【JD049】多功能自动跑步机设计[机械部分]【机电一体化毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】

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多功能自动跑步机设计[机械部分]【机电一体化毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】.zip

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关键词：: 多功能自动跑步设计机械部分部份机电电机一体化毕业设计论文优秀优良通过答辩

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内容简介：: 江苏学院毕业设计（论文）任务书题目名称：多功能自动跑步机（机械部分设计）学院：机械工程学院专业：机械制造设计及其自动化姓名：宋小斌学号： 17号指导教师：二五年三月十四日一、毕业设计（论文）的目的与要求：设计一种多功能的自动跑步机，根据市场上现有的跑步机，在其原有功能的基础上进行改进，具备液晶显示、记时速度、距离、心跳、血压测量等功能技术指标： 1）要求具备计时、速度、心跳、血压、距离测量等基本功能 2）增加体重测量、定时提醒、新功能 3）进行装配、渲染，制作产品的宣传海报 4）外形设计宜人二、毕业设计（论文）的内容： 1）学习相关软件 2）查阅相关资料，进行市场调研，查找跑步机的相关资料 3）确定具体设计方案 4）设计零件图 5）使用软件画出零部件的三维实体图 6）装配零件， 7）生成工程图 8）制作新产品的宣传海报 (用三维软件进行渲染 ) 9）编写毕业论文三、毕业设计（论文）课题应完成的工作： 1）机械装配图 1 张（ 2）电器控制原理图 1 张（ 3）零件图 4 张（ 4）盘 1 张（包括跑步机机械零件实体文件、装配文件、说明书电子版） 5）外文翻译 1 份（ 3000 字，与设计内容相关） 6）毕业设计说明书 1 份（ 20000 字）四、毕业设计（论文）进程的安排：序号设计（论文）各阶段名称日期备注 1 收集相关资料开题报告 2 学习软件习相应软件的使用 3 确定总体方案确设计内容，参数 4 设计零件、绘制草图计 5 设计装配图配 6 生成工程图图 7 编写毕业论文成论文五、应收集的资料及参考文献 1 王三明主编京：机械工业出版社， 2005 2 邹慧君主编北京 1999 3 申永胜主编北京 1999 4 张伟社主编西北工业大学出版社， 2001 5 邹慧君主编高等教育出版社， 1998 6 赵松年主编 2000 7 杨家军主编华中理工大学出版社， 2000 8 张春林主编机械工业出版社， 1999 9 机械设计手册编委会 . 机械设计手册新版 2， 3 卷 , 机械工业出版社， 2004 10 卜炎主编册），机械工业出版社。 1999 六、任务执行日期自 2005 年 3 月 14 日起，至 2005 年 6 月 12 日止。学生（签字）指导教师（签字）系主任（签字）大学毕业论文开题报告论文题目：多功能自动跑步机（机械部分设计）学生姓名：宋小斌学号： 17 号专业：机械设计制造及其自动化指导教师：罗春阳老师 2005 年 3 月 15 日开题报告 1996 年之前 ,电动跑步机都是国外产品，进入家庭的大都是由自行车厂改制的生产厂制造的机械跑步机 ,国人对价格几万乃至十几万元的进口电动跑步机望而生畏。目前，生产电动跑步机的企业集中在长江三角洲、山东半岛及粤、闽沿海地区，总数约为 50 余家，其中具备规模的约为 15 家，而合资、独资企业约占50%。电动跑步机系机电一体化产品，采用汇编语言编程，用计算机控制，系国家鼓励的发展行业。该产品的发展带动了钢管制造、塑料制品、电子工业，电机工业等系列发展，使人们身体锻炼不受场地、环境、气候的制约，寓体育锻炼于休闲娱乐之中，全面提高国民身体素质。该产品制作过程中，无污染物及有害物质产生，外采购钢铁、塑料配件，电子元器件组装，是绿色制造产业。分析市场的广阔前景，由此设计一种多功能的自动跑步机，根据市场上现有的跑步机，在其原有功能的基础上进行改进，具备液晶显示、记时速度、距离、心跳、血压测量等功能技术指标： 1）要求具备计时、速度、心跳、血压、距离测量等基本功能 2）增加体重测量、定时提醒、新功能 3）进行装配、渲染，制作产品的宣传海报 4）外形设计宜人跑步机的基本功能就是构建一条运动的跑道（跑步带），跑道的运动方向与运动者的跑动方向相反，但速度必须自动保持一致，这样就使得运动者能够在原地进行跑步锻炼了。实现跑步机的功能，对跑步带的驱动与速度控制：通常使用直流电动机驱动，直流电动机通过半导体功率器件，使用脉冲宽度控制（式实现调速。设计（论文）的内容： 1）学习相关软件 2）查阅相关资料，进行市场调研，查找跑步机的相关资料 3）确定具体设计方案 4）设计零件图 5）制作新产品的宣传海报 (用三维软件进行渲染 ) 6）编写毕业论文设计（论文）课题应完成的工作： 1）机械装配图 1 张（ 2）电器控制原理图 1 张（ 3）零件图（ 4）盘 1 张（包括跑步机机械零件实体文件、装配文件、说明书电子版） 5）外文翻译 1 份（ 3000 字，与设计内容相关） 6）毕业设计说明书 1 份（ 15000 字）进度安排：收集相关资料开题报告学习软件习相应软件的使用确定总体方案确设计内容，参数设计零件、绘制草图计设计装配图配生成工程图图编写毕业论文成论文多功能电动跑步机（机械部分）摘要跑步机是家庭及健身房常备的器材，而且是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。专家们相信未来跑步机市场将以高价位产品为主导。低价位产品销售也不错，近几年价格已有上升趋势。注重生活时尚的消费者认为跑步机价格在 1000美元以上是理所当然的事。这些迹象表明，未来跑步机仍会持续增长。此次设计的任务为学习相关三维软件并使用软件进行电动跑步机机械部分的零件建摸，结构设计，产品的装配，和最后出产品的渲染图，发布产品的宣传海报。设计过程中使用了三维实体软件行了零件的实体建模，和总体结构的设计。设计包括支架，基架，滚筒，跑步板，跑步带等，设计中参考了国内外各品牌结构和样式，对传动机构进行了精确计算，而且设计中重点突出了减震系统的重要性和跑步板防静电的功能性，设计更为人性化，使跑步者能感受到跑步机的力量。由于跑步机的特殊性，安全问题更值关注，如何正确使用跑步机，和跑步机的保养同样重要。关键词：总体结构；传动机构；减震系统；跑步板；跑步机使用；多功能设计 he is on of in of it is of up as in in to to of is 000 in to on of in of is it to on by to of to of of of is to it is as as of - 1 - 目录绪论 . 错误 !未定义书签。第 1 章总体方案设计 . 错误 !未定义书签。基本功能 . 错误 !未定义书签。构造设计 . 错误 !未定义书签。功能原理的确定 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 2 章电动机类型与参数的选择 . 错误 !未定义书签。类型功率选择 . 错误 !未定义书签。技术参数 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 3 章传动机构设计 . 错误 !未定义书签。设计步骤及参数选择 . 错误 !未定义书签。多楔带带轮结构和尺寸选择 . 错误 !未定义书签。带传动的张紧装置的选择 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 4 章外型结构设计 . 错误 !未定义书签。基架的设计 . 错误 !未定义书签。支架的设计 . 错误 !未定义书签。前后罩 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 5 章前后滚筒 . 错误 !未定义书签。轴承的计算 . 错误 !未定义书签。轴结构的设计 . 错误 !未定义书签。强度计算 . 错误 !未定义书签。滚筒要求 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 6 章跑步板及跑步带设计 . 错误 !未定义书签。跑步板 . 错误 !未定义书签。跑步带 . 错误 !未定义书签。跑带调整：两个螺栓调整法 . 错误 !未定义书签。跑台润滑油的填加 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 7 章避震系统的设计 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 8 章多功能设计 . 错误 !未定义书签。扭腰盘设计 . 错误 !未定义书签。连接结构设计 . 错误 !未定义书签。旋转结构设计 . 错误 !未定义书签。仰卧起坐架的设计 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。第 9 章使用和维护 . 错误 !未定义书签。 - 2 - 跑步机的维护与保养 . 错误 !未定义书签。如何使用跑步机 . 错误 !未定义书签。小结 . 错误 !未定义书签。致谢 . 错误 !未定义书签。参考文献 . 错误 !未定义书签。 - 1 - 英文资料 s he in 996, of by to of of 993, of to it is of at up 994, of of in to by 995, at of of as of of ,000 in ,000, of Up to of 00,000 004 in 80,000, 3,600,000 2 E at is as in to of of s of of of t in of - 2 - is 0, it is 5 0%. is of it is of of is it by to do in in an In is u as in a of to is an in to in it t in of t a of of up in of is of of is is a of of to of is to by to be of s by of of go on at it to is it 0% in to in is by of of of of of is - 3 - of as , 0%, 0%, he of of it is we to it or we to to we is it go to we an or go It of of of to of of of is it to of us in is of at in a of of Do it in in or of a is we a 001, .s a on a in on of by at of of is to a to by in of is on s on of - 4 - of , of of is to in up to of of of of , to of 002, at in 2%, 6 1%; at in is 6%, 6 2%. to of In to s is or to on to of on to of in of A to of of of of in of in On of at of as to we is to on to to of of 300 is it is it of of to to on 003, to of in of of in - 5 - as an is of in is in on 2003, ,200 0% 0% 4 0 of of is 0 on s -2 of EM a of 0 up 0 is -8 a of to of in at of on A of to of at as is it of to of of to is it of to it is of No no he in of of of of in of to of of as of of - 6 - of in in as my or is it to is it to we in to is in in to by to of to at or of in of of as to of of t a t a of to of of as as be as of of a of In a of is in in of of of of in of to of to a - 7 - s is s - 8 - 电动跑步机行业呼唤中国名牌国产电跑第一家 1996 年之前 ,电动跑步机都是国外产品，进入家庭的大都是由自行车厂改制的生产厂制造的机械跑步机 ,国人对价格几万乃至十几万元的进口电动跑步机望而生畏。 1993 年以后，随着国际产业结构的调整，韩国企业向我国转移，首先是山东祥和集团公司利用该地区电机、控制电源生产的优势，于 1994 年组建了专厂，通过充实机加工能力，结合国内外信息，祥和集团于 1995 年生产出了全部为自制部件的家用电动跑步机，并于次年的南昌体博会上参展。被誉为第一个民族品牌的汇祥电动跑步机，当年产量达到七千台，销量达到五千台，开了生产国产电动跑步机的先河。通过不停的技术改造，到 2004 年达到了年产十万台的生产能力，同年销售跑步机值 9360 万元，销售收入 7200 万元，同时完成了欧盟证，并被评为山东名牌产品。汇祥电动跑步机为扩大生产规模，合理利用生产资源，先后为一些国产企业贴牌生产，极大地提高了电动跑步机的国产占有率，也为众多企业提供了发展样品，带动了整个行业的蓬勃发展。电跑 :小康生活的时尚健身产品目前，生产电动跑步机的企业集中在长江三角洲、山东半岛及粤、闽沿海地区，总数约为 50 余家，其中具备规模的约为 15 家，而合资、独资企业约占 50%。电动跑步机系机电一体化产品，采用汇编语言编程，用计算机控制，系国家鼓励的发展行业。该产品的发展带动了钢管制造、塑料制品、电子工业，电机工业等系列发展，使人们身体锻炼不受场地、环境、气候的制约，寓体育锻炼于休闲娱乐之中，全面提高国民身体素质。该产品制作过程中，无污染物及有害物质产生，外采购钢铁、塑料配件，电子元器件组装，是绿色制造产业。以胡锦涛为总书记的党中央大力倡导建设和谐有序的发展环境，电动跑步机的发展就紧贴这一主题，为带动行业结构调整发挥着重要作用。通过进入小康社会的国民收入提高，电动跑步机近年来也开始进入家庭，例如汇祥牌电动跑步机在中、小城市的销售量逐年增量超过 50%，许多富裕起来的城乡居民纷纷选择这一优越的健身方式，一大批人性化设计的跑步机正在问世，通过电子技术、计算机技术、制造设备工装的改造革新，其发展空间很大，是一种有可持续发展前途的产品。促进国民经济健康增长的三大要素为消费、投资、净出口。而电动跑步机的发展，在其中占有很大比重。随着国内恩格尔系数的不断降低，人们由衣食住行向提高生活 - 9 - 质量发展，电动跑步机将是国人健身的优选器材，因为，从国外的经验看，在电动跑步机上进行平衡锻炼已经成为时尚。从国民经济分类看，体育消费属第三产业，近年增速连续超过 10%，而且速度逐年加快。体育健身的消费拉动国民经济增长的份额必然会继续增加。这种健身消费涵盖较广，既有居民消费又有公共消费（如健身俱乐部等），它的消费增速超过 20%，其中，电动跑步机超过 40%，具有较强的发展势头。、知识产权与贸易摩擦知识产权之所以成为我国体育用品业的 “ 软肋 ” ，是因为我们对市场经济以及与体育产品相关的生产、发明、贸易、等知识的拥有、归属、转让的游戏规则以及相关法律、法规和信息知之甚少。一件体育器材或设备竟在不知道是哪国发明的，人家是否已经注册，注册了哪些内容的情况下，我们却生产和卖了多年。有的产品不仅款式、结构一样，连外观、颜色都十分相近，更可悲的是，由于对上述情况的漠视，我们还拿着自己生产的（实际上是仿造人家的专利产品）到该产品的诞生地去参展、销售，我们说，一件发明技术或专利产品都必须经历漫长而艰难的探索和研究，它凝聚了体育科研人员的智慧和心血，原发明者为此付出了超常的艰辛，理应受到社会的尊重和法律的保护。在我国市场一件已经获专利批准的产品被我们的厂家抄来抄去，毫无创新，这不仅严重的侵犯了人家的发明专利，也使我国体育用品业一度盛行的“ 拿来主义 ” 走入了误区。这样做，在较为封闭的计划经济体制下，可能少有人发现或追究，但在国门进一步打开的今天，我们必须为此而付出代价。 2001 年，我们一家参加美国超级展，样品刚一展出，就被人家以侵权为由，扣留了全部的产品，几经交涉和书面检讨，最终交了昂贵的罚款；今年，在德国体博会上，我们的另一家企业的展品又被认定侵权，对方得理不饶人，我们的企业认错、认罚都不放过，并当众对该企业百般羞辱，最后还是通过外交途径，使馆出面交涉，处理了此事。此类案件在我国市场、在我们企业的身上时有发生，不仅扰乱了市场的正常秩序，侵犯了权益人的利益，降低了 “ 中国制造 ” 的国际声誉，也损害了我国改革开放的公众形象。我国入世后，踌躇满志的中国品牌正力图抓住机遇，走出国门之际，西方发达国家对此及时做出了战略性防御，对我国体育用品设置了包括技术、标准、绿色环保、动植物保护、反倾销、知识产权以及社会责任等道道壁垒，用极其刻薄的条款封杀、阻挡同类产品的进入。与此同时，他们还使出了三道 “ 杀手锏 ” ，一是加大了对产品专利技术的注册力度。 2002 年，在我国授权发明专利中，国内占在技术含量较高的职务发明中，国内占而国外占二是加强对我国市场的监视。为维护其自身的形象和利益，打击竞争对手，境外品牌派专职或雇佣人员，但大多数还是利用全国开设的销售网点，对我国市场进行全方位的监视。他们以调研市场为名，对商品类别、销售结构、产品价格以及消费者需求进行调查。最主要的是调查同类产品中各类的侵权行为，包括产品设计、外观、 - 10 - 内部结构、企业标识及各种数据等，然后将图片、实物及文字资料及时汇聚于公司决策层。目前在我国不尽规范的市场上，各类假冒、侵权现象严重存在，他们一旦时机成熟，便会重拳出击，决不手软，对此我们必须高度警惕。三是加大对海关保护备案申请工作。境外品牌力图通过这种途径来解决从境外流入和从境内出口到国外市场的假冒伪劣产品， 2003 年有国内外 1300 多份备案申请涉及品牌数千种，通过了全国所有关口的联手保护，成效显著。由于我国体育用品在价格上的绝对优势，使国际贸易中摩擦不断，主要体现在反倾销。以运动鞋为例，我国是世界上运动鞋制造大国，由于国内市场容量有限，绝大部分靠出口， 2003 年，出口约 32 亿双。耐克鞋全球销售 60%为中国生产，美津浓鞋全球销售 90为中国制造，世界制鞋大国西班牙有 14 个运动鞋厂，中国制造的运动鞋每年进口 7000 多万双，该国市场上每双普通运动鞋价格在 20 多欧元。而中国制造的同等质量的运动鞋售价 3 2 欧元。在务中，我国加工一双较好的运动鞋利润约在 3 美元左右，加工一支羽毛球拍 1 2 美元，制造一支有 70 多个零件组成的气枪利润在 10 美元左右，加工一套高档的运动服在 7 8 美元左右。然而这些中国制造的产品一旦贴上世界名牌的标识，就会身价十至几十倍。中国同时还是世界上纺织大国，保护期结束后，全球纺织品服装配额取消，我国的运动服装将在国际市场赢得更大的发展空间。大量的物美价廉 I 目录绪论 . - 1 - 第 1章总体方案设计 . - 2 - 基本功能 . - 2 - 构造设计 . - 2 - 功能原理的确定 . - 3 - 小结 . - 3 - 第 2章电动机类型与参数的选择 . - 4 - 类型功率选择 . - 4 - 技术参数 . - 4 - 小结 . - 5 - 第 3章传动机构设计 . - 6 - 设计步骤及参数选择 . - 6 - 多楔带带轮结构和尺寸选择 . - 9 - 带传动的张紧装置的选择 . - 11 - 小结 . - 12 - 第 4章外型结构设计 . - 13 - 基架的设计 . - 13 - 支架的设计 . - 14 - 前后罩 . - 15 - 小结 . - 16 - 第 5章前后滚筒 . - 16 - 轴承的计算 . - 16 - 轴结构的设计 . - 17 - 强度计算 . - 18 - 滚筒要求 . - 19 - 小结 . - 20 - 第 6章跑步板及跑步带设计 . - 20 - 跑步板 . - 20 - 跑步带 . - 21 - 跑带调整：两个螺栓调整法 . - 21 - 跑台润滑油的填加 . - 22 - 小结 . - 23 - 第 7章避震系统的设计 . - 23 - 小结 . - 24 - 第 8章多功能设计 . - 25 - 扭腰盘设计 . - 25 - 连接结构设计 . - 26 - 旋转结构设计 . - 27 - 仰卧起坐架的设计 . - 28 - 小结 . - 29 - 第 9章使用和维护 . - 30 - 跑步机的维护与保养 . - 30 - 如何使用跑步机 . - 30 - 小结 . - 31 - 致谢 . - 32 - 参考文献 . - 33 - - 1 - 绪论跑步是目前国际流行并被医学界和体育界给予高度评价的有氧健身运动，是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式，也越来越受到大家喜爱。户外长跑曾经是大众最喜闻乐见的运动形式，沿着林荫道呼吸着早晨清新的空气，听着枝头的鸟鸣，既能愉悦身心，又可锻炼体魄。只是随着都市的大气变得污浊，生活节奏变得紧张，户外长跑变得不那么流行了，而跑步机则成了时下健身最热门的健身器械。跑步机不仅可以让我们免受汽车尾气之苦，也使我们可以选择自己方便的时间随时锻炼。电动跑步机，又名电动跑台，是多年来国际流行的大众健身器材，通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。由于电动跑步机上的电子辅助装备功能非常多，锻炼者可体验不同的跑步环境，如平地跑、上坡跑、丘陵跑、变速跑等，个人可以根据自己的锻炼目的进行锻炼。跑步机在健身者运动时能显示出跑步时的速度、时间、心率、热量、节拍、距离等指标，使健身者能够随时根据自身的身体状况调节训练强度。跑步机双面宽厚的跑带带给您草地般舒适感觉，马力强劲的电机带给您澎湃恒久的动力，灵敏的控制器配合芯片使您在跑步过程中随心所欲，坚固的钢架以及防爆冲装置使您的安全尽在掌握。电跑使您在繁忙的工作之余仍然可以尽享运动的乐趣 . - 2 - 第 1章总体方案设计基本功能跑步机的基本功能就是构建一条运动的跑道（跑步带），跑道的运动方向与运动者的跑动方向相反，但速度必须自动保持一致，这样就使得运动者能够在原地进行跑步锻炼了。实现跑步机的功能，对跑步带的驱动与速度控制：通常使用直流电动机驱动，直流电动机通过半导体功率器件，使用脉冲宽度控制（式实现调速。构造设计多功能电动跑步机主要由机架、电动机、可调电源、跑步皮带及仪表控制盘组成，其特征在于框架与支架垂直连接，前轴与后轴分别装在框架的两端，前滚筒与后滚筒分别用轴承套装在前后轴上，跑步皮带张紧绕装在前后滚筒上，跑步皮带下装有支撑跑步板，从动皮带轮紧装在前滚筒的一端，电动机、可调电源 ,安装在框架的前端，控制传感器装在电动机上，速度传感器安装在紧靠在从动皮带轮的框架上，皮带调节螺栓一端连接在电动机外壳的孔板上，另一端连接在焊接于框架前端的孔板上，跑步机扶手架安装于支架的顶端，仪表控制盘安装于扶手架上。传动方式采用带传动机构，传动级为一级。同时在支架上安有扭腰盘和伏地挺身架使机器实现其多功能性。 - 3 - 功能原理的确定目前市场上比较常见的有传统跑步机和电动跑步机两种。传统跑步机，俗称“被动式跑步机”。是我国上世纪 80年代从国外引进健身观念时、为适应当时国情而开发的具有“中国特色”的过渡产物。它的动力来源是使用者通过自身臂部、膝部、踝关节的活动，推动跑步机而产生的运动。速度由运动者自己控制。这种运动方式，表面上看起来似乎能消耗更多的能量，但其造成的运动伤害也要比在大自然中跑步高出数倍。据北医三院运动医学专家林共周博士解释：在马路上跑步，每跑 1000 米，每只脚就得撞击地面约 1000 次左右。而在传统跑步机上跑步，人体除自身重量产生的震荡外，脚踝、膝部和臀部的肌肉，特别是肌腱，还要额外承担向后的扭力来确保跑带向后运动。由于扭力过度集中在韧带、关节等几个关键受力部位，更容易使受力部位肌腱组织产生慢性疲劳，造成损伤。很多传统跑步机使用者，发现自己越是认真锻炼，腿部就越跑越粗，关节也越练越没有力气。传统跑步机并不适合患有脊椎软骨突出、膝关节炎、踝关节扭伤、骨肌腱炎、以及足底筋膜炎的人，因为长期的跑步可能会加重慢性扭伤的情形或加速膝关节的老化。电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，这种跑步机能减轻传统训练对关节的冲击，避免运动受伤，比自然跑步有明显的优势。跑步时后脚跟先着地，顺着跑带方向运动。手脚模仿跑步的动作，前后挥动，从而使全身肌肉得到均衡的锻炼。由于跑带的运动方向与脚步移动的方向一致，韧带部位的扭力就抵消了，跑起来非常舒适。康复者、儿童、老年人也可以保持身体平衡，从而集中精力安心锻炼。如果增加运动量，可以加快舞动手脚的速度。用电动跑步机能消除关节的负载，不但能减肥健身，还有益于受伤后身体的恢复。它通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。由于被动地形成跑和走，从动作外形上看，几乎与普通在地面上跑或走一样，但从人体用力上看，在电动跑步机上跑、走比普通跑、走省去了一个蹬伸动作。正是这一点使每一个在电动跑步机上走跑的人感到十分轻松自如，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、跑为多。另外，由于电动跑步机上的电子辅助装备功能非常多，可体验不同的跑步环境。小结电动跑步机就是构造一条运动的跑带，使运动者在原地进行跑步锻炼。 - 4 - 第 2章电动机类型与参数的选择类型功率选择当人在跑步机上跑步或走路时，跑步机所承载的重量是人体重的马力就是在这样的载重量下，还能满足并维持所选择的速度，让人可以在跑步机上走跑自如的驱动力。通常跑步机一个马力大概可提供 5060公斤的承载重量，但跑步带面积大小也和跑步机马力有相当直接的关系，跑步机的马力越大，可以带动的跑步带面积也越大，所以衡量效率及安全性后，一般建议，家用跑步机合宜的持续( 力应该至少力以上，如果家人的体重有超過 80 公斤，則力以上的跑步机。此跑步机设计标准为 100公斤，则电动跑步机用电动机永磁直流电动机该型电动机系大功率跑步机中配套的专用驱动元件，经一定的电磁、结构派生处理也可适用于相应的机械装置中作为驱动元件。该电动机显著的特点：具有转速精度高，当人在跑步机上运动时，是一个冲击负载，该机在这种冲击负载作用下一转不差，保持同步转速，如同在平地上一样感觉。表现在调速方便（可无级调速），调速范围宽，低速性能（启动转矩大），运行平稳，噪音低，效率高。技术参数型号 6 电压 220 率 P 电流不大于速 3400 7% 转向逆时针绝缘等级图 2电动机外型图 72 - 5 - 电动机特性曲线：表 2电动机特性曲线小结跑步机属于健康器材类产品 ,由于跑步机驱动电机必须满足各种体重的人来使用健身 ,减肥瘦身 ;如果是减肥瘦身的人来使用 ,因为身体较肥胖 ,跑不快 ,因此驱动电机的低速必须转矩大才能使用健身的人跑步快 ,但是重量轻 ,因此高速时的转矩需求较小 ;跑步机必须满足家庭成员每一个人都能使用 ,因此调速范围要宽广 ,低速转矩要大 ,才能满足不同重量的人 . 目前跑步机使用的驱动装置以直流有刷电机为多 ,优点是价格便宜 - 6 - 第 3章传动机构设计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，具有过载保护作用设计步骤及参数选择初始条件：选择电机为专门为跑步机生产的永磁直流电动机，传动功率 P=动轮转速为 400r/动比定为 i=于多楔带适于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合，特别能适应带轮直径小的传动，所以择之。以下计算过程所用到的表和图来源：卜炎主编 . 机械传动装置设计手册（上册），机械工业出版社，1999 1、确定设计功率 d （ 3 工作情况系数，根据跑步机使用的特性，选择每天工作时间 10 小时，载荷变动小。表 8d=、带型号的选择对于多楔带的型号可根据设计功率小带轮转速 400r/图8 21选取 ,选 3、确定带轮直径效直径）小带轮有效直径：由表 80表 8带轮有效直径 : 小带轮节圆直径 e=*6表 8 e=带轮节圆直径 *7mm e=67表 8 3、计算带速 v - 7 - v= （ 60 1000） m/s （ 3 注意： v 离心力、离心应力单位时间内的应力循环次数 N v P=F v/100可知， P 一定时， F 张紧力一般 25 m/s，最大 30 m/s，在 8 15 m/V= *36*3400/60*1000=0m/s,合适 5、初定中心距心距的大小对带传动的影响： a 结构大由于载荷变化引起带的颤动掉带 a 带的长度在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数 N 愈多，会加速带的疲劳损坏；当传动比角对于心距 2（（ 3 193 初定 50、确定带的有效长度 /2（ +(*150+表 8 50、计算实际中心距 a 中心距的变动范围考虑安装调整和补偿张紧力的需要（如胶带伸长而松弛后的张紧），尚需给中心距留有一定的调整余量。由表 8, . a=2 = 、计算小带轮包角 - 8 - 1 -（ /a =、带每楔所传递的额定功率及其增量由带型， 400r/算的 i=2, 400r/表 8 0、计算带的楔数由表 8 = =表 8=12 11，有效圆周力 Pd/v*103 =03 =260N 12作用在轴上的载荷为设计轴和轴承，需确定带传动作在轴上的力 60*楔带带的选择 - 9 - 图 3多楔带根据计算跑步机传动机构选择 12多楔带带轮结构和尺寸选择要求质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细加工（表面粗糙度一般为以减少带的磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为速较高时宜采用铸钢（或用钢板冲压后焊接而成）；小功率时可用铸铝或塑料。结构设计带轮由轮缘，轮辐和轮毂三部分组成 1）实心式：带轮基准直径小于 3d(时 2）腹板式：带轮基准直径小于 300 350 3）轮幅式：带轮基准直径大于 300 350 - 10 - 带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径选择结构形式，并根据带的型号及根数确定轮缘宽度，根据带的型号确定轮槽尺寸则小带轮 D=带轮 D=63 选取腹板式小带轮随电机一起购买。规格：跑步机大带轮要求带轮每毫米有效直径的轮槽轴向圆跳动公差值为最大允许值为距 e=槽角 =40o 楔顶圆角半径小值为底圆弧半径验用圆球或圆柱直径 2N 最大值效线差公称值 e=间直径差值最大 2。。带轮宽 =11* =- 11 - 带传动的张紧装置的选择传动中心不可变时，采用张紧轮传动中心可调时，采用滑轨 +螺旋或者浮动轴。表 3本跑步机中心距是可调的： a=2 = 围在间，则通过螺栓的前后移动来调节电机的前后移动，从而实现带的调紧和放松。 - 12 - 小结多楔带适于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合，特别能适应带轮直径小的传动。 - 13 - 第 4章外型结构设计基架的设计为了保证整个系统的稳定性和减震系统的有效性，基架全部采用焊接结构。基架的设计是整个设计的基础，也是其他设计的基准。支架，滚筒的选择，以及前后是依据基架的尺寸和形状设计的，所以设计开始首先考虑基架的设计，进行样式，结构，还有尺寸的确定。主要是通过调研，看现有市场上的跑步机的基架结构的流行设计，在此基础上进行自己产品的开发，少走弯路，紧跟市场，在尺寸的确定方面参考了人体运动工学推算， 45 带面积，以此保证给人以足够的运动面积，为主要数据展开对基架的设计，再考虑电机的尺寸，传动机构带传动的中心距离，电机的安装，前后滚筒的位置，及传感器安装位置的预留等等，设计了上图的基架，在设计中特意将两边框设计了足够的宽度，以此为锻炼过程中短暂的休息提供两脚踩放的位置，另外也为万一跑步机失灵发生意外，人可快速两脚分开脱离旋转的跑带，提供足够的安全踩放位置。图 4基架 - 14 - 支架的设计支架设计分为上下两部分通过插拔的形式安装和拆卸，目的是包装时节省空间，材料采用空心钢管，连接为焊接，保证稳定性。支架包括扶手，仪表安装辅助支架，扭腰盘连接处等，仰卧起坐架直接焊接于辅助连杆上。与基架的连接采用螺栓连接，方便位置的调整和拆装。底部安有橡胶垫和尾套，保证平衡，最重要的是实现减震的二级缓冲。图 4上支架 - 15 - 图 4 下支架图 4总支架前后罩旋转传动机构必须与执行机构隔离，保证安全性，同时为了技术保护和美观，前 - 16 - 后罩使用观，有质感，能起到有效的防护作用。设计基准为基架，通过螺钉与基架连接，方便安装和维护维修。图 4前罩图 4后盖小结整个结构的设计用美国行三维的实体设计，使设计简单化和设计化，可以把工作的精力都放在设计上而不是复杂的制图上。第 5章前后滚筒轴承的计算 - 17 - 轴承类型：深沟球轴承，轴承代号： 6301 轴承参数：轴承内径： 12，轴承外径： 37，轴承宽度： 12，额定动载荷： 7480，额定静载荷： 4650，极限转速： 22000，润滑方式：脂润滑。工作参数：径向载荷：向载荷： 0，使用寿命： 30000，工作转速：荷系数：计算结果：当量动载荷：量静载荷：算寿命： 16950 轴结构的设计滚筒轴属于固定心轴只承受弯矩 M 0；不承受扭矩 T=0；轴的毛坯一般用圆钢或锻件。结构设计应满足的基本要求 1、轴与轴上零件应具有准确的工作位置定位要求 2、轴上零件应易于装拆和调整安装调整要求 3、轴上零件的固定应牢固可靠紧固要求 4、轴应具有良好的制造工艺性工艺要求 5、应尽量减少应力集中提高疲劳强度的要求轴的各部分结构名称制造安装要求为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯轴。为使轴上零件易于安装，轴端和各轴段的端部应有导角轴的形状和尺寸力求简单，以便于加工轴上磨削的轴段有砂轮越程槽；需车制螺纹的轴段，应有推刀槽；轴的材料轴常在交变应力的作用下工作，其材料的要求是：强度高、刚度好、应力集中的敏感度小，抗疲劳，加工性能好，有的轴表面要求也较高。轴的材料主要采用中碳钢 35或 45钢和合金钢 200 最常用的是 45#钢（含碳量，它具有较高的综合机械性能。此设计采用 45#钢。 - 18 - 轴的设计包括两个方面：结构设计：使轴具有合理的结构形状，良好的加工工艺性。强度计算：保证轴在载荷作用下不致断裂或产生过大的变形。轴的结构设计轴的端部应有 45 度倒角，以便安装时对中，防止锐边划手。轴的结构设计主要根据以下几个方面：轴上零件的配置；轴上零件的固定；轴上零件的装拆；轴的加工工艺性。轴上零件的固定可分为两个方向：周向固定：传递扭矩和运动。采用过盈配合（轴承内圈）、轴向固定：防止零件在运转时产生轴向移动。采用圆螺母图 5 滚筒结构强度计算由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用上式时，应取 T=0。由于是固定心轴，考虑启动，停止等影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力。所以固定心轴的许用应力应为。最大弯矩 M=*300=弯截面系数 W= *4 =2*10强度 =M/W=81/( *4)=81/2*100料采用 45号调质钢许用弯应力为 102 40 102 则通过设计能承受足够的工作强度。 - 19 - 滚筒要求主动滚筒的外圆全跳动小于动滚筒的外圆全跳动小于筒均采用洁度达到下。滚筒均有防静电处理。滚筒外部经防锈处理。图 5前滚筒 - 20 - 图 5后滚筒小结滚筒要求做动平衡调节、动平衡精度高，噪音低。图 5滚筒的动平衡调节第 6章跑步板及跑步带设计跑步板电动跑步机的跑步板，它由基板以及覆盖在基板上或上下两个表面的导电耐磨层构成。导电耐磨层既可长期承受跑步带的摩擦，使用寿命高；又可随时将摩擦产生的静电荷通过底座导出，避免静电对人体的不舒感和对跑步机造成的损害。基板由高密度或中密度纤维板制作，也可由其它材料制作。使用高密度或中密度纤维板时，强度较高、重量较轻，成本较低，效果较好，本身也提供一部份的吸震功能，导电耐磨层可以在基板上喷涂导电耐磨涂料固化制成，也可以在基板上复合耐磨金属板制成。导电耐磨涂料层工艺较简单，成本也较低。复合耐磨金属板则更牢固。复合耐磨金属板为复合铜板时效果更好，更耐磨。 - 21 - 跑步带跑带要求双层粘合跑带，具有高传导性，跑步带国际防滑型，运动时安全可靠跑步机，其实就是提供一个跑步的面积，所以绝对要在乎跑步带面积的大小，左右宽度及前后长度都要够，否则无法自然迈开步伐，跑起來弯扭不顺畅，更容易跌倒。根据人体运动工学推算， 45 ，应是一个合宜的参考面积，然后再依个人的实际条件做增减。有不少厂商生产加码跑步机，跑台加宽，左右踏条增大，以营造物超所值得虚胖假象，但最重要的跑步带面积并没增加；所以焦点要放在跑步带面积上。理论上來说，在相同的马力条件下，如果跑步机所能提供的跑步带面积越大，且整台实际的占地面积越小，应是较佳的设计。跑带调整：两个螺栓调整法图 6带的调整如果跑带偏向左边，先取出钥匙，拔下电源插头。使用六角螺母扳手，以顺时针方向旋转跑台左后侧的滾筒调整螺栓四分之一转，还有以反时针方向旋转跑台右后侧的滾筒调整螺栓四分之一转。勿过度锁紧跑带。完成后，插入跑步机的电源插头与钥匙，让跑带运转几分钟。重复本段动作，直到跑帶位在中央位置。如果跑带偏向右边，先取出钥匙，拔下电源插头。使用六角螺母扳手，以反时针方向旋转跑台左后侧的滾筒调整螺栓四分之一转，还有以顺时针方向旋转跑台右后侧的滾筒调整螺栓四分之一转。勿过度锁紧跑带。完成后，插入跑步机的电源插头与钥匙，让跑带运转几分钟。重复本段动作，直到跑带位在中央位置。 - 22 - 图 6带左右偏调整方式要增加跑带的张力时，先取出钥匙，拔下电源插头。使用六角螺母板手，以顺时针方向旋转跑台后侧的两个滾筒调整螺栓各四分之一转。跑带张力适当时，应该可以将跑带的任何一边移离跑台 3 不能过度锁紧跑带。完成后，插入跑步机的电源插头与钥匙，让跑带运转几分种。重复本段动作，直到跑带张力适当为止。要减少跑带的张力时，先取出钥匙，拔下电源插头。使用六角螺母扳手，以反时针方向旋转跑台后侧的两个滾筒调整螺栓各四分之一转。跑帶张力适当时，应该可以将跑带的任何一边移离跑台 3 不能过度锁紧跑带。完成后，插入跑步机的電源插头与钥匙，让跑带运转几分钟。重复本段动作，直到跑带张力适当为止。图 6带张力大小调整方式跑台润滑油的填加 1、减小跑步带和跑步板之间的摩檫力，保护跑步板表面的耐磨涂层，延长跑带、跑板的使用寿命。 2、减少跑步机的电能消耗。 3、让用户在运动时更流畅。品质要求： 1、耐高温。 2、黏度高。 3、不易挥发。使用方法： 1、掀开左侧跑步带，将润滑油沿跑步带方向倒在跑步板上，控制用量为 10 2、右侧同左侧一样操作方法。 3、将跑步机通电运转在 3 站上去随着跑步带一起运动，用脚有意识的踏压跑步带下涂有润滑油的区域，使其在跑步板上散布均匀。使用频率： - 23 - 6个月加注 1次润滑油注意事项：不可过量使用，防止摩檫力太小后跑步带和传动滚筒之间打滑影响正常使用。图 6步板和跑步带小结跑步板和跑步带的设计是设计的重点，不光要提供一个宽敞舒适的跑步平台，还得考虑之间的摩擦问题，还有摩擦产生的静电问题，尽量通过细节的设计，提供一个真正的健康的锻炼平台。第 7章避震系统的设计跑步的 “头等大事 ”就是要保护好膝盖跑步鞋具有缓冲减震的效果就是这个道理。使用跑步机比起在户外路跑最大的好处是：跑步机它提供了避震效果，大量消除每一步伐的反作用冲击力，保护了膝盖关节。跑步机的避震方式采用具弹性的橡胶垫将跑台和底座框架垫隔开，使跑台成悬吊状态，进而产生吸收震动的功能而达到避震的效果。因此避震效果是否可以有效的展现发挥，完全得看跑步机的基座結构是否牢靠稳固。所以采用了足够牢固的钢材规格，结构撑架以焊熔连接，没有采用螺栓，在基座结构上再加上橡胶垫和橡胶尾套，使整个基架又对力产生一个缓冲，实现二级缓冲！本设计中跑步板采用高密度纤维板，本身也提供一部份的吸震功能，但厚度至少需有分以上，以确保在吸震同時，不因冲击而龟裂，另外在使用时可在跑步机的支撑点下，加铺具有弹性的铺垫，以增加避震效果。 - 24 - 现在高级跑步机的最大卖点之一就是避震系统，所以设计和改进跑步机避震系统首当其冲，是设计思路和技术攻克的重点。 “ 太空 ” 牌跑步机减震系统设计相当敏感，站上跑步板，它会自动测出你的体重，根据数据，机器自动调整适合你的减震指数，避免膝盖受伤。健身器目的是锻炼身体，好的避震系统是跑步机的保障，如果没有对力的多重缓冲，跑步机就成为了跑步的隐型杀手，在不自觉中会损伤关节，而设计独特的避震系统能给锻炼者带来草地般舒适感觉，使在跑步机上的运动真正成为一种享受。图 7图 7座减震小结减震系统的设计，是电动跑步机的必需，减震系统的设计和考虑程度决定着所设计跑步机的档次。高档跑步机可以根据体重自动调节减震系数。 - 25 - 第 8章多功能设计扭腰盘设计 - 26 - 图 8腰盘【特点】：采用磁铁制成，抗冲击强度高，密度小，便于运输，完全可以替代铸件，表面光洁度好，不用喷涂，可节省费用 3，重量仅是铸件的 1/7，从运费上可节省 6/7，采用此产品综合成本效益可降低 40% 盘面突起直指病理反射区穴位，在扭腰同时进行脚底按摩。附有磁铁，有足疗作用。身体随着转盘扭动，使腰部、跨部得到充分锻炼，瘦腰美腿、保持身材。通过磁疗，把磁波传列到人体，在细胞内发生旋涡状的二次电流，排除多余脂肪及毒素。增强血液循环，健美强身两不误。连接结构设计设计直径为 250过长杆与支架相连，用时把铁销把出，旋转放在皮带上方，即可使用，锻炼完毕旋转折叠，插上铁销，则扭腰盘依附与支架上，可以进行别的项目的锻炼。 - 27 - 图 8扭腰盘支架旋转结构设计此扭腰盘选用单向推力轴承和深沟球轴承配合完成对轴转动的的支撑。单向推力轴承计算：轴承类型：单向推力球轴承 (50000)，轴承代号： 51104 轴承参数：轴承内径： 20，轴承外径： 35，轴承宽度： 10，额定动载荷： 11000，额定静载荷： 19800，极限转速： 6700，润滑方式：脂润滑工作参数：径向载荷： 0，轴向载荷： 1000，使用寿命： 3000，工作转速： 20，载荷系数：算结果：当量动载荷：量静载荷：算寿命： 833350 深沟球轴承只是简单起个轴向固定和保持轴位置的固定的作用。图 8腰盘旋转机构 - 28 - 图 8腰盘折叠图仰卧起坐架的设计根据美国医疗协会报导 ,做仰卧起坐对人体新陈代谢有绝对的帮助 ,其可增进肺部运动量因而提升免疫力。此设计结构简单，与支架焊接在一起，平稳坚固、使用简单，属于很大众化的设计，对强化胸部、腰部大小肌肉，消除腹部赘肉最有效，在锻炼中与跑步配合，使跑步机不再成为乏味的单一运动器械，而且结构位置丝毫不影响跑步带锻炼。 */ 图 8仰卧起坐架 - 29 - 小结多功能的设计表现在两方面，一个是通过程序的设计，设计不同的模式使锻炼者可以进行不同程度的锻炼，另一个是添加附属器件，比如此设计中扭腰盘和仰卧起坐架，但是不是功能越多越好，必须考虑彼此不影响，保证锻炼的准确性。 - 30 - 第 9章使用和维护跑步机的维护与保养 1、在您第一次或定期使用本电动跑步机时，请用润滑剂涂在跑步带的内表面，以减少相互间的磨擦阻力，减轻电动机的负荷。 2、经常在跑步机的各部位用干净的抹布清洁，除灰尘，以维护各零件正常运转的性能。 3、定期地使用一滴或二滴润滑油在辊轴轴承上，以保证轴承较好的滚动性能。 4、定期地检查跑步机的各个螺钉、螺栓及螺帽，若有松动，请立即用工具锁紧固定。如何使用跑步机 1 在练习跑步机之前，准备活动比较简单，主要做一些腿部肌肉、关节的准备活动就可以了，比如侧压腿、活动脚腕等。 2 如果想要跑步机练习变得活跃、丰富起来，可以将跑步机放置在电视机前，一边看自己喜欢的电视节目一边练习，或在练习时一边听自己喜欢的音乐一边练习也可

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