電動(dòng)跑步機(jī)的設(shè)計(jì)

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學(xué)校代碼：10904 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 跑步機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名： XXX 學(xué) 號(hào)： 2008051xxxx 指導(dǎo)教師： XXX 院系(部所)： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 完成日期： 2012年04月30日  學(xué)校代碼：10904 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 跑步機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名： XXX 學(xué) 號(hào)： 2008051xxxx 指導(dǎo)教師： XXX 院系(部所)： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 完成日期： 2012年04月30日 摘 要 跑步機(jī)是家庭及健身房常備的器材，而且是當(dāng)今家庭健身器材中最簡(jiǎn)單的一種，是家庭健身器的常用選擇。電動(dòng)跑步機(jī)通過(guò)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)，從動(dòng)作外形上看，幾乎與普通在地面上跑或走一樣。本文基于家庭常用電動(dòng)跑步機(jī)，分析其基本結(jié)構(gòu)構(gòu)造、機(jī)械原理，掌握各部件的基本特征及其各自之間的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)其功能的實(shí)現(xiàn)原理及基本特性。并基于此前提下通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)盡力降低其成本價(jià)格，并努力縮小其使用及存放空間，在提高其運(yùn)動(dòng)價(jià)值基礎(chǔ)之上使其體現(xiàn)出更大的市場(chǎng)價(jià)值，更多的為消費(fèi)者所接受。 關(guān)鍵詞 跑步機(jī)，構(gòu)造，機(jī)械原理 Abstract Treadmill is commonly used in the home and the gymnasium,and it is one of the most simple gymnasium equipments.We can walk or run on the electric tread-mill as the transmission belt is drived by the motor.Almostly,it is the same with the general on the ground from the action point of view.The object of this study was based on the general electric treadmill to analysis its structure and mechanical principle and to know the association between each component and its functions. And based on this premise to reduce the cost price by optimizing the design,reduce the space of stroage. In improving the sports value basis to reflect the greater market value, the more accepted by consumers. Key Words: Treadmill Structure Mechanical principle ii 目 錄 第一章 緒論 1 1.1 選題的目的和意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 2 2.1功能分析 2 2.2 跑步機(jī)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 第3章 跑步板與跑步帶的設(shè)計(jì) 5 3.1 跑步板的設(shè)計(jì) 5 3.2 跑步帶的設(shè)計(jì) 5 3.3 跑步臺(tái)潤(rùn)滑油的添加 5 第4章 電動(dòng)機(jī)的功率類(lèi)型選擇 6 4.1 功率分析 6 4.2 技術(shù)參數(shù) 6 第5章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 5.1 設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇 8 5.2 多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇 10 5.3 帶傳動(dòng)的張緊裝置的選擇 11 第6章 外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 6.1 支架的設(shè)計(jì) 12 6.2 前后罩的設(shè)計(jì) 13 6.3 仰臥起坐架的設(shè)計(jì) 14 第7章 前后滾筒的設(shè)計(jì) 16 7.1 軸承的選擇和計(jì)算 16 7.2 軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 7.3 強(qiáng)度計(jì)算 17 7.4 滾筒要求 18 第8章 跑步機(jī)使用和維護(hù) 19 8.1 如何安全使用跑步機(jī) 19 8.2 跑步機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) 19 參考文獻(xiàn) 20 致 謝 21 跑步機(jī)的設(shè)計(jì) 第一章 緒論 跑步是目前國(guó)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(lái)越受到大家喜愛(ài)。戶外長(zhǎng)跑曾經(jīng)是大眾最喜聞樂(lè)見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式，沿著林蔭道呼吸著早晨清新的空氣，聽(tīng)著枝頭的鳥(niǎo)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(zhǎng)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(mén)的健身器械。跑步機(jī)不僅可以讓我們免受汽車(chē)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。 1.1選題的目的和意義 隨著生活水平的提高，人們的健身意識(shí)隨之增強(qiáng)。由于城市生活的快節(jié)奏和局限性，跑步機(jī)機(jī)進(jìn)入了人們的視野。跑步機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，節(jié)省空間，是城市生活健身的最佳選擇。而且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，與實(shí)際陸地運(yùn)動(dòng)相比，可減輕疲勞感從而增加能量消耗，達(dá)到更好的運(yùn)動(dòng)健身效果。希望此設(shè)計(jì)對(duì)于處在工薪階層的有運(yùn)動(dòng)渴望，卻沒(méi)有足夠的運(yùn)動(dòng)空間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間的人士來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息。 1.2國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 目前，美國(guó)仍舊是世界上最大的單個(gè)健身器材消費(fèi)市場(chǎng)，亞太地區(qū)則是市場(chǎng)增長(zhǎng)最快區(qū)域，2009年全球的健身器材銷(xiāo)售中，跑步機(jī)的銷(xiāo)售額也突破30億美元。我國(guó)的健身器材行業(yè)自上世紀(jì)80年代末以來(lái),經(jīng)過(guò)多年的不斷調(diào)整與發(fā)展,生產(chǎn)的室內(nèi)健身器材產(chǎn)品已大量出口到歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，并進(jìn)入主流市場(chǎng)。 作者：xxx 第1頁(yè) 共21頁(yè) 跑步機(jī)的設(shè)計(jì) 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 2.1功能分析 跑步機(jī)的功能就是構(gòu)建一條運(yùn)動(dòng)的跑道，跑道運(yùn)動(dòng)的方向與運(yùn)動(dòng)者的跑動(dòng)方向相反，但速度必須自動(dòng)保持大小相同，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)者在原地進(jìn)行跑步鍛煉了。為實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)的功能，對(duì)跑步帶的驅(qū)動(dòng)與速度控制進(jìn)行選擇：通常使用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)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。速度范圍為0.8~12km/h，并設(shè)有3、8、12 三個(gè)速度直選鍵。 圖 2-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2.2 跑步機(jī)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電動(dòng)跑步機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、機(jī)架、跑步板、跑步帶及儀表控制盤(pán)組成，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)螺栓一端連接在焊接于框架前端的孔板上，一端連接在電動(dòng)機(jī)外殼的孔板上，另跑步機(jī)扶手架安裝于支架的頂端，儀表控制盤(pán)安裝于扶手架上。傳動(dòng)方式采用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外支架上安裝有仰臥起坐架，實(shí)現(xiàn)仰臥起坐功能。 圖2-1 設(shè)計(jì)總圖 第3章 跑步板與跑步帶的設(shè)計(jì) 3.1跑步板的設(shè)計(jì) 電動(dòng)跑步機(jī)的跑步板，它由基板以及高密度導(dǎo)電耐磨板構(gòu)成。基本是高密度纖維板，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)電耐磨層既可長(zhǎng)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(guò)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。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(jiǎn)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。 3.2跑步帶的設(shè)計(jì) 跑步帶是電動(dòng)跑步機(jī)的一個(gè)重要部件，跑步帶的性能好壞直接影響跑步機(jī)的質(zhì)量，影響跑步效果。要求跑步帶抗延展性好，使用壽命長(zhǎng)，不易變形。因此跑步帶可以采用雙層 PVC 十單層胚布材料。跑步帶的尺寸應(yīng)滿足跑步這一功能的需要，長(zhǎng)度方向應(yīng)讓人能輕松邁開(kāi)步伐，根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)工程學(xué)推算，設(shè)計(jì)為 1300mm;寬度應(yīng)按照人體尺寸的肩寬度來(lái)確定，加上余量，設(shè)計(jì)為 450mm。理論上來(lái)說(shuō)，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)。 3.3跑步臺(tái)潤(rùn)滑油的添加 潤(rùn)滑油的添加主要達(dá)到以下目： 1、降低跑步板與跑步帶之間的摩擦力及保護(hù)跑步板表面的耐磨涂層，以達(dá)到延長(zhǎng)跑步帶與跑步板的壽命。 2、充分降低跑步機(jī)運(yùn)行的電能損耗。 3、讓機(jī)器運(yùn)行更加流暢，增強(qiáng)使用舒適性。 潤(rùn)滑油的質(zhì)量要求：耐高溫、黏度高、不易揮發(fā)。 使用方法： 1、掀開(kāi)右側(cè)跑步帶，將潤(rùn)滑油沿跑步帶方向倒在跑步板上，控制用量為 10 ml。 2、左側(cè)同右側(cè)使用相同的操作方法。 3、人站在跑步機(jī)上隨著跑步帶一起運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，使腳有意識(shí)的踏壓跑步帶下涂有潤(rùn)滑油的區(qū)域，以使其在跑步板上散布均勻。 潤(rùn)滑油添加頻率： 正常情況下，每六個(gè)月潤(rùn)滑一次。 注意事項(xiàng)： 不能過(guò)量加注潤(rùn)滑油，防止因摩檫力太小，跑步帶和傳動(dòng)滾筒之間出現(xiàn)打滑，從而影響其正常使用。 圖3-1跑步板與跑步帶 跑步帶和跑步板的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儾粌H要提供一個(gè)舒適寬敞的跑步平臺(tái)，還要考慮它們之間存在的摩擦問(wèn)題，以及由摩擦而產(chǎn)生的靜電問(wèn)題，通過(guò)在細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)上，提供一個(gè)真正健康的鍛煉平臺(tái)。 第4章 電動(dòng)機(jī)的功率類(lèi)型選擇 4.1 功率分析 當(dāng)人在跑步機(jī)上跑或走路時(shí)，跑步機(jī)實(shí)際承載了人體體重的0.8~2.5倍的重量，而電動(dòng)機(jī)提供的馬力（1馬力=735W），就是在這樣載荷下，能夠滿足并維持運(yùn)動(dòng)者所選擇的運(yùn)動(dòng)速度，使人能夠在跑步機(jī)上走跑自如。通常情況下，跑步機(jī)的一個(gè)馬力大約能提供50~60公斤的載荷，同時(shí)馬力還與跑步帶面積大小有直接關(guān)系。跑步機(jī)馬力越大，能夠帶動(dòng)的跑步帶面積也就越大，在綜合衡量效率與安全性后，一般建議家用跑步機(jī)合適的持續(xù)馬力至少1.5馬力以上，如果家人體重有過(guò)80公斤，應(yīng)選持續(xù)馬力2.0以上的跑步機(jī)。 此跑步機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100公斤，選用2.0馬力的ZYT42/06型永磁直流電動(dòng)機(jī)。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(jué)。在調(diào)速方便（可無(wú)級(jí)調(diào)速），調(diào)速范圍寬，低速性能，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，效率高。 4.2 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34007% 轉(zhuǎn)向 逆時(shí)針 絕緣等級(jí) F級(jí)  圖4-1 電動(dòng)機(jī)外型圖 電動(dòng)機(jī)特性曲線： 表4-2 電動(dòng)機(jī)特性曲線 跑步機(jī)屬于健康器材類(lèi)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(lái)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(lái)使用，因?yàn)樯眢w較肥胖跑不快，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需提供低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩。而健身的人跑步快，但是重量輕，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)需提供高轉(zhuǎn)速小轉(zhuǎn)矩機(jī)。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。目前跑步機(jī)使用的驅(qū)動(dòng)裝置以直流有刷電機(jī)為多，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜。 第5章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作機(jī)構(gòu)類(lèi)型選擇帶傳動(dòng)，屬于定傳動(dòng)比勻速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，能緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪聲，過(guò)載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞，具有過(guò)載保護(hù)作用。 5.1設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇 ZYT42/06是專(zhuān)門(mén)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)，所以選則多楔帶?！?0】 1、確定設(shè)計(jì)功率PA PA＝KAP （4-1） 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〈10小時(shí)，載荷變動(dòng)小。KA=1.1 PA=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PA=1.65KW和小帶輪轉(zhuǎn)速n1=3400r/min選取,根據(jù)書(shū)上表，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： 由表8-90demin=20mm,由表8-91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=35.9mm 由表8-90知，△e=1.2 大帶輪節(jié)圓直徑 dp2=idp1=2*35.9=71.8mm de2=dp2-2△e=71.8-2*1.2=69.4mm 由表8-91，選de2=63mm 4、計(jì)算帶速v v=πdp1n1 /（601000） m/s （3-2） 一般v在5～25 m/s，最大30 m/s，在8～15 m/s較好 V=∏*35.9*3400/60*1000=6.39<30m/s,合適 5、初定中心距a0 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） 72.03〈a0〈205.8 初定 a0=150mm 6、確定帶的有效長(zhǎng)度Le Le0=2a0+∏/2（de1＋de2）+(de2-de1)2/4a0=2*150+161.553+2.148=463.701mm 由表8-52，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(zhǎng)而松弛后的張緊），尚需給中心距留有一定的調(diào)整余量。由表8-54知中心距的調(diào)整量為△min=8mm,△max=5mm a=a0+(Le- Le0)/2=150-6.85=143.15mm 則a1=148.15mm a2=135.15mm 8、計(jì)算小帶輪包角 α1 ≈∏-（de2-de1 ）/a=3.14-0.24=2.9rad 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按表8-55用插值法計(jì)算的 p0=0.14kw 由i=2, n1=3400r/min,有表8-55用插值法計(jì)算得 △p0=0.02kw p=0.14+0.02=0.16 10、計(jì)算帶的楔數(shù) 由表8-56用插值法計(jì)算Kα=0.97，KL=0.78 Z0= PA /(p*Kα* KL)=1.65/（0.16*0.97*0.78）=13.63 由表8-51選取Z=12 11、有效圓周力 F= 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 Kc=0.995 則Fr=Kr*F=1.57*260*0.995=406.16N 根據(jù)計(jì)算，跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇12PJ450多楔帶 圖5-1 PJ型多楔帶 5.2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(wú)過(guò)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(guò)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 1）實(shí)心式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于3d(d為軸的直徑)時(shí) 2）腹板式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于300～350mm時(shí) 3）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(gòu)買(mǎi)。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=2.340.03 輪緣寬度f(wàn)最小值為1.8， n槽數(shù)為12。 帶輪寬=（n-1）*e+f*2=11*2.34+1.8*2=29.34mm。 5.3帶傳動(dòng)的張緊裝置的選擇 傳動(dòng)中心不可變時(shí)，采用張緊輪，傳動(dòng)中心可調(diào)時(shí)，采用滑軌+螺旋或者浮動(dòng)軸。 表5-3張緊裝置 本跑步機(jī)傳動(dòng)中心距是可調(diào)的，范圍在140.52---153.52之間，則通過(guò)螺栓的前后移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)帶的調(diào)緊和放松。 第6章 外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1支架的設(shè)計(jì) 支架在跑步機(jī)中起到支撐其他部件的作用，支撐著整個(gè)跑步機(jī)。跑步機(jī)的支架一般分成底部支架和上部支架兩部分，通過(guò)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。底部支架與地面接觸，為了實(shí)現(xiàn)二級(jí)緩沖，通常會(huì)在其上按有橡膠墊和尾套；上部支架是兩條斜安裝的管，支架還包括扶手，儀表安裝，輔助支架等。 支架的設(shè)計(jì)如下圖所示： 圖6-1（1） 上支架圖 6-1（2） 下支架 圖6-1（3） 總支架 6.2前后罩的設(shè)計(jì) 為保證安全性，同時(shí)為了技術(shù)保護(hù)和美觀，必須將電動(dòng)機(jī)與跑步帶隔離開(kāi)來(lái)。前罩使用工程塑料，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(guò)螺釘與基架連接，方便安裝和維護(hù)維修。 如下圖所示： 圖 6-2（1） 前罩 圖6-2（2） 后罩 6.3仰臥起坐架的設(shè)計(jì) 根據(jù)美國(guó)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(jiǎn)單，與支架焊接在一起，平穩(wěn)堅(jiān)固、使用簡(jiǎn)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。 圖6-3 仰臥起坐架 整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)SOLIDWORKS2006進(jìn)行三維的實(shí)體設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化和真實(shí)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7章 前后滾筒的設(shè)計(jì) 7.1 軸承的選擇和計(jì)算 本方案采用的是滾動(dòng)軸承，它是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成，與滑動(dòng)軸承相比，具有摩擦阻力小、起動(dòng)靈敏、效率高、功率消耗少、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便、易于交換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛的應(yīng)用 。它的缺點(diǎn)是抗沖擊能力較差，高速時(shí)出現(xiàn)噪聲，工作壽命也不及液體摩擦的滑動(dòng)軸承。 軸承類(lèi)型：深溝球軸承，軸承代號(hào)：630 軸承內(nèi)徑：30，軸承外徑：40，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(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑。 7.2、軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 滾筒軸一般只承受彎矩，不承受扭矩，軸的毛坯一般用圓鋼或鍛件。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸，要滿足工藝要求，定位要求，安裝調(diào)整要求，緊固要求，抗疲勞強(qiáng)度要求。為了方便軸上零件的拆裝，常將軸做成階梯軸，軸端和各軸段的端部加工成倒角，易安裝零件。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，它具有較高的綜合機(jī)械性能。此設(shè)計(jì)采用45#鋼。  圖7-1 前后軸 7.3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?！?2】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] 。 FQ=2z Fosinα/2=2*2*90*sin178/2=360N 根據(jù)公式：M= FQ L/2 最大彎矩：M=0.68*360/2=122.4N.M 抗彎截面系數(shù)：W=∏*d4/64 =[3.14*(0.03)4/64]=4*10-8 強(qiáng)度：P=M/W=122.4/(∏*d4/64)=122.4/4*10-8=30.6MPa 材料采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼許用彎應(yīng)力為102MP 30.6MPa〈102MPa 則通過(guò)設(shè)計(jì)能承受足夠的工作強(qiáng)度。 7.4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。 圖7-2滾筒結(jié)構(gòu)圖 第8章 跑步機(jī)使用和維護(hù) 8.1如何安全使用跑步機(jī) 1、 將電源線插頭插入帶有安全接地的電源插座中，電動(dòng)跑步機(jī)的電源線是專(zhuān)用的，若電源線發(fā)生損壞，請(qǐng)盡快與廠家聯(lián)系。 2、 跑步機(jī)為室內(nèi)健身器材，請(qǐng)勿室外使用，若陽(yáng)臺(tái)使用，務(wù)必防雨防暴曬。擺放場(chǎng)所要干凈平整，注意防潮，注意勿將跑步機(jī)放置厚地毯一類(lèi)物品上，以免影響跑步機(jī)底遮板空氣流通。 3、 在練習(xí)跑步機(jī)之前，準(zhǔn)備活動(dòng)比較簡(jiǎn)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。 4、當(dāng)你使用跑步機(jī)時(shí)，請(qǐng)勿站在跑帶上啟動(dòng)。啟動(dòng)前，你可以站在跑帶兩邊的修飾護(hù)條上，等跑帶開(kāi)始運(yùn)動(dòng)之后再在跑帶上運(yùn)動(dòng)。啟動(dòng)速度不宜過(guò)大，不要試圖跳上快速運(yùn)轉(zhuǎn)的跑帶上。 5、使用跑步機(jī)時(shí)，請(qǐng)穿運(yùn)動(dòng)裝和運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行練習(xí)，不能穿太長(zhǎng)，太寬松的衣服，以免衣服掛到跑步機(jī)上造成安全事故。建議穿有膠底的跑步鞋或健身鞋鍛煉。 6、速度不宜過(guò)快，健身時(shí)間不宜過(guò)晚，健身后要有適當(dāng)?shù)姆潘苫顒?dòng)，健身活動(dòng)不要在飯后進(jìn)行。 7、跑步機(jī)在使用時(shí)，請(qǐng)勿讓小孩和寵物靠近，以免發(fā)生意外。未成年人及老人跑步時(shí)需有成年人在旁陪護(hù)。 8、跑步機(jī)在不使用時(shí)，應(yīng)把電源線插頭拔掉收好。 8.2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(rùn)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。 每六個(gè)月進(jìn)行潤(rùn)滑。 2、使用前確保運(yùn)動(dòng)鞋干凈，使用完后在跑步機(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。 參考文獻(xiàn) [1] 王三明主編.《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [2] 鄭文緯 吳克建 主編.《機(jī)械原理》，北京.高等教育出版社，1999 [3] 申永勝主編.《機(jī)械原理教程》，北京.清華大學(xué)出版社，1999 [4] 張偉社主編.《機(jī)械原理》，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001 [5] 鄒慧君主編.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，高等教育出版社，1998 [6] 趙松年主編.《現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品分析與設(shè)計(jì)》，2000 [7] 楊家軍主編.《機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)》，華中理工大學(xué)出版社，2000 [8] 張春林主編.《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [9] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新版（2，3）卷》, 機(jī)工出版社，04 [10] 卜炎主編.《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）》，機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [11] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室《理論力學(xué)》，高等教育出版社，2010 [12] 梅鳳翔《工程力學(xué)》，華南理工大學(xué)出版社，1989.5 [13]李運(yùn)華.《機(jī)電控制》，北京航空航天大學(xué)出版社,2003 [14] 芮延年.《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [15] 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此外，我還要感謝設(shè)計(jì)小組的所有同學(xué)的幫助和支持，他們?cè)谖业馁Y料整理，設(shè)計(jì)制作過(guò)程中提出了很多建議，幫助我一起共同完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 感謝機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化08級(jí)本科二班的全體同學(xué)！我們一同走過(guò)了四年難以忘懷的歲月，締結(jié)了永恒而真摯的友誼，希望我們都擁有美好的未來(lái)！ 在此我要深深感謝我的父母，是他們給于了我生命，并且多年來(lái)在各方面對(duì)我的大力支持，使我能夠安心于學(xué)業(yè)直至畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成。 再次衷心感謝各位老師和同學(xué)的幫助，謝謝大家！ 作者：xxx 第 21 頁(yè) 共 21 頁(yè)