基于proE的家用多功能简易按摩椅设计（毕业设计，仿真视频CAD图纸三维模型答辩稿）
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导 师 : 答辩人 : 专 业 :机械工程及自动化 基于 的家用多功能简易按摩椅 设计框架 研究目的 研究内容 设计要点 结论 1 2 3 4 研究目的 课题背景 随着社会经济水平和生活水平的提高，人们开始越来越重视自身的身心健康。而电动按摩椅通过简易的操作与价格便宜的优势就能达到消除疲劳的效果，有着逐渐取代了人工按摩的趋势。 通过关于按摩椅消费情况的市场调研，我们发现在上班族的人群这个具有购买力的人群中，购买意向很大，并且按摩部位优先选择颈部，背部，腰部和腿部；而市场上价格昂贵的按摩椅却不是那么受欢迎，价格在五百元以下的按摩椅比较受欢迎。 研究目的 国内多数按摩椅产品，其性能分析为：具有背部和腿部按摩功能，背部按摩均是通过固定在按摩椅上的按摩头旋转运动实现的，一个电机驱动一个按摩头，按摩头只能自转不能移动，按摩范围小，总体可见产品功能单一，结构复杂，成本较高。 国外多数按摩椅产品，其性能分析为：不仅具有背部和腿部按摩功能，而且还设置了自动按摩程序，使用者可根据自己的需求选择相应的按摩程序，总体可见产品功能较齐全，结构复杂，保养维护较难，操作复杂，一般使用者无法很快熟练使用。 国内外按摩椅对比 结论： 基于国内按摩椅的如此现状，按摩椅生产开发的重心应该从针对高端消费水平人群转移到普通消费水平人群中去。而现今设计制造出来的按摩椅的市场价格昂贵成其短板，不能为普通家庭所接受。故，市面上急需价格低廉的简易按摩椅来推动按摩椅在中国的普及和运用。 研究内容 1、在多功能按摩椅的外观造型上，作以下改变： （ 1）外部结构由真皮皮料换作耐磨实用的 （ 2）总体造型由大型沙发换作简单轻便的靠垫造型 2、在多功能按摩椅的内部结构上，作以下改变： （ 1）由木质框架换作成型的塑料或者海绵填充 （ 2）由多电机驱动换作单电机或者单电机带动多按摩头 3、在多功能按摩椅的机械结构上，作以下改变： （ 1）由金属机械机构换作硬度高的塑料替换 （ 2）由金属固定装置换作硬度高的塑料替换 简易按摩椅的改变设计 研究内容 简易按摩椅模型： 总体设计方案 机械传动方式设计 方案一：链传动 方案二：蜗轮蜗杆传动 方案对比 方案的确定 总体设计方案 此套机构要求使用在按摩椅上，所以对转速的要求不高，需要对电机的转速进行一定的减速。通过结构的简图容易看出，机构 1的空间尺寸较大，结构不太紧凑，链传动中链的存在，使整个的机构长度很长，另外机构 1中需要两组链轮实现传动的功能，成本也较高。机构 2中使用一个蜗杆带动两个涡轮的结构，而且涡轮蜗杆的两轴是相互交叉垂直的，所以电机可以摆在竖直的位置，一定程度上节约横向的空间。而且整个机构的尺寸要比机构 1小许多。 另外按摩椅对舒适度的要求也很好，所以整个机构运行的噪音需要控制，从两种机构的优缺点中不难看出，机构 1的链传动的噪音较大，而且不平稳，而且会有附加的载荷，而机构 2的涡轮蜗杆传动传动平稳，噪音小，且不会有附加的载荷。 在工作环境的方面，因为按摩椅是在家中，所以工作环境很好，两种都可以。 综上所述，采取机构 2的结构进行对按摩椅的设计。 总体方案设计 总体尺寸设计 ： 机械按摩椅根据自身的结构特点，以及综合因素，合理的设计尺寸如下：长为450为 430为 760 按摩头设计 根据人机工程学，经过查阅相关的中医材料以及一些穴位知识，有肩颈背部的穴位图如 右图： 根据穴位功能确定按摩头位置， 设计颈部的两按摩头相距约 160设计背部的按摩头横向间距约 160向间距约为 230 总体设计方案 因设计按摩椅根据按摩头的旋转实现的捏揉按摩，故按摩头总体应采用圆饼造型，在其总体造型上的凸起部位或规则的边缘部位旋转使与人体背部和颈部的相互作用力起到的按摩效果。 但是，由于颈部与背部作用力不同，设计出的按摩头表面作用面也是不同的。如下图： 传动的设计 品牌： 品类型： 无刷直流电动机 型号： 数： 4级 额定功率： 定电压： 5V 额定转速： 1440r/品认证： 电机的选择 根据按摩椅的转速和结构要求，选择单头及双头的小功率直流电机作为驱动。电动机数据为下表所示： 按摩椅的 转 速 n ： 60 r/ 齿轮传动比范围41 齿i；蜗杆传动比范围4010 蜗i 电动机转速范围 600600蜗齿 d 故 所选电机的转速 符合 按摩椅的要求 。 传动的设计 传动比 蜗杆传动比 齿轮传动比 各轴转速 蜗杆轴 涡轮轴 从动齿轮轴 各轴输入功率 蜗杆轴 涡轮轴 从动齿轮轴 各轴输入转矩 蜗杆轴 涡轮轴 从动齿轮轴 传动系统的运动及动力参数 传动的设计 传动系统设计 蜗轮蜗杆设计 齿数 载荷系数 转矩 许用接触应力 分度圆直径 导程角 齿宽 圆周速度 相对滑动速度 当量摩擦角 当量摩擦系数 校核验算 蜗杆轴设计 转矩 圆周力 径向力 轴向力 垂直面反力 水平面反力 应力校正系数 校核验算 齿轮设计 齿数 转矩 需用接触应力 小齿轮直径 初步齿宽 圆周速度 精度等级 动载系数 齿间载荷分配系数 齿向载荷分布系数 区域系数 弹性系数 重合度系数 许用接触应力 齿形系数 应力修正系数 螺旋角系数 齿向载荷分布 许用弯曲应力 轴的设计 轴的设计步骤： （ 1）根据轴的工作条件选择材料，确定许用应力。 （ 2）按扭转强度估算出轴的最小直径。 （ 3）设计轴的结构。 （ 4）按弯扭合成进行轴的强度校核。 （ 5）修改轴的结构再进行校核计算。 （ 6）绘制轴的零件图。 轴的设计 蜗杆轴示意图 齿轮轴示意图 轴的设计 轴承的选用及校核 蜗杆轴的支撑方案是采用一端固定一端游动。固定端采用两个角接触球轴承，以承受蜗杆轴向力，轴径初选 7211动端采用一个深沟球轴承，只承受径向力，轴径初选 6202。 齿轮 轴为工作于普通温度下的短轴，故支点采用两端单向固定的方式，所受轴向力比较小，选用一对深沟球轴承，按轴径初选 6202。查手册 6202轴承主要性能参数如下 其他零件设计 齿轮盒固定轴承的位置从而起到固定齿轮组的作用，而本着减轻整个按摩椅重量的目的所以选料采用 部两个孔的位置由齿轮组轴的位置而确定，顶部延伸部位的孔的位置由链接按摩头的轴的位置而确定的，下方留孔用于颈部和背部的电线链接。 齿轮盒的设计 其他零件设计 颈部与背部连接部位的设计 由于被按摩者的身高有差别，使得背部按摩部分与颈部按摩部分的高度不是确定值，所以颈部与背部连接部位应该合理的设计为可伸缩的。 以伸缩杆的原理在内部设计为在金属杆的内部为底部大强度弹簧以及弹簧上方带多个凹槽的滑体，使其达到了控制其连接部位伸长缩短的效果。 其他零件设计 靠垫及坐垫的设计 基于人体舒适度及制作成本的考虑靠垫及坐垫的面料采用 以他不会变硬，变脆，从而比 从化学结构来说，它接近皮质面料，具有相当的强力和透气性，可提高人体舒适度，而又可以根据个人爱好，去选择它的颜色和花纹，使人体视觉上又有了很好的体验。 按摩椅工作部分外的地方全部填充柔软的 种填充方式使人体躺在按摩椅时的舒适度提高，能让人体完全放松下来。坐垫与靠垫的连接部分就采用外部面料直接连接，内部为分隔独立的两个部分，这样设计使按摩椅的造型不再单一，可折叠节省放置空间，也可使人坐着躺着多种姿势都可以被按摩到。 其他 设计 电路控制设计 电路总体设计方案 本 电路设计总共采用了 6路 路 键 下则启动； 于控制所有对应按摩头加热功能指示灯的启停； 本 电路是为了实现对电机控制及光电显示控制等，基于低成本效率高的产品设计理念，故通过三极管及 电路控制设计 整板电路图 电路控制设计 电路工作流程： 如上 电路由 2制
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