自发电多功能健身器毕业设计 【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 分 类 号 密 级 宁 毕业设计 (论文 ) 自发电多功能健身器 设计 所在学院 机械与电气工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 11 机自 x 班 姓 名 学 号 指导老师 2015 年 3 月 31 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 中国 健身器材行业的发展始于 20 世纪 80 年代 末，随着中国加入 北京申奥的成功，为健身器材行业的发展提供了有利条件和发展机遇，健身队伍的不断扩大为健身器材生产商带来浓厚商机。 2006 年 1， 中国体育用品 工业企业 实现累计工业总产值 51,537,399 千元，比2005 年同期增 长 实现累计 产品销售收入 49,740,392 千元，比 2005 实现累计利润总额 1,821,317 千元，比 2005 年同期增长 2007 年 1， 中国体育用品 工业企业实现累计工业总产值 61,313,721 千元，比2006 年同期增长 2008 年 1，中国体育用品工业企业实现累计工业总产值55,906,766 千元，比 2007 年同期增长 中国健身器材行业在迅速发展的同时，一些问题也日益显露出来。特别是在国际市场缺乏知名品牌，产品附加值较低，同时，与国际先进水平相比，中国不少生产企业还处在仿制生产阶段，产品研发和技术创新能力不足。在消费领域，与欧美等发达国家相比，健身器材产品在家庭的普及率及用于 健身运动 的人均消费还很低。 因此，中国健身器材工业企业必须抓住新的发展形势，加大科技创新，努力提高产品质量，加强自主研发能力，有关部门应尽快制订出健身器材统一的技术安全标准，加强售后服务。只有这样才能在新形势下 立于不败之地 。 它们的主要功能是：增加臂力：哑铃 握力器 多功能仰卧起坐板 划船器 ：主要用来增强手臂力量、背阔肌和动作协调能力。 适能 运动机：与其他的健身方式不同，用户可以在不同的运动模式和完全零冲击体验下，类似于登楼梯 、步行、慢跑和长跑间自由转换。您可以通过这种即时转换模式功能，调整您的训练模式来达到针对特定肌肉群训练的目标。 椭圆 运转机：平滑流畅的 运动轨迹 和交叉坡度 专利 技术让使用者以符合生物力学的姿势锻炼肌肉组，增加了锻炼的多样性和有效性。零阻力的锻炼减少肌肉劳损的发生。 健美车：锻炼时，象骑自行车一样，主要用来增强腿部力量，增强心血管功能。 健步车：主要用以锻炼腿、腰、腹部肌肉及心肺功能。 跑步机 ：主要用以锻炼腿、臀、腰、腹部肌肉及心肺功能。 美腰机 ：可对腰部、背部作放松按摩。 综合型多功能器：一般都包括 扩胸器 、 引体向上 、仰卧推举、仰卧起坐等器械的功能。 扩胸器 、 引体向上 、仰卧推举，主要是用来锻炼上肢力量及胸大肌力量；仰卧起坐，主要用来锻炼腰肌群，减少腰腹部多余脂肪。 关键词： 健身器 ； 健身器 ； 改进设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of be to of is of is is of at of of to in is of at of of to in is of at of of to in is of at of of to in is of at of of to in is of at of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 IV of to in 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 目 录 摘 要 . . 录 . V 第 1 章 绪论 . 1 第 2 章 总体方案确定 . 2 健身器 工作原理 . 2 身器 总体设计 . 2 身运动 的类型定位 . 4 身器 的整机结构及选择 . 4 身器 的工作流程 . 5 第 3 章 健身器 结构 设计 . 5 健身 原理 . 6 健身器 类型选择 . 6 第 4 章 发电原理设计 . 7 整机消耗的功率计算 . 7 健身器 的功率消耗的计算 . 7 变速 强度计算 . 7 发电机 的选择 . 8 第 5 章 轴的设计与计算 . 9 轴的材料选择 . 9 轴的最小 比 确定 . 9 轴的结构设计 . 9 轴的校核 . 10 第 6 章 传动 方案设计 . 12 轮 的设计 . 16 齿轮 类型的确定 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 传动 比 的确定 . 16 齿轮的设计计算 . 16 第 7 章 变速方案设计 . 12 速 的设计 . 16 变速 类型的确定 . 16 变速 比 的确定 . 16 变速执行方案 . 16 结论 . 18 参考文献 . 19 致 谢 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪论 中国 健身器材行业的发展始于 20 世纪 80 年代末，随着中国加入 北京申奥的成功，为健身器材行业的发展提供了有利条件和发展机遇，健身队伍的不断扩大为健身器材生产商带来浓厚商机。 2006 年 1， 中国体育用品 工业企业 实现累计工业总产值 51,537,399 千元，比2005 年同期增长 实现累计 产品销售收入 49,740,392 千元，比 2005 实现累计利润总额 1,821,317 千元，比 2005 年同期 增长 2007 年 1， 中国体育用品 工业企业实现累计工业总产值 61,313,721 千元，比2006 年同期增长 2008 年 1，中国体育用品工业企业实现累计工业总产值55,906,766 千元，比 2007 年同期增长 中国健身器材行业在迅速发展的同时，一些问题也日益显露出来。特别是在国际市场缺乏知名品牌，产品附加值较低，同时，与国 际先进水平相比，中国不少生产企业还处在仿制生产阶段，产品研发和技术创新能力不足。在消费领域，与欧美等发达国家相比，健身器材产品在家庭的普及率及用于 健身运动 的人均消费还很低。 因此，中国健身器材工业企业必须抓住新的发展形势，加大科技创新，努力提高产品质量，加强自主研发能力，有关部门应尽快制订出健身器材统一的技术安全标准，加强售后服务。只有这样才能在新形势下 立于不败之地 。 它们的主要功能是：增加臂力： 哑铃 握力器 多功能仰卧起坐板 划船器 ：主要用来增强手臂力量、背阔肌和动作协调能力。 适能 运动机：与其他的健身方式不同，用户可以在不同的运动模式和完全零冲击体验下，类似于登楼梯、步行、慢跑和长跑间自由转换。您可以通过这种即时转换模式功能，调整您的训练模式来达到针对特定肌肉群训练的目标。 椭圆 运转机：平滑流畅的 运动轨迹 和交叉坡度 专利 技术让使用者以符合生物力学的姿势锻炼肌肉组，增加了锻炼的多样性和有效性。零阻力的锻炼减少肌肉劳损的发生。 健美车：锻炼时，象骑自行车一样，主要用来增强腿部力量，增强心血管功能。 健步车：主要用以锻炼腿、腰、腹部肌肉及心肺功能。 跑步机 ：主要用以锻炼腿、臀、腰、腹部肌肉及心肺功能。 美腰机 ：可对腰部、背部作放松按摩。 综合型多功能器：一般都包括 扩胸器 、 引体向上 、仰卧推举、仰卧起坐等器械的功能。 扩胸器 、 引体向上 、仰卧推举，主要是用来锻炼上肢力量及胸大肌力量；仰卧 起坐，主要用来锻炼腰肌群，减少腰腹部多余脂肪。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第 2 章 总体方案确定 健身器 工作原理 已为越来越多的人接受，成为家庭健身的不二之选。简单介绍下跑步机的功能及使用： 电动跑步机 上都有五窗式电子表，将运动者的跑步速度、时间、里程、消耗的卡路里数、心率都显示出来。这样，运动者在健身时，能够对自己的身体状况了如指掌，由于传动滚带是橡胶的，所以对腿脚关节的冲击力比跑马路要减 少很多，不易引起伤病，从而保证运动量的科学和安全。 跑步机是一种模拟跑步、散步运动的健身器材设备。跑步和踏步属于全身性 有氧运动 。据运动学专家统计，在陆地上每跑 1000 米，双腿就得撞击地面 600。不仅脚部、腿部和臀部肌肉会受到震动，还很容易扭伤肌肉或拉伤韧带。而且，跑步时如果向上跃起和老年人就不适于通过剧烈的跑步方式健身。而跑步机在设计上越来越科学，能通过传送带上的缓冲装置 ，减少对膝盖和背部的冲击。 另外，科学设定了 运动强度 的跑步机能过纠正室外跑步者运动随意的问题，通过保持一定的 运动节奏 和强度，帮助健身者在最短的时间内获得最大的有氧训练的效果。明显提高心肺功能。而且由于跑步机都是参考人体生理机构设计的，所以运动者 还能通过使用机器纠正以前错误的跑步姿势。 运动机 一成不变的运动模式使人倦意渐生，而身体也不再感到挑战。那么，怎样才能为您的运动创造出变化呢？答案是自由的选择。而这正是 适运动机的独具匠心之处。即使是您最细微的心血来潮变化， 能随您的心意改变动作，让每次的运动给您带来不同的体验。这会使您继续保持全神投入，并且能使您的身体在想要体验一种全新的运动方式亦或是需要片刻调整来平衡呼吸之间 自由选择 。 椭圆运转机 l 体验和谐自然的手臂运动：手臂与腿部运动异常协调，令您在运动时体验前所未有的和谐感受； l 双向平面力让运动更全面：专利系统使水平及垂直平面都能产生阻力，丰富了您的运动感觉； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 l 0寸的步幅范围为运动提供无限惊喜：跟随您思维及灵魂的渴望，随时改变运动方式，体适运动让训练增加无限可能及回报； l 感应式面板和娱乐运动一体化系统：感应式电子 显示结合综合性电子娱乐系统，使锻炼者更加愉悦地运动，同时也节省了时间； l 独特的步幅调节功能随时监测肌肉状态：实时监测您的运动状态，及时反馈肌肉在不同运动中的状态。 运转机 1995 年，第一台运转机进入市场，立刻掀起了一股运转机的健身热潮，博得了各界的好评。 调节坡度设计和全身肌肉多重阻力级别训练为用户提供舒适平滑的健身体验。 l 双领域之冠：交叉坡度和全身功能综合于这款器械上，使锻炼效果更加显著。在运转机上锻炼，臀部的锻炼效果尤为显著，胜过在跑步机、单车及台阶器上的锻炼效果； l 交叉坡度技术：使 用者可以通过各种测验来选择从 15 到 40 度的倾斜，从而达到交叉训练四头肌、臀部、腿筋和腓肠肌。步幅根据倾斜度的大小从 等，每一个步幅都给人无限舒适和自然之感； l 感应式面板和娱乐运动一体化系统：感应式电子显示结合综合性电子娱乐系统，使锻炼者愉悦地运动同时也节省了时间； l 直接可以选择 14 个程序：只有 6 个键就可以控制 14 个程序，包括六个体能测试程序。使用过程中，操作者可以任意转换至其他程序。 l 按键控制：该按键为人提供快速的按键反应以及提示按键声，很容易使用这种传统式按键，即使使用者在使用 娱乐系统，也不妨碍跑步机信息的输入。 说到健身，就会想到健身房。在健身房锻炼的话，有一样器械是不得不说的，你可能也猜到了，那就是 动感单车 。在很多健身房里，都可以看到一种和自行车长得很像的运动器材，这个叫做 动感单车 （ 车的设计很 人性化，可以根据每个人自身特点进行细微调节，包括车把、车座、脚蹬、阻力。安全脚套始终固定在蹬板上，安全系数绝对可以放心。 自己的音乐编排，跟随动感音乐的节拍，调节阻力的大小，在教练的带领下，由简单到复杂，包括手臂、腹部和胸部在内的所有的肌肉都在做功。据教练介绍， 心肺功能提高是很显著的，它平均每小时燃烧体内的脂肪也非常多，一节 45 分钟的 会燃烧 400 到 500 卡路里热量，相当于长跑一个半小时。对于臀部、大腿，也有很好的塑形作用。 一起上课的，有许多都是办公楼里的 白领。来参加 程的原因也各不相同，有的是因为平时工作压力大想发泄；有的是因为想减肥，而 效果是最理想的；也有些老外，在自己国家的时候就经常参加这个课程。在外国一节 是 60 分钟，但由于国内刚起步，所以在时间上还是安排为 45 分钟。 一节课上完，虽然我挺了过来，但是整件衣服都湿透了。原来流汗的感觉很舒服，也很快乐。在我看来， 有一个很特别的地方，它很能激动人心。器械锻炼是很枯燥的，虽然在 跑步机 上，双眼可以注视着电视屏幕或听听音乐，但二、三十分钟后，即使自己还有力气跑下去，有时也因为倦怠而不想再坚持了。但 一样，在快买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 节奏中，当你骑了半小时，你会越来越觉得力量无穷，而且是在心情愉快的气氛中消耗热量、燃烧脂肪的。 身器 总体设计 简单介绍下跑步机的功能及使用： 电动跑步 机 上都有五窗式电子表，将运动者的跑步速度、时间、里程、消耗的卡路里数、心率都显示出来。这样，运动者在健身时，能够对自己的身体状况了如指掌，由于传动滚带是橡胶的，所以对腿脚关节的冲击力比跑马路要减少很多，不易引起伤病，从而保证运动量的科学和安全。 跑步机是一种模拟跑步、散步运动的健身器材设备。跑步和踏步属于全身性 有氧运动 。据运动学专家统计，在陆地上每跑 1000 米，双腿就得撞击地面 600。不仅脚部、腿部和臀部肌肉会受到震动，还很容易扭伤肌肉或拉伤韧带。而且，跑步时如果向上跃起和老年人就不适于通过剧烈的跑步方式健身。而跑步机在设计上越来越科学，能通过传送带上的缓冲装置，减少对膝盖和背部的冲击。 身器 的类型定位 它们的主要功能是：增加臂力： 哑铃 握力器 多功能仰卧起坐板 划船器 ：主要用来增强手臂力量、背阔肌和动作协调能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 适能 运动机：与其他的健身方式不同，用户可以在不同的运动模式和完全零冲击体验下，类似于登楼梯、步行、慢跑和长跑间自由转换。您可以通过这种即时转换模式功能，调整您的训练模式来达到针对特定肌肉群训练的目标。 椭圆 运转机：平滑流畅的 运动轨迹 和交叉坡度 专利 技术让使用者以符合生物力学的姿势锻炼肌肉组，增加了锻炼的多样性和有效性。零阻力的锻炼减少肌肉劳损的发生。 健美车：锻炼 时，象骑自行车一样，主要用来增强腿部力量，增强心血管功能。 健步车：主要用以锻炼腿、腰、腹部肌肉及心肺功能。 跑步机 ：主要用以锻炼腿、臀、腰、腹部肌肉及心肺功能。 美腰机 ：可对腰部、背部作放松按摩。 综合型多功能器：一般都包括 扩胸器 、 引体向上 、仰卧推举、仰卧起坐等器械的功能。 扩胸器 、 引体向上 、仰卧推举，主要是用来锻炼上肢力量及胸大肌力量；仰卧起坐，主要用来锻炼腰肌群，减少腰腹部多余脂肪。 身器 的整机结构及选择 跑步机是一种模拟跑步、散步运动的健身器材设备。跑步和踏步属于全身性 有氧运动 。据运动学专家统计，在陆地上每跑 1000 米，双腿就得撞击地面 600。不仅脚部、腿部和臀部肌肉 会受到震动，还很容易扭伤肌肉或拉伤韧带。而且，跑步时如果向上跃起和老年人就不适于通过剧烈的跑步方式健身。而跑步机在设计上越来越科学，能通过传送带上的缓冲装置，减少对膝盖和背部的冲击。 另外，科学设定了 运动强度 的跑步机能过纠正室外跑步者运动随意的问题，通过保持一定的 运动节奏 和强度，帮助健身者在最短的时间内获得最大的有氧训练的效果。明显提高心肺功能。而且由于跑步机都是参考人体生理机构设计的，所以运动者还能通过使用机器纠正以前错误的跑步姿势。 身器 的工作流程 简单介绍下跑步机的功能及使用： 电动跑步机 上都有五窗式电子表，将运动者的跑步速度、时间、里程、消耗的卡路里数、心率都显示出来。这样，运动者在健身时， 能够对自己的身体状况了如指掌，由于传动滚带是橡胶的，所以对腿脚关节的冲击力比跑马路要减少很多，不易引起伤病，从而保证运动量的科学和安全。 跑步机是一种模拟跑步、散步运动的健身器材设备。跑步和踏步属于全身性 有氧运动 。据运动学专家统计，在陆地上每跑 1000 米，双腿就得撞击地面 600。不仅脚部、腿部和臀部肌肉会受到震动，还很容易扭伤肌肉或拉伤韧带。而且，跑步时如果向上跃起和老年 人就不适于通过剧烈的跑步方式健身。而跑步机在设计上越来越科学，能通过传送带上的缓冲装置，减少对膝盖和背部的冲击。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 3 章 健身器 设计 健身器 原理 1）冲击 健身器 ： 对对方 健身器 元素冲击作用秒杀头和 健身器 。较高的冲击速度， 健身器 越强，但也越大裂解速率 。 2）摩擦 健身器 ：由组件和之间，以及和 健身器健身器 离去之间的摩擦。 健身器 间隙的大小是至关重要的。 3）梳刷 健身器 ： 健身器 由拉力 健身器 部件进行。 4）滚动 健身器 ：打谷 健身器 通过施加压力的元素进行粮食。在这种情况下，力作用在主要沿晶面的法向力。 5）振动 健 身器 ：由 健身器 元件用于施加高频振动进行 健身器 。 健身器 是的几种方法在长期的生产实践过程中总结而来去壳大米储存。如果裸存储，则存储时间 短。米粒脆，易折断。因此，本设计采用梳刷 健身器 ，主要针对与 健身器 完成补充两者。 健身器 类型选择 首先，明确多功能健身产品的使用效果。应该具备一两种功能的产品，如想锻炼臂部肌肉就选 臂力器 ，想锻炼腰腹部和腿部就选 健骑机 或健腹轮等。至于想进行全身性、综合性的锻炼，除了选择去专业健身房，可以辅助有规律的室外器械锻炼。 握力臂力器 其次，考虑居住环境与居住条件。一个适合自己家庭氛围和居住条件的器材，才会提升 生活品质 。一般来说，单一功能的健身器占地较小，一些功能比较多的健身器在家中 使用时，有些功能由于空间的限制，并不能真正发挥作用；而且如果占地过大，每次使用都需要安装或者搬动，也会大大降低健身的热情。 第三，价格适中。不要盲目崇拜国外产品，国内企业生产的产品，价格相对较低，种类较多，这些产品的功能也是完全可以满足锻炼的需要，而且由于加入了一些本土化的元素，有些功能也是国外健身器材所缺乏的。 第四，售后服务要注重。购买健身器时也要像买其他产品一样，不要忽视售后服务的问题，特别是零部件较多的健身器，更要问清楚售后服务的具体办法，国外产品要问清是否有维修点。 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 4 章 发电原理设计 整机消耗的功率计算 健身器 的功率消耗的计算 健身器 在工作时，在运转稳定性较好（保障 健身器 运转稳定性的条件：有足够的转动惯量；发动机有足够的储备功率和较灵敏的调速器）的条件下，其功率总耗用 N 由两部分组成：一部分用于克服空转而消耗的功率 占总功率消耗的 5%，一部分用于克服 健身器 阻力而消耗的功率 占总功率消耗的 93%，所以 健身器的功率消耗为： N = ） (4) 1)其中空转功率消耗 : = A + 3B 式中： A 系数， A 为克服轴承及 健身器 的摩擦阻力的功率消耗， 310)A B 系数， 3B 为克服转动时的空气迎风阻力而消耗的功率， ）（B . 2)其中 健身器 功率消耗 这个过程比较复杂， 健身器 首先是以较低的速度进入 健身器 入口处，与高速旋转的 健身器 接触，然后被拖入 健身器 间隙进行 健身器 ，既有梳刷也有打击，研究的依据是动量守恒定律： 冲量转换为动量： ， / （ 5) )1(1000/2 m 单位时间喂入的量； F 综合搓擦系数， v 的切向速度， 15m / s。 将数据代入 N = ： N= 变速 强度计算 健身器 消耗的功率由下式可求得： )(/ (6) 其中： 单位时间进入 健身器 的脱出物质量（ ）； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 单位脱出物质量筛所需的功率（ ），上筛： 筛： 选别能力系数， 代入数据可得消耗的功率： / 带轮 的选择 通过上面的计算，可以知道整个 健身器 消耗的功率，其消耗的总功率为： 总P = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第 5 章 轴的设计与计算 轴的材料选择 健身器 在工作时， 健身器 轴的转速很高，而且传递的扭矩很大，综合考虑，轴的材料选择 45钢调质处理，硬度为 195其接触疲劳强度极限 M 20 ，弯曲疲劳极限取 M 80 。 轴的最小 比 确定 由公式 / (17) 其中 P 该轴传递的功率， n 该轴的转速， r ； C 指轴的材料和承载情况确定常数。 已知 P = 50 ，查机械设计手册 21可得 C=128，代入上式可得 选 0 。 轴的结构设计 为了便 于轴上零件的拆卸，经常把轴做成阶梯形。轴的 比 从轴端逐渐向中间增大，可依次将齿轮和带轮等从轴的上端装拆，为了使轴上的零件便于安装，轴端及各轴的端部应有倒角。轴上磨削的轴段应有砂轮越程槽，车制螺纹轴段应有退刀槽。 各段轴的 比 ，如有配合要求的轴段，应尽量采用标准 比 ，安装轴承、齿轮等标准件的轴径，应符合各标准件的内径系列规定。采用的套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固定时，应把装零件的轴段长度做的比零件轮毂短 ，以确保螺母等紧靠零件端面。 健身器 轴结构初定如图 7所示： 图 7 轴的结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 轴的校核 轴上载荷的计算 求轴承上的支反力 垂直面内： 171 142 水平面内： 5181 632 画受力简图与弯矩图，如图 8所示： 据第四强度理论且忽略键槽影响 M P 0/ 1 )32/322 ， 69 0W 表 4 受力分析 载 荷 水平面 H 垂直面 V 5181 171 支反力 F 632 142 弯矩 M 1 8 8 8 5 07511 1 8 8 8 5 07511H 51m a m a H 52m a m a 138633 M P 1 M P 1 轴安全。 按弯扭合成应力校核 轴强度 进行校核时，只校核轴承上承受弯矩和扭矩最大的截面强度，取 =轴的计算应力为： )(1 3232322 前已选定轴材料为 45 号钢 ,调质处理 ,由机械设计 23表 15得 1 =60此买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 S=安