机械设计发明：双人健身机说明书

AGE 121 现代设计方法大作业现代设计方法大作业 双人健身机双人健身机 AGE 121 目目 录录 第一章第一章 概述概述 2 1 1 设计背景 2 1 2 本设计的独特优势及分析 2 第二章第二章 作品说明书作品说明书 3 2 1 作品简介 4 2 1 1 作品结构 4 2 1 2 作品使用方法 4 第三章第三章 参数计算参数计算 5 3 1 传送系统属性 5 3 2 传送速度的计算 6 第四章第四章 作品的成本计算及其推广作品的成本计算及其推广 11 4 1 成本计算 11 4 2 作品的推广 11 结束语结束语 12 参考文献参考文献 12 AGE 121 第一章第一章 概述概述 1 1 设计背景 设计背景 随着当今社会的飞速发展 经济生活也在不断提升 人们为了跟上时代的发展 人们都在通过各种途径充实自己的知识 只为自己能够拥有更好的工作条件 每天 都在不断地忙碌 使得人们没有时间到运动场做运动 有些地方甚至没有提供运动 的场所 家庭成员之间 朋友之间的交流也在不断地减少 而长期不运动或者亲属 之间的不交流会导致许许多多的的家庭问题 朋友之间缺少沟通会导致亲友之间的 亲密感慢慢变淡 久而久之就会成为见面只打招呼的熟人 当前市场上可供双人同时运动和交流的室内机械设计几乎没有 更多的机械设 计产品只针对单人运动而设计 而这一届的全国大学生机械创新设计大赛的主题 幸福生活 今天和明天 内容为 休闲娱乐机和家庭用机械的设计和制作 为我们设计小组提供了一个创想的空间 想要拥有一个幸福的家庭生活 家庭成员 之间就要有一个交流的空间和媒介 而家庭休闲娱乐运动的器材可以用跑步机 但 是跑步机是单人运动机械 还需要电动 而又有什么可以代替电动呢 对了 用自 行车带动代替电动 既可以双人一起运动 又可以交流 由此 一项创新设计发明的大概轮廓初现我们的脑海 用改装的自行车带动跑 步机的双人健身机应运而生了 1 21 2 本设计的独特优势分析本设计的独特优势分析 总结以往跑步机的不足 经过多方面的改进与完善 我们的设计形成了自己 独特的优势 1 满足双人同时跑步运动 该跑步机通过自行车传动跑步机 能满足双人同时运动 避免了停电条件下无 法使用跑步机以及安全 节能问题 2 实现边运动边交流 AGE 121 该设计的独特之处在于实现两人运动锻炼交流两不误 使两人间默契得以加强 促进家庭和谐生活 3 坡度设计 该跑步机设计角度为 15 度斜角 可以轻松增加运动量 可满足不同需求运动 量 4 性价比高 该健身器的竞争优势还在于性价比非常高 超低的价格 优良的品质 第二章第二章 作品说明书作品说明书 2 12 1 作品简介作品简介 2 1 12 1 1 作品结构 作品结构 作品结构图如下 此双人健身机 展开长 190cm 收起长 116cm 宽 60cm 高 116cm 总质量为 AGE 121 30kg 主要由机械式跑步机 传送带 自行车等部分组成 跑步机可以单独运动 传送带可以实现双人运动 即自行车带动机械式跑步机 使跑步机的运动更加的平 稳 2 1 22 1 2 作品使用方法作品使用方法 双人健身机的突出特点是健身不受环境限制 简单易学 男女老少皆宜 对人 体肌肉 骨骼以及改善人的心脏血管机能等都有良好的效果 目前 市场上双人健 身机比较少 双人健身机的特点是自行车运动通过传送带带动跑步机使人以不同的 速度被动的跑步或走动 科学性和指导性比较强 1 在确认跑步机安装好以后才能使用 即使在家中练习跑步机 也要穿运动装和 2 运动鞋进行练习 不要光脚练习 3 跑步前请热身 3 到 5 分钟 如关节运动 慢走 4 在练习的过程中 最好每 15 分钟就补充一定的水分 但不可太多 不要在跑步 机上进行倒走练习 5 训练强度不宜过大 不一定非要练得大汗淋淋 这样的效果并不见得就好 患 有心脏疾病或高血压的朋友更不宜大运动量使用跑步机 室内空气要保持畅通 空调不宜开得过高 6 如果是为了减脂而练习跑步机 可在练习期间配合腹部力量训练 如仰卧起坐 等 7 双人健身机为室内健身器材 请勿室外使用 若在阳台使用 务必防雨防暴晒 摆放场所要干净平整 7 锻炼时不能穿太长 太宽松的衣服 以免衣服挂到跑步机上造成安全事故 建 议穿有胶底的跑步鞋或健身鞋锻炼 8 当你使用双人健身机进行双人锻炼时 请勿站在跑带上启动 启动前你可以站 在跑带两边的修饰边上 等跑带开始运动之后再在跑带上运动 启动速度不宜过大 不要试图跳上快速运动的跑带上 以免造成安全事故 9 双人健身机在使用时 请勿让小孩和宠物靠近 以免发生意外 未成年人及老 人运动时需有成年人在旁陪护 10 速度不宜过快 健身时间不宜过晚 AGE 121 11 健身后要有适当的放松活动 12 健身活动不要在饭后进行 13 妇女在经期 孕期 产后两个月尽量不要进行健身跑 15 少年儿童健身最好有成年人进行指导 严格控制运动量 避免过度疲劳 影 响发育 第三章第三章 参数计算参数计算 3 1 传送系统属性传送系统属性 1 此双人健身机 展开长 190cm 收起长 116cm 宽 60cm 高 116cm 总质量为 30kg 大齿轮的直径 D1 18cm 飞轮的直径 D2 7cm 大齿轮与飞轮的中心 距为 L1 37cm 链条长度的计算 链条长度的计算 L 37 2 3 14 9 2 3 14 3 5 2 93 6cm 3 皮带轮的直径 D3 14cm 跑步机滚筒的直径 D4 4cm 皮带轮与跑 步机滚筒轴的中心距为 L2 57cm 4 皮带长度的计算 皮带长度的计算 L传 传 57 2 3 14 14 2 3 14 4 2 142 2cm 取大齿轮为主动轮 1 飞轮为从动轮 1 皮带轮为主动轮 2 跑步 机滚筒为从动轮 2 3 2传送速度的计算传送速度的计算 线速度的计算 线速度的计算 由线速度 V 3 14 d n 有 V主 V从 n主 n从 d从 d主 d主 1 0 18m d从 1 0 07m d主 1 d从 1 0 18 0 07 2 57 自行车的转速有三个档位 低速条件下 n主 40r min 中速条件下 n主 56r min 高速条件下 n主 70r min AGE 121 由 n主 n从 d从 d主 得 n从 n主 d主 1 d从 低速条件下 n主 40r min n从 40 2 57 103r min 中速条件下 n主 56r min n从 56 2 57 144r min 高速条件下 n主 70r min n从 70 2 57 180r min 因为皮带轮是和飞轮是共轴同心的所以皮带轮的 n主 2 n从 同理可得 低速条件下 n从 2 361r min 中速条件下 n从 2 504r min 高速条件下 n从 2 630r min 计算跑带的线速度计算跑带的线速度 V 由 V 3 14 d n 可得 低速条件下 V 3 14 4 361 60 100 0 75m s 中速条件下 V 3 14 4 504 60 100 1 06m s 高速条件下 V 3 14 4 630 60 100 1 32m s 计算皮带的线速度计算皮带的线速度 V1 由于皮带和跑带在同一条轴上运动 只是运动方向相反而已 所以 V1 V 即 低速条件下 V V1 0 75m s 中速条件下 V V1 1 06m s 高速条件下 V V1 1 32m s 因为皮带的功率为 P F V 假设皮带的预紧力为 30N 硬橡胶与皮带的摩擦系数为 0 2 皮带与 皮带轮的摩擦系数为 0 4 硬橡胶与皮带的摩擦力 f1 FN 0 2 30 6N 皮带与皮带轮的摩擦力 f2 FN 0 4 30 12N 由 W F S 有 在低速条件下 W F S 12 6 45 2 813 6J 由 P W t 得 P W t 813 6 60 18W 在中速条件下 W F S 12 6 63 3 1139 4J 由 P W t 得 P W t 1139 4 60 19W AGE 121 在高速条件下 W F S 12 6 79 1 1423 8J 由 P W t 得 P W t 1423 8 60 23 73W 皮带的转距皮带的转距 假设飞轮的功率为 100W 转速为 180r min M 9550 P N 9550 0 1 180 5 3N m M D F1 F2 2 F1 F2 2M D F1 F2 2 5 3 14x10 2 75 5N 式中 M 为飞轮的转矩 N m P 为飞轮的额定功率 N 为额定转速 r min D 为皮带轮直径 cm EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为紧边张力 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为松边张力 皮带的有效力皮带的有效力 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT Fe F1 F2 75 5N 低速条件下张紧侧皮带的张力低速条件下张紧侧皮带的张力 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT F1 Fe e e 1 wgv2 g 75 5 2 7180 4 3 14 2 7180 4 3 14 1 0 3 0 7562 105 8N 式中 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为皮带与皮 带轮的摩擦系数 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为皮带与皮带轮接触部分的中心角 w 为皮带的重量 kg m v 为皮带 速度 m s 低速条件下松弛侧皮带的张力低速条件下松弛侧皮带的张力 EMBEDEMBED Equation DSMT4Equation DSMT4 MERGEFORMATMERGEFORMAT AGE 121 F2 Fe 1 e 1 wgv2 g 75 5 1 2 7180 4 3 14 1 0 3 0 7562 30 4N 同理在中速条件下 F1 106N F2 30 5N 高速条件下 F1 106 2N F2 30 7N 皮带的传递功率皮带的传递功率 p p P Fev 1002 75 5 1 32 1002 99 5w 皮带的极限速度皮带的极限速度 EMBEDEMBED Equation DSMT4Equation DSMT4 MERGEFORMATMERGEFORMAT 硬橡胶与跑带的摩擦力 f1 FN 0 2 30 6N 由 W F S 有 在低速条件下 W F S 6 2 45 2 542 4J 由 P W t 得 P W t 542 4 60 9 04W 在中速条件下 W F S 6 2 63 3 759 6J 由 P W t 得 P W t 759 6 60 12 66W 在高速条件下 W F S 6 2 79 1 949 2J 由 P W t 得 P W t 949 2 60 15 82W 跑带的转矩跑带的转矩 M 9550 P N 9550 0 099 630 1 5N m M D F1 F2 2 F1 F2 2M D F1 F2 2 1 5 4x10 2 75N 式中 M 为跑步机滚筒轴的转矩 N m P 为跑步机滚筒轴的额定功 率 N 为额定转速 r min D 为跑步机滚筒轴直径 cm EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为紧边张力 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为松边张力 AGE 121 跑带的有效力跑带的有效力 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT Fe F1 F2 75N 低速条件下张紧侧皮带的张力低速条件下张紧侧皮带的张力 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT F1 Fe e e 1 wgv2 g 75 2 7180 2 3 14 2 7180 2 3 14 1 0 7 0 7562 161 6N 式中 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为皮带与跑 步机滚筒的摩擦系数 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 为皮带与跑步机滚筒接触部分的中心角 w 为皮带的重量 kg m v 为皮带速度 m s 低速条件下松弛侧皮带的张力低速条件下松弛侧皮带的张力 EMBEDEMBED Equation DSMT4Equation DSMT4 MERGEFORMATMERGEFORMAT F2 Fe 1 e 1 wgv2 g 75 1 2 7180 2 3 14 1 0 7 0 7562 86 6N 同理在中速条件下 F1 162N F2 87N 高速条件下 F1 162 4N F2 87 4N 跑带的传递功率 p P Fev 1002 75 1 32 1002 98 8w 跑带的极限速度 EMBED Equation DSMT4 MERGEFORMAT 第四章第四章 作品的成本计算及其推广作品的成本计算及其推广 4 1 成本计算成本计算 1 自动喷漆 3 瓶计 30 元 2 吸汗带 2 卷计 20 元 AGE 121 3 40 60 胶垫计 18 元 4 双人健身机结构加工费与材料费计 400 元 5 走步机一个 230 元 6 自行车改装及备件共 140 元 7 旧自行车一辆 70 元 总计 908 元 4 2 作品的推广作品的推广 该作品属于双人使用或单人使用自行车也可以单人使用跑步机进行运动 健身 机重心低 运动起来不会出现晃动 外形美观 性能稳定 安全可靠 跑步机与自 行车可以拆开 各自搬运 且性价比低 具有很强的市场推广价值 该作品最为突出的设想是把一般运动机只能一个人单独使用改成双人运动的同 时 人与人之间可以通过双人健身机这个媒介进行交流沟通 增进感情 是各种宅 男宅女们和运动爱好者在家