家用自動(dòng)跑步機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含7張CAD圖

家用自動(dòng)跑步機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含7張CAD圖,家用,自動(dòng),跑步,機(jī)械,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad 目 錄摘 要IIIAbstractIV1 緒 論11.1跑步機(jī)研究背景和意義11.2跑步機(jī)主要類型11.2.1按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分類11.2.2按用途分類21.3跑步機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀31.4跑步機(jī)的發(fā)展前景41.5本課題主要工作內(nèi)容42 總體方案確定62.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定62.2家用自動(dòng)跑步機(jī)設(shè)計(jì)功能確定62.3傳動(dòng)方式確定62.3.1皮帶傳動(dòng)62.3.2齒輪傳動(dòng)72.3.3鏈傳動(dòng)82.3.4蝸輪蝸桿傳動(dòng)82.4總體結(jié)構(gòu)方案確定93 家用自動(dòng)跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)113.1 電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算113.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)123.3 帶傳動(dòng)類型的選擇及其計(jì)算123.4帶傳動(dòng)張緊裝置的選擇174跑步機(jī)外型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)184.1機(jī)架的設(shè)計(jì)184.2支架的設(shè)計(jì)184.3機(jī)罩設(shè)計(jì)194.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算204.5跑步板設(shè)計(jì)214.6跑步帶設(shè)計(jì)224.7跑帶調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)224.8避震系統(tǒng)設(shè)計(jì)235 結(jié) 論24參考文獻(xiàn)25致 謝27IV家用自動(dòng)跑步機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要跑步機(jī)是多年來(lái)國(guó)際流行的大眾健身器材，也是當(dāng)今家庭健身器材中廣受歡迎的健身器材之一。本設(shè)計(jì)在調(diào)查跑步機(jī)的背景以及市場(chǎng)上的跑步機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)后完成跑步機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先確定總體結(jié)構(gòu)方案，包括基本功能、構(gòu)造設(shè)計(jì)，其次進(jìn)行了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括選擇電動(dòng)機(jī)的類型及計(jì)算參數(shù) 多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇、帶傳動(dòng)張緊裝置選擇。外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括機(jī)架、支架、機(jī)罩的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：跑步機(jī)；自動(dòng)；家用；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Mechanical structure design of household automatic treadmillAbstractTreadmill is an international popular fitness equipment for many years. It is also one of the popular fitness equipment in todays family fitness equipment. In this design, the mechanical structure design of the treadmill is completed after investigating the background of the treadmill and the advantages and disadvantages of the treadmill on the market. First, the overall structural plan is determined, including basic functions and structural designs. Then, the design of the transmission mechanism and the design of the external structure are performed. The design of the transmission mechanism includes the choice of the type of motor and the calculation parameters of the multi-wedge belt pulley structure and size selection, belt drive tensioning device selection. The design of the exterior structure includes the design of the frame, the bracket, and the hood.Key words: treadmill; automatic; home; structural design1 緒 論1.1跑步機(jī)研究背景和意義跑步機(jī)最初誕生的意義不是為了人類的運(yùn)動(dòng)，而是當(dāng)時(shí)國(guó)外農(nóng)民機(jī)械師為了規(guī)避法律而造出來(lái)對(duì)動(dòng)物進(jìn)行勞作的工具，但是到了現(xiàn)今，跑步機(jī)已經(jīng)成為人們依靠的一種健身器材。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我們對(duì)環(huán)境開始造成越來(lái)越多的傷害，大自然也在對(duì)我們進(jìn)行暴富，北京的霧霾就是一個(gè)很好的體現(xiàn)，不是說(shuō)其他地方?jīng)]有霧霾，只是北京的霧霾已經(jīng)成為了一個(gè)典型的代表。環(huán)境的惡化使得我們想保持身體健康越來(lái)越困難，畢竟因?yàn)槭彝猸h(huán)境的惡劣，很多地方已經(jīng)不能夠進(jìn)行我們所需要的鍛煉，于是室內(nèi)的跑步機(jī)應(yīng)時(shí)代的需求，人民的心愿而生，給人們帶來(lái)一種新的鍛煉方式。跑步機(jī)不僅應(yīng)用于人們的日常鍛煉中，而且被應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)界，甚至被應(yīng)用于醫(yī)療中，結(jié)合藥物與運(yùn)動(dòng)，來(lái)幫助一些患者恢復(fù)身體。諸多的作用使得人們愈發(fā)重視跑步機(jī)，同時(shí)對(duì)跑步機(jī)的需求也在提高，對(duì)跑步機(jī)所具備的功能也在增添。由此研發(fā)部門又開始對(duì)跑步機(jī)進(jìn)行整合，取各種電子輔助裝備，使得跑步機(jī)的功能不再是單一的運(yùn)動(dòng)跑步器材，而是具備多種功能的多功能器材。醫(yī)療和體育用途的跑步機(jī)甚至可以記載顯示使用者的心率等，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)跑步者的身體狀況。1.2跑步機(jī)主要類型1.2.1按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分類1）機(jī)械跑步機(jī)機(jī)械跑步機(jī)的動(dòng)力來(lái)源是摩擦力，其實(shí)就是依靠人行動(dòng)時(shí)腳板踩踏在跑步帶所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)帶動(dòng)機(jī)械跑步機(jī)。人與跑步機(jī)上的跑步帶實(shí)現(xiàn)了物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閮蓚€(gè)運(yùn)動(dòng)方向相反，人在跑步帶上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)有接觸面，接觸面產(chǎn)生了阻礙人行動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦，人在跑步帶上跑步的速度越快，產(chǎn)生的摩擦力就越大，就能給跑步機(jī)帶來(lái)更多的動(dòng)力，可以說(shuō)機(jī)械跑步機(jī)就是利用人力來(lái)作用的無(wú)電動(dòng)設(shè)備的機(jī)械產(chǎn)物。因?yàn)閯?dòng)力由人來(lái)提供，不可避免的就是人在其上運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)花費(fèi)比平常運(yùn)動(dòng)更多的體力，有研究表明，對(duì)比人在室外運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)量，大概多了將近30%的路程運(yùn)動(dòng)量，但是機(jī)械跑步機(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)后卻并沒(méi)有受到很多人的喜歡，很多人都感覺(jué)使用機(jī)械跑步機(jī)太過(guò)勞累，被許多人拋棄。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械跑步機(jī)的傳送系統(tǒng)由五大部分組成，分別是：固定軸、開關(guān)、固定架、傳送帶以及滾軸。固定軸一般有兩根，分處兩端，連接著一個(gè)滾軸，開關(guān)是可調(diào)式的。2）電動(dòng)跑步機(jī)前面所說(shuō)的機(jī)械跑步機(jī)逐漸被電動(dòng)裝置的跑步機(jī)所替代，與機(jī)械跑步機(jī)不同的是，它不再依靠人力為動(dòng)力來(lái)源，而是主要依靠電力來(lái)推動(dòng)跑步機(jī)的運(yùn)動(dòng)。并且應(yīng)使用者的要求，現(xiàn)代跑步機(jī)上增添了很多電子輔助裝備，讓運(yùn)動(dòng)者可以享受不同的跑步樂(lè)趣，營(yíng)造在室外不同的跑步感覺(jué)，例如在丘陵地帶跑步的感覺(jué)，在上坡地帶跑步的感覺(jué)等等。因?yàn)榧夹g(shù)的不斷進(jìn)步，甚至很多運(yùn)動(dòng)員也選擇了電動(dòng)跑步機(jī)，在家進(jìn)行訓(xùn)練。電動(dòng)跑步機(jī)可以依據(jù)每個(gè)人不同的需求來(lái)調(diào)節(jié)不同的跑步速度，讓人可以更好的享受運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的快感。因?yàn)槭潜粍?dòng)的使人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，可以節(jié)省很多體力，消耗更多的人體脂肪以及熱量，廣受運(yùn)動(dòng)者的喜愛(ài)1。1.2.2按用途分類1）商用跑步機(jī)我們經(jīng)常在健身房見到的跑步機(jī)就是商用跑步機(jī)了，大部分健身房都會(huì)選擇這種來(lái)進(jìn)行設(shè)備添置。商用跑步機(jī)一般被用來(lái)從事商業(yè)活動(dòng)，和家用跑步機(jī)不同的不僅僅是其常用場(chǎng)所，還有內(nèi)在構(gòu)造。一般只有健身房、星級(jí)酒店等場(chǎng)所對(duì)跑步機(jī)數(shù)量要求較多的地方才會(huì)選擇商用跑步機(jī)進(jìn)行使用，這些商用跑步機(jī)的跑帶一般在450-650mm之間，大范圍的跑帶可以適用于更多的人，方便健身房和星級(jí)酒店接納不同需求的客戶。商用跑步機(jī)相比較于家用跑步機(jī)，持久性更好，電機(jī)可以連續(xù)待機(jī)更長(zhǎng)的時(shí)間，驅(qū)動(dòng)方式選擇了變頻器和交流電機(jī)合力的方式。圖1.1 ST830AP商用跑步機(jī)2）家用跑步機(jī)家用跑步機(jī)是一種家庭安置在家中的室內(nèi)健身器材，具有科學(xué)性、方便性、有效性等優(yōu)點(diǎn)。雖然說(shuō)家用跑步機(jī)是源于歐美，近年來(lái)卻活躍于中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)使得國(guó)民生活條件逐漸提高，很多生活奔入小康并且有條件的人都會(huì)在家中置辦一個(gè)家用跑步機(jī)。隨著人民大眾健康意識(shí)的逐漸提高，對(duì)高品質(zhì)生活的逐漸追求，使得人們對(duì)跑步機(jī)的要求也越來(lái)越高，因此性價(jià)比較高且實(shí)用有效的家用跑步機(jī)便應(yīng)需求而生，受到大眾的熱捧。1965年全球第一臺(tái)家用的跑步機(jī)在北歐芬蘭唐特力的手里誕生，這臺(tái)跑步機(jī)是根據(jù)傳速帶的原理改變而成。現(xiàn)代意義上真正的家用跑步機(jī)由此出現(xiàn)，歐美等國(guó)的人開始逐漸接受在家里就能進(jìn)行的跑步。不過(guò)最開始的跑步機(jī)，也只能在上面進(jìn)行快走運(yùn)動(dòng)，跑步也略微有點(diǎn)令人感覺(jué)不舒服。圖1.2 全球首臺(tái)家用跑步機(jī)1.3跑步機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1875年一名美國(guó)土生土長(zhǎng)的機(jī)械師創(chuàng)造出人類有史以來(lái)的第一臺(tái)跑步機(jī)，動(dòng)力來(lái)源是牲畜，之后經(jīng)過(guò)人類的研究發(fā)展最終成為電動(dòng)。這臺(tái)機(jī)器誕生的根本原因1866年通過(guò)的那部禁止虐待動(dòng)物的法律，其中有一條規(guī)定將鞭打動(dòng)物認(rèn)定為違法的虐待動(dòng)物行為。起初的跑步機(jī)是一種“被動(dòng)式跑步機(jī)”，能源供給者是人，利用人力來(lái)推動(dòng)跑步機(jī)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。 我們所看不見的背后這種運(yùn)動(dòng)方式不僅鍛煉效率較低，而且容易給人造成傷害，同比消耗的熱量卻得不到應(yīng)有的鍛煉效果?？赡軐?duì)人造成的傷害有很多，例如最常見的膝關(guān)節(jié)的加速老化，因此被很多人嫌棄。為了自身的健康著想，機(jī)智的人們決定使用電力代替人力作為動(dòng)力源，減少對(duì)人體的損傷。 隨著全球民眾生活水平的逐漸提高，我們不在滿足于現(xiàn)有的跑步機(jī)，開始對(duì)跑步機(jī)有更多的要求，應(yīng)買家需求，商家開始對(duì)跑步機(jī)進(jìn)行改造，而跑步機(jī)也由原來(lái)單一功能的跑步機(jī)向多功能跑步機(jī)改進(jìn)。我國(guó)的第一臺(tái)跑步機(jī)在1996年于匯祥誕生了，此后的日子里各大研發(fā)商一直在追求更高的科技技術(shù)以及更完善的功能。為了滿足人們的不同需求，我們可以看到陸續(xù)出現(xiàn)了多種不同功能的跑步機(jī)產(chǎn)品，例如“可自然長(zhǎng)效釋放負(fù)氧離子的跑步機(jī)”、“具有倒走功能的跑步機(jī)”等，可以說(shuō)在跑步機(jī)市場(chǎng)上萬(wàn)花齊放了。2015年具有數(shù)字VR系統(tǒng)的電動(dòng)跑步機(jī)正式面世。和普通的跑步機(jī)不同的是，VR系統(tǒng)跑步機(jī)在設(shè)備上添置了控制模板以及觸摸屏計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)者可以享受虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來(lái)的高趣味性和互動(dòng)性運(yùn)動(dòng)感受。2016年具有倒走功能的電動(dòng)跑步機(jī)正式面世。和常用跑步機(jī)不同的是，倒走跑步機(jī)利用滾筒的差異設(shè)置，使得運(yùn)動(dòng)者可以實(shí)現(xiàn)倒走運(yùn)動(dòng)。最初的跑步機(jī)只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向，我們通過(guò)對(duì)滾筒、導(dǎo)軸、電機(jī)等不同構(gòu)造的不同設(shè)計(jì)，使得跑步機(jī)不僅可以正向運(yùn)動(dòng)還可以反向運(yùn)動(dòng)。2017年同機(jī)異步康復(fù)跑步機(jī)正式面世。同機(jī)異步康復(fù)跑步機(jī)的特點(diǎn)就是一臺(tái)電動(dòng)跑步機(jī)上存在著左右對(duì)稱的兩套運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，利用這種不同設(shè)計(jì)，使用者不僅可以實(shí)現(xiàn)正常的跑步鍛煉，還可以使用跑步機(jī)的新添功能來(lái)運(yùn)動(dòng)，例如交替、倒走等，鍛煉者可以依據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇。此外，還有很多其他新型的電動(dòng)跑步機(jī)就不一一列舉了。1.4跑步機(jī)的發(fā)展前景我國(guó)的國(guó)家性質(zhì)決定了我國(guó)以人為本的政策，因此大力發(fā)展群眾體育運(yùn)動(dòng)來(lái)保證國(guó)民身心健康很重要。隨著現(xiàn)今我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國(guó)民對(duì)物質(zhì)生活的要求越來(lái)越高了，運(yùn)動(dòng)已經(jīng)深入人心，成為大眾所認(rèn)可的一種生活方式。隨著五天工作制的政令頒布，以及對(duì)節(jié)假日強(qiáng)行的放假要求，人們逐漸開始擁有更多的休閑時(shí)間，導(dǎo)致體育健身器材行業(yè)出現(xiàn)出現(xiàn)一大片的空白市場(chǎng)。各大跑步機(jī)開發(fā)商、生產(chǎn)廠家都在摩拳擦掌，準(zhǔn)備瓜分這一塊利潤(rùn)巨大的市場(chǎng)蛋糕，不斷對(duì)跑步機(jī)進(jìn)行新的研究和開發(fā)，以求能夠滿足不同鍛煉者的不同需求2。1.5本課題主要工作內(nèi)容本課題先去市場(chǎng)上調(diào)查了現(xiàn)有大部分跑步機(jī)目前存在的優(yōu)缺點(diǎn)，并且完成了總結(jié)，隨后又對(duì)家用自動(dòng)跑步機(jī)的進(jìn)行了內(nèi)在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。課題過(guò)程中的主要工作如下所示：（1）總體方案設(shè)計(jì)包括基本功能、構(gòu)造設(shè)計(jì)和功能原理的確定。（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括電動(dòng)機(jī)類型功率選擇及技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇、多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇、帶傳動(dòng)張緊裝置選擇。（3）外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括機(jī)架的設(shè)計(jì)、支架的設(shè)計(jì)、機(jī)罩的設(shè)計(jì)。272 總體方案確定2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定根據(jù)任務(wù)書的設(shè)計(jì)及要求，本課題需要完成家用自動(dòng)跑步機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并完成CAD圖紙的繪制，設(shè)計(jì)參數(shù)圖表2.1所示：表2.1 跑步機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)要求設(shè)計(jì)載重跑帶寬度跑帶長(zhǎng)度150KG500mm15002.2家用自動(dòng)跑步機(jī)的設(shè)計(jì)及確定跑步機(jī)具有利用電力來(lái)帶動(dòng)人的工作的原理，這樣人處于一種被動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，可以減少更多的消耗得到更多的鍛煉效果。雖然在跑步帶上運(yùn)動(dòng)的人，方向和跑步帶運(yùn)動(dòng)方向相反，即形成相互運(yùn)動(dòng)，但是兩者的從動(dòng)率卻是相同頻率的，使得人在跑道上跑步而方位不變，一直保持原位。為了調(diào)節(jié)控制跑步機(jī)的速度，驅(qū)動(dòng)方面此設(shè)計(jì)選擇了直流電動(dòng)機(jī)。2.3傳動(dòng)方式確定機(jī)械傳動(dòng)在此跑步機(jī)中是非常重要的。所以對(duì)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)我們需要全面掌握各種傳動(dòng)方式，并能熟練的應(yīng)用。常見的幾種機(jī)械傳動(dòng)方式可以按照傳力方式來(lái)將其劃分為摩擦傳動(dòng)以及嚙合傳動(dòng)。其中摩擦傳動(dòng)又可以細(xì)致地劃分為摩擦帶傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)等，嚙合傳動(dòng)又可以細(xì)致劃分為齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)等等。如果將機(jī)械傳動(dòng)按照傳動(dòng)比又可以將其劃分為變傳動(dòng)比和定傳動(dòng)比傳動(dòng)兩種不同的方式。2.3.1皮帶傳動(dòng)一般皮帶傳動(dòng)有三大組成，分別是皮帶、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪。作用原理是張力，利用皮帶和滑輪的接觸面摩擦而產(chǎn)生緊力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由摩擦力驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪，使驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力傳遞到從動(dòng)軸上。根據(jù)用途的不同，皮帶傳動(dòng)可分為一般工業(yè)傳動(dòng)帶、汽車傳動(dòng)帶、農(nóng)機(jī)傳動(dòng)帶和家用電器傳動(dòng)帶。根據(jù)截面形狀的不同，將摩擦型帶分為平帶、V帶和特殊帶（多楔帶、圓環(huán)帶）等。圖2.1皮帶傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)可以簡(jiǎn)述為以下四種： （1）構(gòu)造較為簡(jiǎn)單、方便使用者或者工人維護(hù)。 （2）當(dāng)載重過(guò)多時(shí)，皮帶會(huì)在輪上打滑，可以有效降低零件損壞率。 （3）皮帶具有可緩沖性和彈性，可以使得傳動(dòng)更加穩(wěn)定，降低噪音。 （4）可以在兩軸中心進(jìn)行較大距離的傳動(dòng)工作。 2.3.2齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)在傳動(dòng)中屬于一種比較傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式，其主要構(gòu)造是主動(dòng)軸以及相互嚙合的兩個(gè)齒輪。圖2.2齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)是生活和工業(yè)中應(yīng)用最多的一種傳動(dòng)形式，主要有以下四個(gè)特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)作效率很高。 （2）制造和安裝的精度要求較高。（3）可傳動(dòng)的動(dòng)力較大。（4）傳動(dòng)比一般很穩(wěn)定。 各種齒輪，按其不同形狀可將其劃分圓錐型，以及圓柱型。圓柱型外形呈圓柱形，在圓柱在牙齒表面的分布，根據(jù)齒和齒輪軸的相對(duì)位置，圓柱齒輪分為直齒輪和斜齒輪，即現(xiàn)在的人字齒輪，一般用于外部齒輪，使得圓柱齒輪可以正常傳動(dòng)，也可以作為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)齒輪，使得齒條正常傳動(dòng)。錐齒輪也稱為錐齒輪，其齒分布在錐面上。通常在相交的軸之間使用，軸的角度可以是任意的，但最常見的是90度。2.3.3鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)一般由兩個(gè)結(jié)構(gòu)組成，兩個(gè)結(jié)構(gòu)分別為一條閉合的鏈條和兩個(gè)具有特殊齒形的的齒輪。最常見的鏈傳動(dòng)就如自行車車鏈，通過(guò)鏈節(jié)與連輪的齒相嚙合從而使得傳動(dòng)作用發(fā)生，帶動(dòng)鏈輪。圖2.3 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)有以下四點(diǎn)：（1）比皮帶傳動(dòng)精準(zhǔn)。 （2）比齒輪傳動(dòng)更遠(yuǎn)。 （3）只能進(jìn)行平行傳動(dòng)。 （4）易發(fā)生鏈條磨損脫鏈現(xiàn)象。2.3.4蝸輪蝸桿傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)一般作用于兩軸交叉成90度的情況下，并且兩軸需要滿足兩條件，一個(gè)是彼此間不相交，另一個(gè)是彼此間不平行。這種傳動(dòng)中一般蝸輪是被動(dòng)件，而蝸桿才是主動(dòng)件。圖2.4 渦輪蝸桿傳動(dòng)一般來(lái)說(shuō)蝸輪蝸桿傳動(dòng)有以下六個(gè)特點(diǎn)： （1）傳動(dòng)功率范圍大，并且結(jié)構(gòu)緊湊。 （2）具有反向自鎖功能，可以有較大的減速化。（3）獲得的傳動(dòng)比較大。（4）工作平穩(wěn)且噪音較小。（5）傳動(dòng)效率低，蝸輪一般由有色金屬打造而成。（6），輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上34。考慮到跑步機(jī)設(shè)計(jì)不需要太大的傳動(dòng)比，而且兩軸中心距離較大，最關(guān)鍵需要可以緩沖沖擊和震動(dòng)，最終選擇帶傳動(dòng)的方式，因?yàn)殡姍C(jī)可以變頻調(diào)速，因此這里傳動(dòng)方式選擇1級(jí)傳動(dòng)即可。2.4總體結(jié)構(gòu)方案確定多功能電動(dòng)跑步機(jī)主要有五大結(jié)構(gòu)，分別是跑步皮帶、儀表控制盤、電動(dòng)機(jī)、可調(diào)電源和機(jī)架?？蚣軆啥搜b有前后軸，并且由軸承套裝。跑步的皮帶纏繞在滾筒表面，皮帶下裝有支撐跑步板。皮帶調(diào)節(jié)螺栓的兩端分別鏈接著不同的孔板。設(shè)計(jì)中在框架上增添了速度傳感器設(shè)備，在電動(dòng)機(jī)上增添了控制傳感器。結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖如圖2.5所示。防滑道跑帶皮帶輪皮帶電機(jī)圖2.5 結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖3 家用自動(dòng)跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算3.1.1電機(jī)功率的選擇與確定此次跑步機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)限重150KG，額定功率定為1.5HP，滾筒直徑計(jì)算為42mm，計(jì)算出最大轉(zhuǎn)矩為：跑步機(jī)功率就是跑步機(jī)馬達(dá)功率，其功率不僅要滿足自身體重要求，還要保證運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)和小的噪音。跑步機(jī)功率又分為家用和商用的,家用跑步機(jī)的額定功率常見的有:1.0HP、1.25HP、1.5HP、1.75HP、2.0HP、2.5HP、2.75HP、3.0HP超過(guò)3.0HP就屬于商用了，其中HP=馬力，1馬力=735W，家用跑步機(jī)的功率一般就在1.5KW-2.5KW之間，正常情況下，根據(jù)運(yùn)動(dòng)者的體型體重的不同跑步機(jī)的功率也不同5；此次跑步機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為限重150kg，功率1.5HP。初步確定跑步機(jī)滾筒直徑為42mm，所以最大轉(zhuǎn)矩 其中：Tmax轉(zhuǎn)矩 F跑步機(jī)受到的載荷 L轉(zhuǎn)矩長(zhǎng)其中：n轉(zhuǎn)速 V線速度 S滾筒周長(zhǎng)其中：P功率為此我選擇博特的采用編號(hào)為SLM2200的交流型電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)有很多被人認(rèn)可的優(yōu)點(diǎn)，例如調(diào)速很方便、運(yùn)行平穩(wěn)、產(chǎn)生的噪音較小等。在一般情況下，鍛煉者在跑步機(jī)上跑步不會(huì)有任何的不適感，和在平地跑步?jīng)]有太大差別，跑步帶的速度一般較為穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)什么差錯(cuò)。3.1.2電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)根據(jù)上述計(jì)算所選擇的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是SLM2200該電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下：電壓為 220V（伏特）額定功率：2.2額定轉(zhuǎn)速：2860rpm3.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般電動(dòng)都都選擇了帶傳功進(jìn)行運(yùn)行，這樣傳動(dòng)系統(tǒng)才可以提供更加勻速的轉(zhuǎn)動(dòng)。我們熟知帶傳動(dòng)是具有撓性件的一種傳動(dòng)，有很多優(yōu)點(diǎn)，例如可以有效緩和載荷沖擊，過(guò)載時(shí)及時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵趲л喩洗蚧瑏?lái)減少對(duì)零件的損壞等。帶傳動(dòng)在生活中的應(yīng)用范圍更廣，且成本較為低廉，中間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇交流型電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)功率為P=1120W，轉(zhuǎn)速為n1=3400r/min ，傳動(dòng)比為i=2.1 。（1）確定其設(shè)計(jì)的功率Pd：PdKAP 3-1工作情況系數(shù)為KA。根據(jù)我們?nèi)粘Ｊ褂门懿綑C(jī)的頻率，暫時(shí)確定跑步機(jī)一天運(yùn)行10小時(shí)。根據(jù)參考文獻(xiàn)3表11.5選擇KA=1.2 3.3 帶傳動(dòng)類型的選擇及其計(jì)算帶傳動(dòng)類型選擇的很關(guān)鍵，關(guān)系的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，選取不當(dāng)?shù)脑捒赡軙?huì)使成本成倍增加，設(shè)計(jì)不好可能會(huì)使帶傳動(dòng)的基本功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較困難。3.3.1帶傳動(dòng)類型的選擇帶傳動(dòng)在設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，有著普遍的應(yīng)用，其種類非常多，主要一下幾種：1、普通V帶特征：普通V帶是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用較為廣泛的傳動(dòng)帶。它的驅(qū)動(dòng)功率大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，價(jià)格實(shí)惠。皮帶和滑輪是V型槽的表面摩擦，所以它能產(chǎn)生比平面更大的有效圓周力（約3倍）。普通V帶有兩種類型的包裝V帶和修剪V帶，如下圖3.1所示。普通V帶的一般型號(hào)通常有y，z，a，b，c，d，e和其他型號(hào)，V型帶的截面依次增加。圖3.1 普通V帶型號(hào)和截面關(guān)系2、多楔帶多楔帶（如下圖3.2所示）具有V帶和平帶兩個(gè)的優(yōu)點(diǎn)。具有平帶柔軟韌性好的優(yōu)點(diǎn)，具有V帶結(jié)構(gòu)緊湊、效率高的優(yōu)點(diǎn)6。因此，它有著廣泛的用途和主要的特點(diǎn)：（1）隨著身體整體的不同，不同的傳遞現(xiàn)象得以消除，并充分發(fā)揮了磁帶的作用；（2）當(dāng)空間相同時(shí)，多楔帶的驅(qū)動(dòng)功率比普通V帶的驅(qū)動(dòng)功率高30%；（3）具有薄體，彈性好，能適應(yīng)小皮帶輪的傳動(dòng)；（4）適合高速傳動(dòng)，皮帶速度可高達(dá)40米/秒，熱量少，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。多楔帶的一般型號(hào)有以下5種：PH、PJ、PK、PL、PM。圖3.2 多楔帶結(jié)構(gòu)圖3、同步帶同步帶（如下圖3.3所示）傳動(dòng)結(jié)合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的多種優(yōu)點(diǎn)。齒帶工作面，與帶輪槽的齒輪傳動(dòng)，具有抗拉層承受負(fù)載，所以沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)帶輪之間，使主、從動(dòng)輪，可以使非同步傳輸滑。同步帶傳動(dòng)的速度范圍非常寬，從每分鐘到幾線速度為40米/秒，傳動(dòng)效率可達(dá)99.5%，傳動(dòng)比可達(dá)10，輸送功率從幾瓦到幾百瓦6。同步帶廣泛應(yīng)用于各種儀器、計(jì)算機(jī)、汽車、工業(yè)縫紉機(jī)、紡織機(jī)械等通用機(jī)械。同步帶模型是可用的：MXL、XXL、XL、L、H、XH、XXH等上述同步帶的節(jié)距依次增大。圖3.3 同步帶傳動(dòng)綜合上述的對(duì)比，我們知道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。因?yàn)檩d荷沿帶寬的分布較均勻，使得帶輪與楔帶的接觸面積較大，從而使得產(chǎn)生的摩擦力較大，最終導(dǎo)致傳動(dòng)能力更大。由于同步帶的帶體較為輕薄、并且柔性較好，因此可以選擇較小一點(diǎn)的帶輪，比較產(chǎn)生的應(yīng)力不大。此外多楔帶話劇被散熱快、工作平穩(wěn)、伸長(zhǎng)以及振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)7。測(cè)試多楔帶可以得到很明顯的結(jié)果，消耗的能量更少，更加綠色節(jié)能，并且因?yàn)槎嘈◣У膫鲃?dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊，也可以節(jié)省很多室內(nèi)地方。此外多楔帶使用了自動(dòng)張力調(diào)整器，其可運(yùn)作的背面?zhèn)鲃?dòng)使得機(jī)器更加安全、可靠，適合需求功率大的高速傳動(dòng)。多楔帶傳動(dòng)相較之其他傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)太多，被廣為采納使用。3.3.2帶型號(hào)的初步選擇以下計(jì)算過(guò)程所用到的表和圖采用機(jī)械工業(yè)出版社出版的由卜炎主編的 機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)），1999。 根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速n1=3400r/min和設(shè)計(jì)功率Pd=1.0KW選擇型號(hào)為PJ 型多楔帶。3.3.3確定帶輪直徑de1、de2（有效直徑）小帶輪有效直徑：以下數(shù)據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)4選擇根據(jù)表8-90選demin=20mm，e=1.2，由表8-91選取de1=33.5mm小帶輪節(jié)圓直徑：dp1=de1+2e=33.5+21.2=35.9mm 大帶輪節(jié)圓直徑 dp2=idp1=2.135.9=75.39mmde2=dp2-2e=75.39-21.2=72.99mm 由表8-91，選de2=71mm3.3.4帶速的確定按式 3-2帶的速度 =在操作中，我們需要注意，當(dāng)帶速增加時(shí)，帶動(dòng)增加了離心力和其應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力循環(huán)次數(shù)會(huì)以N倍在單位時(shí)間中增加。帶速減小時(shí)，因?yàn)镻=Fv/100，所以當(dāng)P為相同值時(shí)，緊力F增大。一般來(lái)說(shuō)帶速v的最大速度，為每秒30米，常見速度為每秒5到25米。因?yàn)樗髱賤為每秒6.388米，沒(méi)有超過(guò)每秒30米的最大范圍，所以實(shí)踐的出的數(shù)據(jù)符合要求。3.3.5初定中心距a0中心距的大小對(duì)帶傳動(dòng)的影響：中心距a過(guò)大，容易使得載荷發(fā)生變化，從而導(dǎo)致戴顫動(dòng)引發(fā)掉帶的意外。中心過(guò)小，帶的長(zhǎng)度過(guò)短，容易加速帶的損壞，原因是一定速度下，應(yīng)力變化次數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致帶過(guò)于疲勞。當(dāng)傳動(dòng)比i較大時(shí)，包角較小 對(duì)于V帶傳動(dòng)，中心距a一般可取 0.7（+） 2(+) 3-3 73.15a0209初定 a0=150mm3.3.6確定帶的有效長(zhǎng)度Le根據(jù)式 3-4 =2150+164.07+2.34 =466.41mm 由表8-52 選Le=450mm3.3.7計(jì)算實(shí)際中心距a中心距的變動(dòng)范圍一般需要給中心距留下一定的調(diào)整范圍，用來(lái)補(bǔ)償張緊力的需求以及方便安裝調(diào)整，例如張緊力中膠帶伸長(zhǎng)而導(dǎo)致帶松弛后的張緊調(diào)節(jié)。由表8-54知中心距的調(diào)整量為min=5。按式 3-5 =150-8.205 =141.795mm則a1=146.795mm a2=133.795mm3.3.8計(jì)算小帶輪包角=3.14-0.264=2.88rad3.3.9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=2.1, n1=3400r/min,用插值法計(jì)算得P0=0.02kw3.3.10計(jì)算帶的楔數(shù)由表8-56用插值法計(jì)算K=0.97，KL=0.78由式 Z= 3-6 Z=1.65/（0.160.970.78） =13.63 由表8-51選取Z=123.3.11有效圓周力 =0.258103 =258N3.3.12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，由式 3-7 得Kr=1.57 則 Fr =1.572580.991 =401.46N3.3.13多楔帶的最終選擇根據(jù)計(jì)算：跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇12PJ450多楔帶。3.3.14多楔帶帶輪的選擇我們一般選擇質(zhì)量較好且分量較輕、具有完好結(jié)構(gòu)的多楔帶帶輪，用來(lái)滿足跑步機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的高要求。選擇時(shí)，需要注意帶輪的輪槽工作面是否被精心加工過(guò)，這樣才可以有效減少對(duì)帶的損耗，增加使用壽命8。為了使得載荷分布均勻，我們必須保證各帶輪輪槽的角度和尺度達(dá)到需要的精準(zhǔn)度，確定鑄造內(nèi)應(yīng)力低到可以使帶輪的質(zhì)量分布均勻。選擇多楔帶帶輪的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，主要看重其基準(zhǔn)直徑，隨后確定型號(hào)、輪槽等。則小帶輪D=33.5mm選取實(shí)心式，規(guī)格為P12PJ33.5。大帶輪D=71mm選取腹板式，規(guī)格為P12PJ71。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。槽角=40o0.5o，槽距e=2.340.03，槽底圓弧半徑rt最大值為0.4楔頂圓角半徑rb,最小值為0.2，檢驗(yàn)用圓球或圓柱直徑db=1.50.01，2X公稱值為0.23，2N最大值1.22，f最小值為1.8，徑向跳動(dòng)公差0.25，有效線差公稱值=1.2，槽間直徑差值最大0.16，n槽數(shù)為12。所以 帶輪寬b=112.34+1.82=29.34mm現(xiàn)用楔頂圓角半徑rb,槽底圓弧半徑rt均為0.3，又由槽距e=2.34，槽角=40o，得到每個(gè)楔槽高度2.06mm。3.4帶傳動(dòng)張緊裝置的選擇一般帶傳動(dòng)張緊裝置采用張緊輪、滑軌加螺旋或者浮動(dòng)軸。三者的適用范圍略有不同，主要取決于其傳動(dòng)中心是否可以變動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)傳動(dòng)中心不可以變動(dòng)調(diào)節(jié)的時(shí)候，一般選用滑軌加螺旋或者浮動(dòng)軸；當(dāng)傳動(dòng)中心可以變動(dòng)調(diào)節(jié)的時(shí)候，一般選用張緊輪。本跑步機(jī)中心距是可調(diào)的：a=a0+(Le- Le0)/2=150-8.20 =141.79mm則a1=146.79mm a2=133.79mm范圍在133.79mm到146.7mm之間，需要調(diào)節(jié)帶的寬松時(shí)，前后移動(dòng)螺栓即可。4跑步機(jī)外型結(jié)構(gòu)和軸的設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品給人的第一信息就是其外形結(jié)構(gòu)，同時(shí)外形結(jié)構(gòu)也是吸引給消費(fèi)者的第一道展示，因此跑步機(jī)的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要有更高的要求，例如外表美觀、造型牢固、使用輕便等9。4.1機(jī)架的設(shè)計(jì)一般部分我們會(huì)全部采用焊接結(jié)構(gòu)，這是為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且使得減震系統(tǒng)能夠充分有效發(fā)揮其作用。其中基架是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，依據(jù)基架的尺寸和形狀設(shè)計(jì)我們可以對(duì)前后ABS塑料罩、滾筒及支架進(jìn)行選擇，所以我們先考慮基架的設(shè)計(jì)，對(duì)基架進(jìn)行尺寸、結(jié)構(gòu)、樣式等各方面的確定。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，充分了解市面上現(xiàn)有跑步機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，參考其基架的結(jié)構(gòu)，記錄不同的時(shí)期流行因素以及運(yùn)用在跑步機(jī)外形上的設(shè)計(jì)，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行跑步機(jī)的研究開發(fā)，對(duì)跑步機(jī)做出新的創(chuàng)新，盡量少走彎路，緊緊跟住時(shí)代的潮流和市場(chǎng)。為了滿足人體運(yùn)動(dòng)工學(xué)的要求，以及大部分人對(duì)運(yùn)動(dòng)面積的需求，將跑帶面積設(shè)計(jì)為45cm*130cm的尺寸。設(shè)計(jì)中特意加長(zhǎng)了寬度，確保邊框距離夠大，同時(shí)可以保留位置提供可以兩腳踩放的面積，使得運(yùn)動(dòng)者在鍛煉中途可以短暫休息，同時(shí)增加了保護(hù)效果，可以預(yù)防跑步機(jī)突然失靈造成的意外，具體設(shè)計(jì)如上圖基架所示。當(dāng)跑步機(jī)突然失靈時(shí)使用者可快速使得兩腳分開脫離旋轉(zhuǎn)的跑帶站到休息地區(qū)的安全踩放點(diǎn)10。底座外長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：跑帶寬為500mm，取滾筒550mm，加上軸的固定孔，取跑步機(jī)的整體的傳動(dòng)系統(tǒng)的寬度為550mm，兩側(cè)的平臺(tái)各取105mm，上底座的寬；由第3章求的兩帶輪的中心距，電機(jī)的寬，跑步帶長(zhǎng)是1500mm，取下底座的前壁寬是25mm，尾部距下滾筒中心距是60mm用于安裝和調(diào)節(jié)下滾筒的裝置，由于電機(jī)應(yīng)與前壁有一定間隙，并有一段是為安裝和調(diào)整電動(dòng)機(jī)位置，且這一段的寬度是35mm，用于電動(dòng)機(jī)的安裝。故取上滾筒與前壁的距離，所以上底座長(zhǎng)。圖4.1 機(jī)架圖4.2支架的設(shè)計(jì)支架設(shè)計(jì)分為上下兩部分，可以通過(guò)插拔的形式進(jìn)行安裝和拆卸，裝卸操作簡(jiǎn)單并節(jié)省包裝時(shí)間和安放空間，支架材料采用空心鋼管，通過(guò)焊接連接，穩(wěn)定性高。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在輔助連桿上。支架與基架采用螺栓連接，方便跑步機(jī)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。圖4.2，4.3，為主要支架，上支架和下支架，上支架主要安裝儀表盤和供使用者扶持；下支架用于支撐和安裝機(jī)架。圖4.4為上下支架連接以后的模型，支架用于支撐和安裝機(jī)架，安裝仰臥起坐支撐棒和扭腰盤，這部分需要給人舒適和美觀感。4.2 上支架4.3 下支架4.3機(jī)罩設(shè)計(jì)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)機(jī)準(zhǔn)為機(jī)架，通過(guò)螺釘與機(jī)架連接，方便安裝和維護(hù)維修11。4.4軸設(shè)計(jì)與計(jì)算滾筒軸屬于固定心軸只承受彎矩M0；不承受扭矩T=0；軸的毛坯一般用圓鋼或鍛件。（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求：（2）軸與軸上零件應(yīng)具有準(zhǔn)確的工作位置定位要求；（3）軸上零件應(yīng)易于裝拆和調(diào)整安裝調(diào)整要求；（4）軸上零件的固定應(yīng)牢固可靠緊固要求；（5）軸應(yīng)具有良好的制造工藝性工藝要求；（6）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(jiǎn)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。4.4.1計(jì)算軸上功率P、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩T查手冊(cè)得，多楔帶的傳動(dòng)效率為0.98。則P=P=11200.98W=1097.6Wn=3400r/min=1619.05r/min T=6.49Nm 4-14.4.2計(jì)算作用在大帶輪上的力 大帶輪的直徑=71mm 用在大帶輪上的力: 4-2 作用在軸上是力：因?yàn)檩S固定，所以4.4.3初步確定軸的最小直徑 先按式初步估計(jì)軸的最小直徑。按無(wú)特殊要求則選擇45鋼為軸材料，查按轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸時(shí)的和C值表，取C=110，于是得 =10.65mm 4-34.4.4軸承的選擇一般的最小直徑是取自安裝滾動(dòng)軸承處為軸頭為前滾筒軸。軸承類型： 深溝球軸承，軸承代號(hào)：6301 額定靜載荷：4650，極限轉(zhuǎn)速：22000， 潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑。工作參數(shù)： 軸向載荷：0，徑向載荷：406.16，使用壽命：30000，工作轉(zhuǎn)速：1619.05，載荷系數(shù)：1.5。4.5跑步板設(shè)計(jì)電動(dòng)跑步機(jī)的跑步板，組成結(jié)構(gòu)上分為兩個(gè)，分別是基板、表面的導(dǎo)電耐磨層?；逡话阌芍忻芏然蛘吒呙芏壤w維板制作，這樣制作出來(lái)的基板不僅分量較低，而且強(qiáng)度高效果好，也可以降低其制作成本，同時(shí)附帶了吸震的功能。上下兩個(gè)導(dǎo)電耐磨層可以有效降低機(jī)器的損壞率，壽命較高，可以長(zhǎng)時(shí)間地承受跑步帶的摩擦。耐磨層還有一個(gè)作用就是可以將靜電荷從底座導(dǎo)出。人在運(yùn)動(dòng)時(shí)難免會(huì)發(fā)生摩擦，隨后導(dǎo)致靜電荷產(chǎn)生，增加耐磨層可以使用戶得到更高的體驗(yàn)效果。導(dǎo)電耐磨涂料層的制作成本不高，需要的工藝較也不復(fù)雜，一般基板上下的導(dǎo)電耐磨層都是由導(dǎo)電耐磨涂料噴涂后固化制成的。根據(jù)滾筒和基架的長(zhǎng)度，初步將跑步板的長(zhǎng)寬設(shè)定為為L(zhǎng)*b=1500x500mm，高h(yuǎn)=12mm.應(yīng)為本設(shè)計(jì)的最大載重為150kg。已知中密度的纖維板的靜曲強(qiáng)度為50MPa，所以最大彎矩 抗彎截面彎矩應(yīng)力所以可用，跑步板的長(zhǎng)寬高L*b*h=1500x500x12mm。由于本設(shè)計(jì)有一個(gè)自動(dòng)微調(diào)設(shè)計(jì)，這就要求我們開兩個(gè)方框。需要注意的是跑步板的靠前端和靠后端部分必須開一個(gè)方框，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)添加了自動(dòng)微調(diào)的設(shè)備，前后開的兩個(gè)方框是用來(lái)安裝壓力感應(yīng)器的。4.6跑步帶設(shè)計(jì)因?yàn)榕懿綑C(jī)實(shí)際上的作用僅僅是提供一個(gè)可以跑步的長(zhǎng)度，所以一般不過(guò)多在意寬度，而是將重點(diǎn)放在跑步帶面積的大小上，確保左右寬度可以使人正常運(yùn)動(dòng)即可，前后長(zhǎng)度要可以使得用戶能夠放寬心邁出步伐。如果寬度不夠，很容易不注意掉落跑步機(jī)，長(zhǎng)度不夠則會(huì)令用戶感覺(jué)憋屈，得不到跑步的快感12。一般的跑步帶都要求最低配置是雙層的粘合跑帶，這樣可以使用戶使用時(shí)得到更高的安全保障。根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)工學(xué)推算出最適宜的設(shè)計(jì)方案是寬50cm寬*長(zhǎng)150cm，根據(jù)不同用戶的需求可以在寬與長(zhǎng)是做出適當(dāng)?shù)脑黾雍蜏p少，適應(yīng)每個(gè)人不同的體型和要求。從理論上來(lái)看，如果是兩個(gè)相同馬力的跑步機(jī)，那么跑步帶面積較大的那個(gè)跑步機(jī)實(shí)際占地就較小，設(shè)計(jì)更佳13。本設(shè)計(jì)要求跑步帶的寬度為500mm，取跑道長(zhǎng)為1500mm。材料選擇草地紋雙層材料，厚度為2.5mm的跑帶帶給用戶草地般舒適感覺(jué)。4.7跑帶調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整跑帶結(jié)構(gòu)可以選擇螺栓調(diào)整法。螺栓調(diào)整法時(shí)如果跑帶偏向左邊一點(diǎn)，就需要將旋轉(zhuǎn)炮臺(tái)左后側(cè)的滾筒按照順時(shí)針的方向去旋轉(zhuǎn)四分之一的角度，操作時(shí)不可以鏈接電源，謹(jǐn)防觸電或其他隱患，工具可以選擇六角螺母扳手。注意旋轉(zhuǎn)時(shí)不能過(guò)度鎖住跑帶。調(diào)整好可以通電試用幾分鐘，如果跑帶沒(méi)有在中央位置，重復(fù)以上操作即可，直至調(diào)整到中央位置。跑帶偏向右邊，操作與偏向左邊的過(guò)程相似，只需要注意旋轉(zhuǎn)角度為逆時(shí)針即可。當(dāng)我們需要增加跑帶的張力時(shí)，可以順時(shí)針調(diào)整滾筒上的螺栓，調(diào)整角度一般為一轉(zhuǎn)的1/4，滾筒位于旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)的后側(cè)，當(dāng)張力調(diào)整完畢后，一般可以使跑帶任意一邊偏移跑臺(tái)3-4。無(wú)論是進(jìn)行什么操作，都必須拔下鑰匙，拉斷電源，保證操作的安全性。完成操作后，同樣接上電源后啟動(dòng)設(shè)備，試用幾分鐘，看跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)，如果張力還不夠適當(dāng)，多次重復(fù)以上操作，直到試用時(shí)張力適當(dāng)為止14。當(dāng)我們需要減少跑帶的張力時(shí)，可以逆時(shí)針調(diào)整滾筒上的螺栓，調(diào)整角度一般為一轉(zhuǎn)的1/4，滾筒位于旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)的后側(cè)，當(dāng)張力調(diào)整完畢后，一般可以使跑帶任意一邊偏移跑臺(tái)3-4。無(wú)論是進(jìn)行什么操作，都必須拔下鑰匙，拉斷電源，保證操作的安全性，同時(shí)需要注意不能過(guò)度鎖緊跑帶。完成操作后，同樣接上電源后啟動(dòng)設(shè)備，試用幾分鐘，看跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)，如果張力還不夠適當(dāng)，多次重復(fù)以上操作，直到試用時(shí)張力適當(dāng)為止。4.8避震系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)我們跑步的時(shí)候一定要注意保護(hù)自身安全，例如我們的膝蓋，防止老化。很多跑步鞋都進(jìn)行了緩沖減震的設(shè)計(jì)，可以在鍛煉運(yùn)動(dòng)的時(shí)候更好地保護(hù)身體。我們?cè)趹敉膺M(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，偶爾會(huì)因?yàn)樽陨碜⒁饬Φ牟患械雀鞣N因素導(dǎo)致無(wú)意間的摔倒，而戶外的一般較為粗糙，很容易擦破皮，并且很多人在戶外運(yùn)動(dòng)的時(shí)候夏天穿的衣服較少，更容易使人受傷。相比于戶外運(yùn)動(dòng)，跑步機(jī)是在室內(nèi)，場(chǎng)地較為平滑，摔倒也不易受傷，而且跑步機(jī)本身便自帶了避震的效果?，F(xiàn)在大部分跑步機(jī)都可以消除反作用沖擊力，使我們運(yùn)動(dòng)時(shí)得到有效的保護(hù)。一般跑步機(jī)都會(huì)采用具有彈性的橡膠墊作為材料，間隔開跑臺(tái)和底座框架墊，使得整個(gè)跑臺(tái)處于一種懸吊的狀態(tài)，從而達(dá)到避震的效果?？梢哉f(shuō)跑步機(jī)的避震效果，完全取決于其基座是否構(gòu)建地穩(wěn)固。一般我們利用焊熔來(lái)連接結(jié)構(gòu)撐架，而不是使用螺栓，材料也要選擇規(guī)格較高較為牢固的鋼材。為了二級(jí)緩沖，一般我們會(huì)在基座結(jié)構(gòu)上增加橡膠墊和橡膠尾套。本設(shè)計(jì)中的跑步板選用高密度纖維板作為材料，厚度低配選擇2.5公分，不僅可以吸震，還可以減少因?yàn)闆_擊而產(chǎn)生龜裂的可能性。同時(shí)我們?cè)谂懿綑C(jī)的支撐點(diǎn)下，加鋪了一層具有彈性的軟墊，使得避震的效果更好15?，F(xiàn)在很多廠家都在研發(fā)跑步機(jī)的避震效果，因?yàn)楦呒?jí)跑步機(jī)的看重點(diǎn)就是避震效果，同時(shí)也是賣家推銷的賣點(diǎn)之一。距離一個(gè)品牌的跑步機(jī)，“太空”牌，它的減震效果非常好，原因就是因?yàn)楫?dāng)使用者在跑步機(jī)上時(shí)，這個(gè)跑步機(jī)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)出使用者的身體數(shù)據(jù)，按照每個(gè)人不同的身體需求調(diào)整適合不同人的不同減震指數(shù)，可以有效保護(hù)好使用者18。我們運(yùn)動(dòng)使用健身器材的最終目的是鍛煉身體，所以選擇一個(gè)好的跑步機(jī)是首要注意點(diǎn)。如果一個(gè)跑步機(jī)沒(méi)有減震系統(tǒng)，那我們?cè)谂懿降臅r(shí)候?qū)ι眢w造成了損傷，豈不是得失不等。設(shè)計(jì)獨(dú)特的避震系統(tǒng)不僅能給鍛煉者多加一層保護(hù)，而且可以提高運(yùn)動(dòng)享受感。5 結(jié) 論今天跑步已成為國(guó)內(nèi)外千百萬(wàn)人參加的群眾性健身運(yùn)動(dòng)，深受人們歡迎，被譽(yù)為最好的健身方法，最完美的健身運(yùn)動(dòng)。而多功能跑步機(jī)在跑步機(jī)的基礎(chǔ)上添加了其他的運(yùn)動(dòng)器材，從而實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用節(jié)省空間，更實(shí)用的目的。本課題主要進(jìn)行了跑步機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)可以供不同人群使用，避震設(shè)計(jì)比較完善，可以避免使用者在運(yùn)動(dòng)中容易出現(xiàn)的不必要事故。由于本人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，所以課題的設(shè)計(jì)工作在很多方面還不夠完善。接下來(lái)，還需對(duì)該裝置做進(jìn)一步完善。參考文獻(xiàn)1 劉玉德, 侯亞茹, 宋貝貝. 基于人機(jī)工程學(xué)的家用多功能跑步機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)J. 機(jī)械工程師, 2017(2):18-20.2 陳愛(ài)平, 向勁松. 家用跑步機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)研究J. 科技展望, 2017, 27(6).23-243 李鑫. 電動(dòng)跑步機(jī)上速度自使用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)J. 自動(dòng)化與儀器儀表, 2016(3):219-220.4 盧純福, 胡明艷, 唐智川,等. 跑步機(jī)人機(jī)界面可用性評(píng)估及再設(shè)計(jì)研究J. 包裝工程, 2017(22):1-5.5 顧新鋒, 倪晨剛, 徐榮,等. 一種跑步機(jī)3D視頻同步播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 微型機(jī)與應(yīng)用, 2017, 36(20):101-103.6 彭?xiàng)? 鐘廈, 張冰. 面向辦公人士的彎道體驗(yàn)跑步機(jī)設(shè)計(jì)J. 大眾文藝, 2016(10).55-687 潘志庚, 劉從晉, 葛瑩瑩,等. 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Archives of Physical Medicine & Rehabilitation, 2013, 94(11):2061-2067.致 謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將接近尾聲，在老師的親切指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下，此次設(shè)計(jì)才得以完成?；仡欉@個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也感觸很多。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用使我認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)踐是需要結(jié)合起來(lái)的，沒(méi)有理論，實(shí)踐是得不到技術(shù)保障，沒(méi)有實(shí)踐，理論也只是理論數(shù)據(jù)，沒(méi)有操作可談。即使每天都要學(xué)習(xí),沒(méi)有休息，也不能讓中斷,堅(jiān)持就是勝利。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成主要?dú)w功于堅(jiān)持。此外，平時(shí)要有自學(xué)能力,對(duì)于一些自己的薄弱點(diǎn)和知識(shí)的盲區(qū)，自學(xué)是必不可少的。在老師的幫助下，自學(xué)的效果也會(huì)大大提高。在學(xué)習(xí)相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)的過(guò)程中，要不斷的學(xué)習(xí)其它相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，增加串聯(lián)性才能使專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通，在今后的工作中也會(huì)更加的得心應(yīng)手，從各個(gè)方面提高自己的綜合能力。最后，交流學(xué)習(xí)是必不可少的，比如我經(jīng)常會(huì)遇見一些不會(huì)的問(wèn)題，這時(shí)候向同學(xué)和老師請(qǐng)教是最好的解決方式；多和別人交流問(wèn)題，也許從別人的思考方式中可以獲得很大的收獲，交流一些遇到的問(wèn)題也可以有效的避免出現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤，取人之長(zhǎng)補(bǔ)己之短，在短時(shí)間內(nèi)得到快速的提高，豐富自己的知識(shí)。感謝四年來(lái)學(xué)院對(duì)我的教育以及各位專業(yè)老師對(duì)我的指導(dǎo)。正是由于他們的栽培，我才能夠體系全面地掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，順利完成各項(xiàng)實(shí)踐部分，從而形成了一定的專業(yè)素養(yǎng)和扎實(shí)的專業(yè)技能。感謝同學(xué)在我需要尋找各種資料的時(shí)候，能夠熱心的提供給我，使我減少了許多查找資料的時(shí)間，加快了畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)速度，你們也是功不可沒(méi)。