多功能自動(dòng)跑步機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

./多功能自動(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,是家庭健身器的最佳選擇。專家們相信未來跑步機(jī)市場(chǎng)將以高價(jià)位產(chǎn)品為主導(dǎo)。低價(jià)位產(chǎn)品銷售也不錯(cuò),近幾年價(jià)格已有上升趨勢(shì)。注重生活時(shí)尚的消費(fèi)者認(rèn)為跑步機(jī)價(jià)格在上千元以上是理所當(dāng)然的事。種種跡象表明未來,跑步機(jī)的需求還會(huì)持續(xù)的增長(zhǎng),特別是針對(duì)一些新興功能的跑步機(jī)。本文是用通過SOLIDWORKS三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的,主要包括自動(dòng)跑步機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)、樣式設(shè)計(jì)及功能設(shè)計(jì),最后對(duì)該多功能跑步機(jī)的保養(yǎng)及使用。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包含電機(jī)的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、外部框架的設(shè)計(jì)、滾筒的設(shè)計(jì)、跑步帶的設(shè)計(jì)、減震的設(shè)計(jì),材料及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等,本文設(shè)計(jì)中參考了國(guó)內(nèi)外各品牌結(jié)構(gòu)和樣式,對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行一些設(shè)計(jì)、計(jì)算及設(shè)定,同時(shí)還考慮到如何設(shè)計(jì)才更為人性化,使得多功能跑步機(jī)的性能及作用擴(kuò)大化。關(guān)鍵詞：跑步機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)多功能AbstractTreadmillsarestandingfamiliesandgymequipment,andistodaythehomefitnessequipmentisthemostsimpleone,isthebestchoiceforfamilyfitness.Expertsbelievethatthefuturemarketwillbehigh-pricedtreadmillsproductoriented.Low-costproductsalesaregood,thepricehasbeenrisinginrecentyears.Focusonlifestyleofconsumersbelievethatthepriceofathousanddollarsatreadmillthanamatterofcourse.Thereareindicationsthatthefutureneedsofthetreadmillwillcontinuetogrow,especiallyforsomeofthenewfeaturesofthetreadmill.Thisiscarriedoutthroughathree-dimensionalsoftwareSOLIDWORKSdesign,includingautomatictreadmillmechanicaldesign,style,designandfunctionanddesign,andfinallythemulti-functiontreadmillmaintenanceanduse.Designcontentmainlyincludesmotordesign,geardesign,exteriordesignoftheframework,drumdesign,runningbeltdesign,shockabsorptiondesign,materialandstructuraldesign,thisreferencedesignthestructureandthebrandathomeandabroadstyle,forsomesomedesignparameters,calculationandsetting,butalsoconsiderhowtodesignitmorehumane,makingmulti-functiontreadmillperformanceandexpansion.Keywords:mechanicalstructureofmultifunctionCapitalmarket摘要 I

Abstract II引言 11跑步機(jī)的設(shè)計(jì)思路21．1該跑步機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能2

1．2該跑步機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)原理3

2跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)4

2．1電機(jī)的選擇與設(shè)計(jì) 5

2．2傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 7

3跑步機(jī)整體樣式的設(shè)計(jì)8

3．1外部框架的設(shè)計(jì) 10

3．2滾筒的設(shè)計(jì) 11

3．3跑步帶的設(shè)計(jì) 12

3．4減震的設(shè)計(jì) 134跑步機(jī)的多功能設(shè)計(jì) 14

4．1材料的選擇與處理 14

4．2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與處理 155該多功能跑步機(jī)的保養(yǎng)及使用 16

5．1日常維護(hù)與保養(yǎng) 16

5．2使用方法 16

5．3注意事項(xiàng) 17結(jié)束語 18

致謝19參考文獻(xiàn)20.引言跑步是目前國(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,也越來越受到大家喜愛。戶外長(zhǎng)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(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。自動(dòng)跑步機(jī),又名電動(dòng)跑臺(tái),是多年來國(guó)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)。由于自動(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。1跑步機(jī)的設(shè)計(jì)思路1.1該跑步機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能跑步機(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。1.2該跑步機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)原理多功能自動(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。表1.2-1跑步機(jī)的外形圖目前市場(chǎng)上比較常見的有傳統(tǒng)跑步機(jī)和自動(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(guó)上世紀(jì)80年代從國(guó)外引進(jìn)健身觀念時(shí)、為適應(yīng)當(dāng)時(shí)國(guó)情而開發(fā)的具有"中國(guó)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(zhǎng)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。自動(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。用自動(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)。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,在自動(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)在自動(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,由于自動(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。2跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)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。2.1電機(jī)的選擇與設(shè)計(jì)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50~60公斤的承載重量,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)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)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,則自動(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,它可以實(shí)現(xiàn)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。主要的技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)ZYT42/06,電壓220VDC,功率2.0HP,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)L1=28.5,L2=272。表2.2-1跑步機(jī)的剖析圖2.2傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)類型選擇帶傳動(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),無噪聲,過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑,因而可防止其他零件的損壞,具有過載保護(hù)作用。1、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),計(jì)算公式如下：1、確定設(shè)計(jì)功率PdPd＝KAP〔3-1KA——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見表8-9Pd=1.1*1.5=1.65kw2、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：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=36mm由表8-90,△e=1.2大帶輪節(jié)圓直徑dp2=idp1=2*33.5=67mmde2=dp2-2△e=67-2*1.2=64.6mm由表8-91,選de2=63mm4、計(jì)算帶速vv=πdp1n1/〔60×1000m/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↑—→張緊力↑一般v在5～25m/s,最大30m/s,在8～15m/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(zhǎng)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〔3-367.55〈a0〈193初定a0=150mm6、確定帶的有效長(zhǎng)度LeLe0=2a0+∏/2〔de1＋de2+<de2-de1>2/4a0=2*150+151.505+1.45=452.96mm由表8-52,選Le=450mm7、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=5,￡min=8.a=a0+<Le-Le0>/2=150-1.48=148.52mm則a1=153.52mma2=140.52mm8、計(jì)算小帶輪包角α1≈∏-〔de2-de1/a=3.14-0.199=2.94rad9、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=0.02kw10、計(jì)算帶的楔數(shù)由表8-56用插值法計(jì)算Kα=0.97,KL=0.78Z=1.65/〔0.16*0.97*0.78=13.63由表8-51選取Z=1211,有效圓周力FT=Pd/v*103=0.26*103=260N12．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=406.16N3跑步機(jī)整體樣式的設(shè)計(jì)3.1外部框架的設(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,跑步帶使用45*130厘米的大小,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。表3.1-1框架設(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。表3.1-2支架設(shè)計(jì)3.2滾筒的設(shè)計(jì)1、軸承的處理軸承類型：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(rùn)滑方式：脂潤(rùn)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。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。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求〔1軸與軸上零件應(yīng)具有準(zhǔn)確的工作位置——定位要求〔2軸上零件應(yīng)易于裝拆和調(diào)整——安裝調(diào)整要求〔3軸上零件的固定應(yīng)牢固可靠——緊固要求〔4軸應(yīng)具有良好的制造工藝性——工藝要求〔5應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中——提高疲勞強(qiáng)度的要求3、軸參數(shù)及相關(guān)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；4、軸的材料要求軸常在交變應(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。本設(shè)計(jì)采用45#鋼。5、軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括兩個(gè)方面：〔1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； 軸的端部應(yīng)有45度倒角,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〔軸承內(nèi)圈、軸向固定：防止零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。表3.2-1實(shí)際使用中的軸剖面圖〔2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。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結(jié)果40〈102則通過設(shè)計(jì)能承受足夠的工作強(qiáng)度。6、滾筒的設(shè)計(jì)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。表3.2-2滾筒樣式圖3.3跑步帶的設(shè)計(jì)自動(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(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?；逵筛呙芏然蛑忻芏壤w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(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。1、跑步帶的設(shè)計(jì)跑帶要求雙層粘合跑帶,具有高傳導(dǎo)性,跑步帶國(guó)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(zhǎng)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,45*135的大小,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(yíng)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)。還有就是跑步機(jī)兩側(cè)螺栓的設(shè)計(jì)。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。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。3.4減震的設(shè)計(jì)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?，F(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。4跑步機(jī)的多功能設(shè)計(jì)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。4.1材料的選擇與處理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?jī)H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、內(nèi)部附有磁鐵,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。4.2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與處理設(shè)計(jì)直徑為250mm,通過長(zhǎng)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。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。深溝球軸承只是簡(jiǎn)單起個(gè)軸向固定和保持軸位置的固定的作用。單向推力軸承計(jì)算：軸承類型：?jiǎn)蜗蛲屏η蜉S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(rùn)滑方式：脂潤(rùn)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。5該多功能跑步機(jī)的保養(yǎng)及使用5.1日常維護(hù)與保養(yǎng)1、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(zhǎng)跑帶、跑板的使用壽命；2、減少跑步機(jī)的電能消耗；3、讓用戶在運(yùn)動(dòng)時(shí)更流暢；4、在您第一次或定期使用本自動(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。5、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。6、定期地使用一滴或二滴潤(rùn)滑油在輥軸軸承上,以保證軸承較好的滾動(dòng)性能。7、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。5.2使用方法1、掀開左側(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10ml；2、右側(cè)同左側(cè)一樣操作方法；3、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(rùn)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(rùn)滑油〔三注意事項(xiàng)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)。同時(shí)也不可過量使用,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。1、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。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、即使在家中練習(xí)跑步機(jī),也要