電能消耗。讓用戶在運(yùn)動(dòng)時(shí)更流暢。 品質(zhì)要求：耐高溫；黏度高；不易揮發(fā)。 使用方法： 掀開左側(cè)跑步帶，將潤滑油沿跑步帶方向倒在跑步板上，控制用量為10ml；右側(cè)同左側(cè)一樣操作方法；將跑步機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)在3KM/H以內(nèi)，人站上去隨著跑步帶一起運(yùn)動(dòng)，用腳有意識(shí)的踏壓跑步帶下涂有潤滑油的區(qū)域，使其在跑步板上散布均勻。 使用頻率：6個(gè)月加注1次潤滑油。 注意事項(xiàng)：不可過量使用，防止摩檫力太小后跑步帶和傳動(dòng)滾筒之間打滑影響正常使用。 4.5 本章小結(jié) 跑步板和跑步帶的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，不光要提供一個(gè)寬敞舒適的跑步平臺(tái)，還得考慮之間的摩擦問題，還有摩擦產(chǎn)生的靜電問題，盡量通過細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，提供一個(gè)真正的健康的鍛煉平臺(tái)。 第5章 多功能設(shè)計(jì) 5.1 扭腰盤設(shè)計(jì) 如圖5-1所示。扭腰盤設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 1.采用ABS塑料+磁鐵制成，抗沖擊強(qiáng)度高，密度小，便于運(yùn)輸，完全可以替代鑄件，表面光潔度好，不用噴涂，可節(jié)省費(fèi)用3-5元，重量僅是鑄件的1/7，從運(yùn)費(fèi)上可節(jié)省6/7，采用此產(chǎn)品綜合成本效益可降低40%盤面突起直指病理反射區(qū)穴位，在扭腰同時(shí)進(jìn)行腳底按摩。 2.附有磁鐵，有足療作用。 3.身體隨著轉(zhuǎn)盤扭動(dòng)，使腰部、跨部得到充分鍛煉，瘦腰美腿、保持身材。 4.通過磁療，把磁波傳列到人體，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生旋渦狀的二次電流，排除多余脂肪及毒素。 5.增強(qiáng)血液循環(huán)，健美強(qiáng)身兩不誤。 圖5-1 扭腰盤 5.2 連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)直徑為250mm，通過長桿與支架相連，用時(shí)把鐵銷把出，旋轉(zhuǎn)放在皮帶上方，即可使用，鍛煉完畢旋轉(zhuǎn)折疊，插上鐵銷，則扭腰盤依附與支架上，可以進(jìn)行別的項(xiàng)目的鍛煉，如圖5-2所示。 圖5-2 扭腰盤支架 5.3 旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 此扭腰盤選用單向推力軸承和深溝球軸承配合完成對(duì)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的的支撐。 單向推力軸承計(jì)算： 軸承類型：單向推力球軸承(50000)，軸承代號(hào)：51104 軸承參數(shù)：軸承內(nèi)徑：20，軸承外徑：35，軸承寬度：10，額定動(dòng)載荷：11000，額定靜載荷：19800，極限轉(zhuǎn)速：6700，潤滑方式：脂潤滑 工作參數(shù)：徑向載荷：0，軸向載荷：1000，使用壽命：3000，工作轉(zhuǎn)速：20，載荷系數(shù)：1.1 計(jì)算結(jié)果：當(dāng)量動(dòng)載荷：1100.00，當(dāng)量靜載荷：1100.00，計(jì)算壽命：833350 深溝球軸承只是簡單起個(gè)軸向固定和保持軸位置的固定的作用，如圖5-2所示。 圖5-2 扭腰盤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 5.4 仰臥起坐架的設(shè)計(jì) 根據(jù)美國醫(yī)療協(xié)會(huì)報(bào)導(dǎo),做仰臥起坐對(duì)人體新陳代謝 有絕對(duì)的幫助,其可增進(jìn)肺部運(yùn)動(dòng)量因而提升免疫力。此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，與支架焊接在一起，平穩(wěn)堅(jiān)固、使用簡單，屬于很大眾化的設(shè)計(jì)，對(duì)強(qiáng)化胸部、腰部大小肌肉，消除腹部贅肉最有效，在鍛煉中與跑步配合，使跑步機(jī)不再成為乏味的單一運(yùn)動(dòng)器械，而且結(jié)構(gòu)位置絲毫不影響跑步帶鍛煉，如圖5-3所示。 圖5-3 仰臥起坐架 5.5 跑步機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) 1.在您第一次或定期使用本電動(dòng)跑步機(jī)時(shí)，請(qǐng)用潤滑劑涂在跑步帶的內(nèi)表面，以減少相互間的磨擦阻力，減輕電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。 2.經(jīng)常在跑步機(jī)的各部位用干凈的抹布清潔，除灰塵，以維護(hù)各零件正常運(yùn)轉(zhuǎn)的性能。 3.定期地使用一滴或二滴潤滑油在輥軸軸承上，以保證軸承較好的滾動(dòng)性能。 4.定期地檢查跑步機(jī)的各個(gè)螺釘、螺栓及螺帽，若有松動(dòng)，請(qǐng)立即用工具鎖緊固定。 5.6 如何使用跑步機(jī) 1.在練習(xí)跑步機(jī)之前，準(zhǔn)備活動(dòng)比較簡單，主要做一些腿部肌肉、關(guān)節(jié)的準(zhǔn)備活動(dòng)就可以了，比如側(cè)壓腿、活動(dòng)腳腕等。 2.如果想要跑步機(jī)練習(xí)變得活躍、豐富起來，可以將跑步機(jī)放置在電視機(jī)前，一邊看自己喜歡的電視節(jié)目一邊練習(xí)，或在練習(xí)時(shí)一邊聽自己喜歡的音樂一邊練習(xí)也可以，但大部分的注意力一定要放在跑步機(jī)上還可以讓家人配合，在練習(xí)時(shí)經(jīng)常給自己大聲地鼓勵(lì)，這樣可以很好地活躍練習(xí)時(shí)的氣氛。 3.其他注意細(xì)節(jié)： (1) 即使在家中練習(xí)跑步機(jī)，也要穿運(yùn)動(dòng)裝和運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行練習(xí)，不要光腳練習(xí)。 (2) 在練習(xí)的過程中，最好每15分鐘就補(bǔ)充一定的水分，但不可太多。 (3) 不要在跑步機(jī)上進(jìn)行倒走練習(xí)。 (4) 訓(xùn)練次數(shù)每周不要超過四次，在飯后一個(gè)小時(shí)進(jìn)行為好。 (5) 訓(xùn)練強(qiáng)度不宜過大，不一定非要練得大汗淋淋，這樣的效果并不見得就好，患有心臟疾病或高血壓的朋友更不宜大運(yùn)動(dòng)量使用跑步機(jī)，室內(nèi)空氣要保持暢通，空調(diào)不宜開得過低。 (6) 如果是為了減脂而練習(xí)跑步機(jī)，可在練習(xí)期間配合腹部力量訓(xùn)練，如仰臥起坐等。 (7) 練習(xí)跑步機(jī)不是一兩天就能看見練習(xí)效果的，要配合其他的戶外有氧鍛煉，在平時(shí)要注意減少高油脂食物的攝入量，吸煙的朋友要在練習(xí)期間減少吸煙的次數(shù)。 (8) 不要閑談。破壞了運(yùn)動(dòng)節(jié)律,使動(dòng)作質(zhì)量數(shù)量難以保證,鍛煉效果大大折扣。 (9) 不要亂開玩笑。超負(fù)荷鍛煉,必須全神貫注,全力以赴,亂開玩笑會(huì)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)者的注意力或因發(fā)笑泄氣,破壞運(yùn)動(dòng)節(jié)奏。 5.7 本章小結(jié) 多功能的設(shè)計(jì)表現(xiàn)在兩方面，一個(gè)是通過程序的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)不同的模式使鍛煉者可以進(jìn)行不同程度的鍛煉，另一個(gè)是添加附屬器件，比如此設(shè)計(jì)中扭腰盤和仰臥起坐架，但是不是功能越多越好，必須考慮彼此不影響，保證鍛煉的準(zhǔn)確性。 結(jié) 論 跑步的“頭等大事”就是要保護(hù)好膝蓋——跑步鞋具有緩沖減震的效果就是這個(gè)道理。使用跑步機(jī)比起在戶外路跑最大的好處是：跑步機(jī)它提供了避震效果，大量消除每一步伐的反作用沖擊力，保護(hù)了膝蓋關(guān)節(jié)。跑步機(jī)的避震方式采用具彈性的橡膠墊將跑臺(tái)和底座框架墊隔開，使跑臺(tái)成懸吊狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生吸收震動(dòng)的功能而達(dá)到避震的效果。因此避震效果是否可以有效的展現(xiàn)發(fā)揮，完全得看跑步機(jī)的基座結(jié)構(gòu)是否牢靠穩(wěn)固。所以采用了足夠牢固的鋼材規(guī)格，結(jié)構(gòu)撐架以焊熔連接，沒有采用螺栓，在基座結(jié)構(gòu)上再加上橡膠墊和橡膠尾套，使整個(gè)基架又對(duì)力產(chǎn)生一個(gè)緩沖，實(shí)現(xiàn)二級(jí)緩沖！本設(shè)計(jì)中跑步板采用高密度纖維板，本身也提供一部份的吸震功能，但厚度至少需有2.5公分以上，以確保在吸震同時(shí)，不因沖擊而龜裂，另外在使用時(shí)可在跑步機(jī)的支撐點(diǎn)下，加鋪具有彈性的鋪墊，以增加避震效果。 現(xiàn)在高級(jí)跑步機(jī)的最大賣點(diǎn)之一就是避震系統(tǒng)，所以設(shè)計(jì)和改進(jìn)跑步機(jī)避震系統(tǒng)首當(dāng)其沖，是設(shè)計(jì)思路和技術(shù)攻克的重點(diǎn)。“太空”牌跑步機(jī)減震系統(tǒng)設(shè)計(jì)相當(dāng)敏感，站上跑步板，它會(huì)自動(dòng)測(cè)出你的體重，根據(jù)數(shù)據(jù)，機(jī)器自動(dòng)調(diào)整適合你的減震指數(shù)，避免膝蓋受傷。健身器目的是鍛煉身體，好的避震系統(tǒng)是跑步機(jī)的保障，如果沒有對(duì)力的多重緩沖，跑步機(jī)就成為了跑步的隱型殺手，在不自覺中會(huì)損傷關(guān)節(jié)，而設(shè)計(jì)獨(dú)特的避震系統(tǒng)能給鍛煉者帶來草地般舒適感覺，使在跑步機(jī)上的運(yùn)動(dòng)真正成為一種享受。 致 謝 漫長的設(shè)計(jì)接近了尾聲，從開始的迷茫到現(xiàn)在任務(wù)的完成。走過彎路，想過放棄，最后還是堅(jiān)持下來了。由于跑步機(jī)資料的缺少，開始的工作舉步唯艱，只能是漫長的調(diào)研和上網(wǎng)查詢。但是涉及到專利技術(shù)的保護(hù)，收獲甚微，只好無數(shù)次的猜想和論證，走了很多彎路，感受到了什么叫萬事開頭難，甚至覺的憑自己所掌握的知識(shí)完不成跑步機(jī)的設(shè)計(jì)，只好開始了漫無目的的收集資料。 在收集資料的過程中，只要是對(duì)自己有幫助的就收藏起來，一幅圖，一句話都不放過，發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)有幫助的知識(shí)點(diǎn)，欣喜半天，慢慢堅(jiān)定了自己要完成設(shè)計(jì)任務(wù)的信心，終于在一幅圖上發(fā)現(xiàn)了自己想要的東西，很快的很多工作可以展開了思路，在主要數(shù)據(jù)反復(fù)計(jì)算完成后，確定了自己的方案。接下來任務(wù)就是三維零件實(shí)體建模了，在軟件的選擇上，選了美國SOLIDWORKS公司的SOLIDWORKS進(jìn)行了學(xué)習(xí)，此軟件的特點(diǎn)就是上手快，而且在很多公司都要求會(huì)SOLIDWORKS，因?yàn)榇塑浖阋说δ苓€比較強(qiáng)大，在很多公司的設(shè)計(jì)采購里是首選，容易實(shí)現(xiàn)其普遍性和正版化。在設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)軟件，進(jìn)度很快，因?yàn)樾睦砻靼滓O(shè)計(jì)的是什么需要怎么去設(shè)計(jì)，相應(yīng)的去學(xué)習(xí)軟件對(duì)應(yīng)的功能，就明白了軟件的某功能可以干什么，能完成什么。在零件的建模中，慢慢的自己很多模糊的東西都明顯化，和矛盾化，需要自己去明確的數(shù)據(jù)去論證，更嚴(yán)重的是核心的東西也有可能是錯(cuò)誤的，但值的高興的是，自己從設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多東西，四年學(xué)習(xí)了很多，可又似很模糊，現(xiàn)在從一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的角度去學(xué)習(xí)，很多東西恍然，欣喜自己找到了以后深造的方向，可以在畢業(yè)后能繼續(xù)本專業(yè)的學(xué)習(xí)。 建模過程占據(jù)了設(shè)計(jì)的大部分時(shí)間和經(jīng)歷，有些零件反反復(fù)復(fù)很多次，在無法完成的情況下，只好再去各大商場(chǎng)去調(diào)研，有了前面的工作，接下來的調(diào)研顯的收獲很大，使自己越來越專注于自己的設(shè)計(jì)，感覺每個(gè)數(shù)據(jù)，每個(gè)零件特征的繪制都流淌著自己的血。 隨著時(shí)間的一天天過去，自己的成績也明朗化，終于整個(gè)結(jié)構(gòu)完成了，進(jìn)行了零件的裝配，按照任務(wù)書的進(jìn)度，設(shè)計(jì)也慢慢接近了尾聲，在過程中，指導(dǎo)老師***做了整體把握，對(duì)細(xì)節(jié)問題給予了莫大的幫助，使設(shè)計(jì)更精益求精，對(duì)設(shè)計(jì)中沒有注意到的問題給予了指出。在此工作完成之時(shí)，忠心謝過！ 雖然設(shè)計(jì)任務(wù)完成了，但還有很多需要改進(jìn)的方面，我的努力只能說是此新課題的一個(gè)開始，希望在以后的設(shè)計(jì)中能被更多的同學(xué)去進(jìn)行大膽和新思路的創(chuàng)新，逐步完善這個(gè)課題，吸收和借鑒國外和國內(nèi)先進(jìn)和時(shí)尚的理念，設(shè)計(jì)開發(fā)我們自己特色的產(chǎn)品。隨著人們健身意識(shí)的不斷提高，健身器械的需求越來越大，希望老師能把此課題作為健身器械系列課題一直做下去，做為開始的我無比榮幸！ 參考文獻(xiàn) [1] 王三明.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2014年10月. 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