基于UG三维的家用多功能电动跑步机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 华侨大学厦门工学院 毕 业 设 计（论 文） 课题名称： 基于 家用多功能电动跑步机设计 所在学院 ： 专 业 ： 其余不得随意更改 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2015 年 3 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 摘 要 跑步机 是家庭 日常生活经常用到的 器材，它具有结构简单、可靠性高等优点，已广泛用于各场所和家庭。根据人体工程学而设计的 跑步机 ，符合一般人的健身要求，这样的设计科学合理。 本题目是休闲娱乐类 跑步机 , 跑步机为主要设计对象 ，并驾驶，动力由 共同提供，并且使用寿命长，容易维修，可在路面长时间行驶，安全性能高的 跑步机 。 跑步机 在现今市场上依旧比较少见， 其原因主要在于其市面已有结构设计部分不合理，使用的稳定性不高。 至此导致市面上多为 跑步机 较 为少见。此次课题设计，力求设计出优于市面原有的产品，完善 跑步机 的缺点，真正意义上的让 跑步机 推广出来。 关键词： 跑步机 ， 跑步机 ， 健身 ， 机械设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 he is in of it of in is to is is as is to to be on a on a on is is of is is to is to of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 目 录 华侨大学厦门工学院 . 1 毕 业 设 计（论 文） . 1 摘 要 . 2 . 7 目 录 . 8 第 1 章 绪论 . 10 跑步机市场调查 . 10 言 . 10 步机的发展史 . 10 类分析 . 12 跑步机的设计分析 . 12 第 2 章 人体工程学与跑步机设计 . 16 计原则 . 16 机工程设计设计 . 17 响跑步机性能的人体因素 . 18 步机设计结构要素分析 . 20 一机动态特性分析 . 21 第 3 章 总体机械结构设计 . 22 步机的构成 . 22 步机方案设计 . 22 步带的概述 . 23 步带介绍 . 23 步带的特点 . 24 步带传动的主要失效形式 . 24 步带传动的设计准则 . 26 步带分类 . 26 步带传动计算 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 步带计算选型 . 27 步带的主要参数（结构部分） . 30 步带的设计 . 32 步带轮的设计 . 32 传动的张紧装置的选择 . 33 的设计 . 35 轮上力的计算 . 35 料 . 35 算轴的最小直径 . 35 的结构设计 . 35 的校核 . 36 的校核 . 36 承的校核 . 37 结 论 . 39 参考文献 . 41 致 谢 . 42 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第 1 章 绪论 跑步机 市场调查 言 跑步机 的设计涉及到功能、造型、材料、结构、技术、艺术等多方面要素，有深厚的理论基础和广泛的应用实践价值，更是一个国家家具设计水平的最好体现。 跑步机 不仅仅用于供人休息，除了提供座位之外，还可以挂放衣物和包之类的东西。 跑步机 是人类坐姿活动不可缺少的家具，根据实用性质的不同， 跑步 机 包括多种形态，而且由于材料、结构等的差别，又可以形成许多不同的形式。 步机 的发展史 早的古埃及的黄金扶手 器材 到当前多种多样的坐具， 跑步机 经历了一个漫长的发展历程，从重象征性、装饰性向重实用性、舒适性发展。发展至当代，虽然各种 跑步机 在设计风格方面的界限已经不那麽分明，但我们仍可以将其归结为以下几种：即波普及后现代主义风格；简约设计风格；有机现代主义风格：高技术派设计风格。 跑步机 的名称始见于唐代，而 跑步机 的形象则要上溯到汉魏时传入北方的胡床。敦煌 285 窟壁画就有两人分坐在 跑步机 上的图 象； 257 窟壁画中有坐方凳和交叉腿长凳的妇女；龙门莲花洞石雕中有坐圆凳妇女。这此图象生动地再现了南北朝时期 器材 、凳在仕宦贵族家庭中的使用情况。尽管当时的坐具已具备了 跑步机 、凳子的形状，但因其时没有 器材 、凳的称谓，人们还习惯称之为“胡床”，在寺庙内，常用于坐禅，故又称禅床。唐代以后， 跑步机 的使用逐渐增多， 跑步机 设计子的名称也被广泛使用，才从床的品类中分离出来。因此，论及 器材 、凳的起源，必须从汉魏时的胡床谈起。高承事物纪原引风俗通称：“汉灵帝好胡服，景师作胡床，此盖其始也，今交 器材 是也”。后汉书。五 行志一：“汉灵帝好胡服、胡帐、胡床、胡坐、胡饭，京都贵戚皆竟为之。”这两段记载可证，我国古代 跑步机 的出现当在汉灵帝时期（ 168）。胡床在魏晋南北朝至隋唐时期使用较广，有钱、有势人家不仅居室必备，就是出行时还要由侍从扛着胡床跟随左右以备临时休息之用。胡床在当时家具品类中是等级较高的品种，通常只有家中男主人或贵客才有资格享用。在方人雅士中还多有褒词及生动描述。如南朝梁庾肩吾咏胡床诗曰： 传名乃外域，入用信中京。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 足欹形已正，文斜体自平。 临堂对远客，命旅誓出征。 何如淄馆下，淹流奉盛明。 胡 床因其形态特点又有“交床”和“绳床”之称。隋朝称“交床”，是因为隋高祖意在忌“胡”字，器物涉“胡”字者，咸令改之。宋。陶清异录云：“胡床施转关以交足，穿绷带以容坐，转缩须臾，重不数斤。相传明皇行幸频多，从臣扈驾，欲息无以寄身，遂创意如此，当时称逍遥坐”。胡床开始并无靠背，形如今天所见的马扎儿。唐代始有靠背。这种逍遥坐很可能就是带靠背的胡床。胡床最早出现于汉代，比唐明皇早几百年，要说为唐明皇创意显然不妥。所以这里所说的创意，应指增加了靠背。胡床在唐宋时期盛行，宋代尤甚，不过宋时称胡床者渐少，而称其为交 器材 的逐渐增多了。 带靠背的胡床始自唐明皇，还可以从唐代济渎庙北海坛祭器杂物铭。碑阴的记载中得到印证，文中记有：“绳床十，内四 跑步机 ”。从这段记载可知在唐代贞元元年已有了跑步机 的名称。这里所说的“绳床十，内四 跑步机 ”是指在十件绳床中有四件是可以倚靠的 跑步机 ，显然是为了与另外六件无靠背绳床相区别。可见， 跑步机 的名称虽已出现，在日常生活中可是常见家具，但它还未完全从床概念中分离出来。在唐代的典籍中，把跑步机 称为床的仍很普遍。唐代著名诗人杜甫在少年行。七绝中写道： 马上谁家白面郎，临街下马坐人床。 不通姓 名粗豪甚，指点银瓶索酒尝。 五代至宋，高型坐具空前普及， 跑步机 的形式也多起来，出现靠背 器材 、扶手 器材 、圈 器材 等。同时根据尊卑等级的不同， 跑步机 的形制、质料和功能也有所区别。五代至两宋时期的家具大体保留着唐代遗风，只是高型家具较前更加普及了。高型家具的使用在民间形成时尚，居家必备高型桌 器材 ，这从当时的绘画中可见一斑。如宋代张择端清明上河图中的市肆小店，无不陈放各式高型家具。宋代会昌九老图中描绘的圈 器材 也是前代没有品种。在近年发掘的宋代墓葬中还有以石、陶制作的家具模型或在墓室墙壁用砖砌成或雕成各式家具， 其中表现墓主夫妇对坐在 跑步机 上的场面最为普遍。如河南方城出土的石 器材 残件、河北井径县柿庄七号宋墓墓室砖雕桌 器材 、柿庄二号墓墓室壁画对坐图中的桌 器材 、洛阳涧西宋墓墓室的砖雕家具等。这说明 跑步机等高型坐具不仅在人们日常生活中普遍使用，还被人微言轻殉葬用器。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 类分析 跑步机 价格较为廉价，已然普遍到各家各户，随着“时尚、运动、健康、绿色、环保”理念的深入人心， 跑步机 类产品的设计、材料、工艺、款式也跟随市场需求，新材料、精加工、巧构思、高品质和高附加值的 跑步机 精品不断涌现。 跑步机 不但成为人们的代步交通工 具，而且进入运动、休闲、娱乐、时尚领域，并融入更多的科技、文化元素，成为所有家庭的必备用具。 跑步机 发展，在使用功能上说变化已很少了，现代 跑步机 的主要发展在于 机 架的造型行变化，表面的处理如烤漆、商标的变化使其外观更美；对自 机 上的每一个零件进行精雕细琢的改进，使其更合理、美观；对 跑步机 的材料上的选用与开发。由此致使 跑步机 功能上的变化也没有很大的改变。 跑步机 的设计分析 跑步机 是对人们活动起辅助作用的工具，首先必须能够承受人们活动带来的各种力量和冲击。设计师在设计初期就应该考虑到 跑步 机 对外部冲击的承受力，否则就不能充分体现 跑步机 的实用功能。因此设计师应在充分了解 跑步机 构造的基础上进行设计，以达到既美观又实用的目的。为实现这个目的构筑了如下的设计流程。 1 概念化阶段 概念化阶段是整体设计的理念和宗旨，是保证今后具体设计得以顺利进行的前提条件。对 跑步机 设计概念化进行设定的过程，涉及 跑步机 相关的功能性、构造和材料以及形状等问题。对于“某种设计为什么应该采取那样的形状或构造？”“为什么应该用那样的材料生产？”等问题，概念化阶段都要做出总体的说明。设计的概念化要充分反映设计师的理念和价值，发挥他 们的创造性，所以它不应是其他人的意见，而应该是设计师自己的想法。 2 体化阶段 具体化阶段是按照在概念化阶段设定的设计方案，解决家具的构造、功能和美观问题并创造出其基本形状。在这个阶段要画很多草图、图样，做出模型，还要选择材料，讨论 跑步机 的构造以及其他一些细节问题等。 跑步机 设计的具体化阶段就是创造出产品形状的过程，简单地讲就是做出 跑步机 造型的外观图样，并对其进行论证。 3 整体外观 阶段 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 跑步机 设计的关键是将重点放在符合整体的外观和核心架构的设计上。产品的外观、 跑步机 的造型以及稳定的构造应该既反映设计师的精湛设计 ，又能实现人们对舒适的要求，这就是设计家具的重点。为实现这一目标，我们以在具体化阶段提出的产品外观为基准做出了如下的骨架模型。可以说这是为实现自顶向下的设计方式而做出的基本模型。 跑步机 设计的关键是将重点放在符合整体的外观和核心架构的设计上。产品的外观、 跑步机 的造型以及稳定的构造应该既反映设计师的精湛设计，又能实现人们对舒适的要求，这就是设计家具的重点。为实现这一目标，我们以在具体化阶段提出的产品外观为基准做出了如下的骨架模型。可以说这是为实现自顶向下的设计方式而做出的基本模型。 从这个骨架模型中，我们不仅可 以看到体现着产品概念的外观，还可以获得产品各种配件位置和连接的信息，如核心架构（ 倾斜度 (底座（ 扶手（ 。这可以由设计师在设计产品并做出草图的同时，从 3 个角度，即曲面（ 曲线（ 基准面（ 表现。这种骨架模型是与上面提到的三个阶段中对家具设计的内容相联系的，用于设计师很少接触的筋（ 凸台（ 体格构造等的设计中。当然这对于没有相关基本知识的设计师来说几乎是不可能的事情，但只要是在内部开发过 2个以 上模型产品的设计师，都可以亲自完成模型各部分器具设计。 4 计检验阶段 通过以上各阶段步骤完成的产品设计并不是完美的。尤其是 跑步机 与人体结构有着密切的关系，可以说人们对产品设 跑步机 设计合理性和适用性的评判是很重要的。因此应该对设计进行检验。对于 跑步机的设计来说， 跑步机 的大腿 底座（ 分能否稳定地支撑人体体重是很重要的。当然除此之外对 支撑人体背部的 器材 背部分和 扶手部分的检验也是很必要的。 对 跑步机 底座（ 说明通过以上一系列说明，我们可以了解设计师对产品零部 件进行亲自设计的整个过程。当然比起专门的零部件设计者来说，他们的设计可能还存在着不足，但是这拓展了设计师的工作领域，重要的是创造产品的设计师通过参与产品的整个开发过程，可以开发出更具亲和力，符合人体工程学的产品。 计要素 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 1 实用性 实用性就是泛指满足人们生活需求开始与发展的。现代家具不但要可靠、适用、安全，更重要的是满足它的使用功能与舒适度。无论是静负荷类家具或动负荷类家具，都应根据人体工效学的基本法则，结合人体的生理和心理的需求，设计出合理的家具尺度的和空间分割距离，给消费者创造一种最大限度 的舒适和方便以及安全感、视觉美感等，最终回归到最佳实用效果的目的上来。现代家具赋予人们的美感是，通过人们的视觉、触觉感官来体会与感应的。而家具的实用性程度，则是通过人们的反复使用、接触与鉴别验证的。现代家具设计师水平的高低，只有通过努力探索、长期实践与不断总结，才能使自己的设计作品逐步达到日臻完善的设计追求目的 。 2 艺术性 现代家具已不单纯是简单的日用消费品，家具产品作为一种文化现象发展到今天，它已经是现代人类生活中调剂居室环境的艺术品、装饰品、是融艺术与实用于一体的一代全新消费品。同时也是直接影响到室内 陈设艺术效果和现代居室文化品味的重要乐章和主旋律。为此，现代家具设计师就必须从这一高度来认真研究与分析家具设计的要素中的艺术性问题。家具设计过程中，不可或缺地要灵活借用实用美术设计中的一些基本做法，其中如产品外观形体稳定的均衡；线型的谐和与灵气；装饰纹样的生动与形象逼真；五金辅件的格调的选择；都需要设计师在实践工作中，不断提高自己的实用美术学科修养水平，才能适应当前中国国内市场国际化的激烈竞争态势。没有好的产品设计，便没有较多市场份额的占有 。 3 工艺性 诚如以上所述，当前，我国家具工业产品的科技制造含量已 经发生了巨大变化，几代构造特点的不同工艺构造款式的家具，都在不同的陈设环境与商场中频烦亮相、争奇斗妍。发展最为突出的是板式家具，或称实木家具。 70年代 跑步机 设计 宣传比较多的 家具，今天已经发展到具有国际先进水平的 家具。笔者可以断言，板块构成，实木装饰型的新一代板式家具将会在我国家具工业产品系列中，长期占有一席之地，其发展前景也是举足轻重的。 早在 1995年的家具杂志编委年会上，业内着名学者专家就曾针对中国国内家具业发展趋势，明确提出了今后我国家具工业新产品设计开发目标应本着“板式家具高档化 ，实木家具艺术化，现代家具时装化，设计手法个性化”的设计理论导向和真知灼买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 见。姑且不论上述论点正确与否，但有一点勿庸置辩，现代家具，无论其工艺构成特点与含量如何，企业为适应国内市场国际化的竟争需要，愈来愈趋向多品种、小批量、短周期的设计与生产方式。为便于家具实现工业化生产，又要兼顾到这类产品的工艺特殊性，形势迫使我们家具设计师在完成造型设计的同时，还必须把握与驾驭产品工艺设计一环的工作。先迸的技术设备是实现造型工艺的具体手段，由于科技的发展，给复杂的造型工艺提供了可靠保证，设计师匠心独造和综合技术，可以创造出 新的造型表现形式，传统的加工方式，技术与造型的关系是同等的，现代家具设计师，则必须是家具工业生产领域内先进设备与高工艺水平加工技艺的熟知者与掌握者。从事专业设计的工程技术人员，应该是具有新型结构工艺制造学方面的复合型人材，方能挑起历史赋予我们的重任。 4 经济性 现代家具设计中，经济性设计亦应是设计师不容忽视的一个重要设计环节，这其中也包涵了工艺性设计的外延与内涵，诸如加工手段与方法、材料的选择与构成 ,工艺程序排列等等。板式家具设计中的单块构件下料法 (配料法 )与零部件综合下料法，前后两者对比，后一种方法可节 约原料 8其中，同样也包括人造板材类型的选择与应用；装饰贴在材料的应用方法与成本节约问题。 举一例，毗邻的两家工厂设计一种雷同的巴洛克风格的休闲 器材 ，由于其中一家工厂不注重研究产品设计中的经济性没计内容和方法，忽视了物耗成本这一价值规律，结果是两家工厂的材料利用率相差 3诚然，这其中不乏含有设计师水平高低之别。现代家具设计师只有在设计实践中，将实用性、艺术性、工艺性、经济性 (目标成本法则 )有机地结合与灵活运用，才能实现不断推出好的产品 ,奉献给广大消费者 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第 2 章 人体工程学与 跑步机 设计 计原则 跑步机 的设计尺寸是根据人体尺寸来设计的 ,各个部分的定位均参照人体尺寸。人体的主要尺寸 :国标 重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项主要尺寸数据。 下表是我国成年人人体主要尺寸和坐姿人人体尺寸 (摘自 国成年人人体尺寸 ): 主要尺寸 男 (18 60岁 ) 女 (15 55岁 ) 百分位数 5 50 95 5 50 95 身高 1583 1678 1775 1484 1570 1659 体重 8 59 75 42 52 66 上臂长 289 313 338 262 284 308 前臂长 216 237 258 193 213 234 大腿长 428 465 505 402 438 476 小腿长 338 369 403 313 344 376 坐姿尺寸 男 (18 60岁 ) 女 (15 55岁 ) 坐高 858 908 958 809 855 901 坐姿颈椎 615 657 701 579 617 657 坐姿眼高 749 798 847 695 739 783 坐姿肩高 557 598 641 518 556 594 坐姿肘高 228 263 298 215 251 284 坐姿大腿 112 130 151 113 130 151 坐姿膝高 456 493 532 424 458 493 小腿加足 383 413 448 342 382 405 坐深 421 457 494 401 433 469 臀膝距 515 554 595 496 529 570 坐姿下肢 921 992 1063 851 912 975 表 我国成年人 人体主要尺寸和坐姿人体尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 设计要点： 1. 座的形式与尺度及其功用有关 2. 座 材 的尺度必须参照人体测量学数据确定 3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担 4. 座 材 前缘处，大腿与 跑步机 之间压力应尽量减小 5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度 6. 器材 垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域 组成 跑步机 的功能是供人骑行，就发挥 跑步机 的功能作用而言，把人看作 跑步机 的组成部分是完全合理的。因此，人在骑 机 时组成了人一 机 系统，该人一 机 系统中的人一机 界面关系 可由图 1 机工程设计 设计 1、人与支撑部件的关系 支撑部件主要有 机 架、前叉、鞍座等，是 跑步机 的构架。支撑部分将其他零部件固定在相互间正确的位置上，保证 跑步机 的整体性，实现 跑步机 的功能。从人机关系来看，鞍座、 机 把和 机 架等的位置和大小，以及它们间的相互关系，与骑 机 人的位置和肌肉的动作有着性的设计参数。 2、 人与动力接受部件关系 动力接受部件主要是脚蹬和曲柄。动力是靠骑 机 人的双脚踩在脚蹬上，下肢运动的力使曲柄转动而产生的。为了使人省力和有舒适感，必须在骑 跑步机 人的体格和体力与 跑步机 元件的尺寸关系上下功夫，即研究人体下肢肌肉的收缩运动与曲柄转动之间的能量转换问题。 3、 人与传动部件关系 传动部件主要是滚珠、链条和 带轮 。人的作用力是通过链条和 带轮 传动而带动后轮转动，从而使 跑步机 前移。传动部分的设计关键是要有较高的传动效率和可靠性，且有易操纵的变速机构。保证较高的传动效率，才能使人用一定的肌力而获得较大的输出功率。 4、 人与工作部件关系 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 工作部件就是 机 轮，即 机 圈、轮胎等。绝大部分轮胎是充气的，少数是实心的。机 轮一方面把骑 机 人的肌肉力量，有效地转换为同地面接触而向前运动的力； 另一方面将骑 机 人的握力转换为与接地部分所产生的刹 机 阻力。在设计 跑步机 的各部分尺寸、 机 闸及变速器等时，应该着眼于骑 机 人一动力一传动一工作的连贯性，才可能设计出同骑 机 人手的大小或握力相适应的闸把、刹 机 力适当的 机 闸，才不会发生刹 机 阻力不够而造成失误现象。 响 跑步机 性能的人体因素 影响 跑步机 性能的人体因素很多，如图 1示。现主要分析下述几点： 1人的体格因素 以身高 H 为基本因素，其他身体的能力与 H 成比例，并有与 手 臂、腿、气管等的长度与身高成比例，从 而以骨关节为中心所产生的力矩、步幅等，都取决于 肉、大动脉、骨骼的截面积以及肺泡的表面积等都可看成与 活量、血液量、心脏容量等都可看成与 格对出力性能的影响，从理论上讲，弹跳能力与 度能力与 功能力和 实际上因每个人身体素质不同，常有 20以上的偏差。 2人的下肢肌力 跑步机 骑行的原动力，主要是骑 机 人的下肢肌力。人骑 机 时，骨骼肌肉内部的化学能转换为肌肉收缩的机械能。 跑步机 脚蹬的转动就是通过腿肌收缩出力而完成的，一般说腿 肌长的人比腿肌短的人有利。肌肉收缩时产生的力，一般与肌肉的截面积成比例，约为每平方厘米 40通过一定训练的人可提高到 65N 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 图 1响 跑步机 性能的人体因素 3人的输出功率 人输出的功率随着骑 机 人的体格、体力、骑 机 姿势、持续时间和速比等的变化而变化。一般成年男人的最 大输出功率约为 力（ ，能持续 10果持续时间长，其值要小得多，持续 大约只有 4人的脚踏速度 跑步机 运动是很有节奏的，其节奏常常与人的心脏节律保持一定关系。健康人的心脏跳动为 70 次 一般脚踏以 60r/奏转动较为合适。设计时以这一常用速度来确定相关设计参数。 5人的平衡机能 骑 机 人本身的平衡机能是影响 跑步机 性能的重要因素，如果缺少平衡机能，哪怕是运动性能很好的 跑步机 也不能平稳行驶；若人有很好的平衡机能，却可掩盖 跑步机 设计上的某些缺陷。 6人的手和握力 影响刹 机 性能的人的因素主要是人的手和握力，男性和女性，成年人和儿童，手的大小和握力都不相同。据试验，为了长时间施闸而不致使手有疼痛的感觉，希望只用最大握力的 10左右便能得到必要的减速度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 7 人的疲劳 人体疲劳和疼痛是对骑 机 出力性能的不利因素，其产生原因有人体因素，也有 跑步机 结构因素。疲劳和疼痛一般是由于部分肌肉负担过大，骑 机 姿势不合适，以及体重对鞍座的体压分体不合适等引起的。此外，影响出力 因素还有人的最大摄氧量。 步机 设计结构要素分析 影响 跑步机 性能的因素除了上述人的因素外，还有许多机械因素，如图 1了获得 跑步机 较佳的性能，必须把人的因素与机械因素有机地结合起来，以使人一机 协调。为此，着重分析与人体相关的结构要素。 1速比 大小 带轮 的齿数比，与 带轮 直径比相一致，一般控制在 用速比关系可取得骑行时所必要的功率和必要的速度。速比要合适，如果太小，无论人的肌力有多大，由于不能充分提高转速，所以就得不到大的输出功率。也由于速比小，在限定的曲柄转速 下，得不到必要的骑行速度（后轮转速）。速比过大时，要求的踏力也大，容易使人疲劳。为了保持不疲倦的持续骑行，希望肌肉的负担约为最大肌力的 10% ，按此选择速比和曲柄转速，可得到比较好的效果。 2曲柄长度 传统的 跑步机 设计，一般从杠杆原理考虑比较多，对人研究少，认为曲柄越长越有力。曲柄 过长后，为了不使脚蹬碰到前泥板，不得不加大中轴至前轴的距离（前心距）。这样势必加长 机 架，影响了正确的坐 机 姿势，使人感到臀部痛。若能按人的身长或下肢长来考虑曲柄长度，则可使人省力和舒适。通常曲柄长度的基准，取人体身长的 1 10 ，也相当于大腿骨长的 1 2 。 4 鞍座位置 鞍座装得过低，骑行时双脚始终呈弯曲状态，腿部肌肉得不到放松，时间长了就会感到疲软 无力；鞍座装得过高，骑行时腿部的肌肉拉得过紧，脚趾部分用力过多，双脚也容易疲劳。骑 机 时适当的用力部位是脚掌。设计或校正鞍座位置高低最常用的方法，是使手臂的腋窝部位中心紧靠鞍座中部，使手的中指能触到装配 带轮 的中轴心为宜。人体各部尺寸都有一定的联系，只要腋窝中 心至中指的长度确定下来，鞍座高度便可大致买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 确定。行驶较快的 机 ，鞍座位置要向前移动，行驶较慢的 机 ，鞍座位置要向后移动，否则都不利于骑行，如图 1 b ）、（ c ）所示。 5 机 闸 设计时，闸把开挡、力率和闸把力要与人手的大小和握力相适应。灵敏度高的 机 闸，随着闸把上力的增大，刹 机 力也按比例地增加。如果闸把力到达某一程度不发生刹 机作用，继而又骤然生效，说明这种 机 闸设计不良。在紧急情况下操纵时，理想的施闸力和减速度见表 1 表 1想的施闸力和减速度 闸把施闸力 /N 相对握力 % 减速度 说明 60 350 500 10 70 100 制下坡速度 全刹 机 紧急全刹 机 注： g=一 机 动态特性分析 1 动态稳定性 跑步机 的稳定是行驶过程中的稳定，是一种动态平衡的稳定性。动态稳定性影响到 跑步机 骑行中的动作，包括直进稳定性和前后左右方向的稳定性，见图 1-5(a）。显然，稳定性对安全行驶是必不可少的特性。 2力学特性 跑步机 行驶在平地上转弯的条件是侧向力（与离心力平衡）与 跑步机 总重量（人和 机 的重量）的合力作用线要通过轮胎与地面的接触点。这当然与骑 机 人有关，但更重要的是 跑步机 的造型要有适合这种力学特征的结构形式。 人体和 机 身向内倾的角度相等。即骑 机 人身体的中心线和 机 子的中心线一致时， 跑步机 就可以转弯，即所谓中倾旋转，见图 1-5(b) ；骑 机 人的倾斜角比 机 子的倾斜角大时，此时的转弯即所谓内倾旋转，见图（ c）；骑 机 人的倾斜角比 机 子的倾斜角小时，此时的转弯即所谓外倾旋转。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 第 3 章 总体 机械结构 设计 步机 的构成 跑步机 的整体构成由以下几大模块： (1) 在 行驶中， 机 身的造型对整个行驶的效率有着很大的影响，因为 机 身的造型直接影响到的是行进的阻力。此处设计的水陆 跑步机 的 机 体造型也已达到最小阻力位佳，通过流体力学，我们可以针对各种造型在水中行进时所受的阻力进行分析，核定最佳造型设计以达到最佳运动效率。 (2)通过机械设计我们可以比较确切的分析各种传动系统的传动关系进而计算出总传动系统的传动效率进行核算。 (4)正常直线行驶时，导向机构应不构成阻力，设计的导向机构应简单便捷为好。 步机 方案设计 目前 跑步机 设计各式各样，这里的设 计主要从传动系统方面来结合设计。分析以上性能需求 工作机构类型选择带传动 ,属于定传动比匀速转动机构。带传动具有结构简单，成买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 本低廉 能缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声，过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏，具有过载保护作用 步带的概述 步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮 之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。 同步带传动（见图 3，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，