健身器材设计论文

1、成都航空职业技术学院论文题目:健身器材设计专业：飞机制造技术班级：姓名：学号：指导教师：二零一六年六月西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）申报表学生姓名梁远绩性别男年龄 21准考证号070114368241学生住址四川省万源市八台乡2村5组联系电业设计（论文） 题目名称健身器材设计拟请指导教师袁品均指导教师职称指导教师电话指导教师单位选 题 勻匕 冃 景 及 目 的现在市场上的设备大多是单一类型的多功能组合健身器材，由于其市 场价格,使设备到目前为止仍然不能进入普通家庭,设计一个低价格,功能 实用的健身器材是我设计的主题，应注意避免像市场上单一设备利用率低 的

2、问题，同时满足人民的需求，另外还需要一个美丽，安全，耐用，容易维护， 容易制造并且低成本的健身器材工 作 任 务 及 要 求1.设计初步方案2.设计基本计算3.外观方案设计初步方案4.结构设计5.各部件材料的选择6.工程图7毕业设计说明书时 间 安 排开题报告：年月日至年月日。完成初稿：年月日至年月日。3答辩：年月日至年月日。助学中心评审意见主考院校 评审意见西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书题目名称健身器械外观与结构设计学生姓名梁远绩准考证号070114368241题目来源教师科研 社会实 践实验室建设 其 它题目 类型理论研究应用研究设计开发其它选 题 勻匕 冃 景 及 目

3、 的现在市场上的设备大多是单一类型的多功能组合健身器材，由于其市场价格,使设备到目前为止仍然不能进入普通家庭,设计一个低价格,功能实用的健身器材是我设计的主题，应注意避免像市场上单一设备利用率低 的问题,同时满足人民的需求，另外还需要一个美丽，安全,耐用,容易维护， 容易制造并且低成本的健身器材工 作 任 务 及 要 求1.设计初步方案2.设计基本计算3.外观方案设计初步方案4.结构设计5.各部件材料的选择6.工程图7毕业设计说明书时 间 安 排开题报告：年月日至年月日。完成初稿：年月日至年月日。3答辩：年月日至年月日。以上内容由指导教师填写指导教师签字教师姓名：年 月曰助学点审核审核意见：组

4、长签字：年 月日学生接受 任务签字接受任务时间：年 月日学生签名：西南科技大学高等教育自学考试 毕业设计（论文）进度检查及成绩评定表日期工作内容执行情况指导教师签字学生姓名梁远绩专业班级133453准考证号070114368241成绩汇总评分项目评分比例（）分数总分指导教师评分40评阅教师评分30答辩小组评分30指导教师 毕业设计（论文） 过程评语评分签字：年 月日评阅教师 毕业设计（论文）成果评语评分签字：年 月日答辩组毕 业设计 （论文）答辩评语评分签字：年 月日主考院校 评审意见签章年 月曰本课题主要针对小型产品3D设计（健身器材），该健身器材的材料主要为板材及钢材， 是现今日常生活中一

5、种贴近生活，贴近人们现今生活追求的产品，通过对产品各部分材料 的受力选取和各种加工方式的分析和比较，最终设计出的一款健身产品，该课题从产品结 构工艺性，各种材料的刚性精准度，锻造，焊接都有详细的设计，通过整个设计过程表明， 各种材料的选择，同时对加工工艺进行分析，随着社会的发展，人们生活水平的提高，生 存需求的极大保障，人们开始了更高的需求，生活品质的追求，健康的追求，人们开始越 来越关注自己的健康，因为生活在今天的中国水平不同，并不是所有人都能每天去健身房 锻炼，所以设计符合广大人民需要，同时在此条件下常见的，人人能负担得起的健身器材具 有广阔的市场空间，但是现在市场上的设备大多是单一类型的

6、多功能组合健身器材，由于 其市场价格,使设备到目前为止仍然不能进入普通家庭,设计一个低价格,功能实用的健身 器材是我设计的主题，应注意避免像市场上单一设备利用率低的问题，同时满足人民的需 求,另外还需要一个美丽，安全,耐用,容易维护,容易制造并且低成本的健身器材。本作品具有以下特点：1每个作品只能进行单人锻炼。2:使用方便，使用方便能够满足用户顺利操作和锻炼调节。3:安全性好，工作平稳，安全系数值取稍大。4:锻炼功能组合合理，符合大众健身的需要。5： 制造加工方便，性价比高。6：结构紧凑，拼装设计，便于包装，运输。因为我在学校学习的基础不够，知识水平有限，所以很难避免在设计有很多的不足，我 请

7、求老师给予宝贵的改正意见。关键词:3D设计 功能实用 健身器材AbstractAll-people body-build in g, is ben eficial to the coun try, ben eficial to the people, develops the people along with the society to start to take own health more and more, but in prese nts Chi na, because the livi ng sta ndard level is un eve n, therefore is n

8、ot therefore the huma n can expe nd result in arrive at the gymn asium to carry on the fitn ess exercise daily, therefore desig ns one secti on to suit the gen eral populaces n eedThe belt massager which in the uni versal practice mea nwhile can withsta nd the si ngle who or the multi-people fit nes

9、s has the broad market space, although but in presents markets fitness instrument majority is the single type multi-purpose comb in ati on fit ness in strume nt, but because its disagreeme nt market marked price, thus en ables the fitn ess in strume nt un til now still to en ter ord inary others, fo

10、r this reas on desig ns secti on of moderately-priced, and the fun cti on meets the n eed, the practical fitn ess in strume nt is I Desig n subject, must pay atte nti on avoids likely in the market single fitness instruments use factor low question, simulta neously meets peoples n eeds, in additi on

11、 also requeststhe outlook to be artistic, safe durable, the work is steady, is adva ntageous for the maintenan ce, the manu facture process ing is convenient, the cost is low importa ntly.1: Each work can on ly carry on the sin gle to exercise. 2: The easy to operate, the easy to operate can satisfy

12、 the user to operate and the exercise adjustme nt smoothly. 3: The security is good, the work is steady, the security coefficie nt value takes slightly in a big way. 4: The exercise fun cti on comb in ati on is reas on able, meets the n eed which the populace fitn ess. 5: The manu facture process in

13、g isconvenient, the performance-to-price ratio is high. 6: The structure is compact, the assembli ng desig n, is adva ntageousfor the pack ing, the tran sportati on .becausel am limited in the school studys elementary knowledge level, therefore has many deficie ncies un avoidably in the desig n, req

14、uests ear nestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.Key words： 3 d design functional Fitness equipment摘要Abstract TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 序言1一.产品概述2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.1功能描述2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.

15、2现有同类健身器材械类别和特点2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.3设计的目的以及思路2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 二方案的设计定位 3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.1设计定位3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.2使用人群3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 三.基本原理与结构3 HYPERLINK l bookmar

16、k28 o Current Document 3.1基本结构简图3 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.2具体功能描述4 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 四结构设计5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 4.1各部件的设计与基本计算 54.1.1底座的设计54.1.2.支架的设计54.1.3配重的设计6 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 4.2零件的建模过程9 HYPERLINK l bookm

17、ark38 o Current Document 4.3标准件的选用12 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 4.4材料的选定13 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 五工程图与装配图14 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 5.1主要零部件工程图 14 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 5.2装配图16 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 5.3爆炸图1

18、6 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 5.4运动截图18 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 六设计总结20 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 6.1主要收获与体会20 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 6.2不足与改进20致谢22 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 参考文献23 序言我所在专业是飞机制造技术，学习的课程主要包括飞机结构、航空发动机等

19、有关航空 的知识和机械制造的相关知识，机械制造技术是其主要支撑内容之一。故本次毕业设计是 在学习机械制图、公差配合、机械制造技术、AutoCAD CATIA专业软件等专业基础课程及专业课程和的前提下，对健身器材进行工艺设计，覆盖了机械及其零件制造的大部分知识， 而零件制造为其中最为基本及重要的内容之一。本次毕业设计是针对零件制造知识及技术 的综合应用和一次深入的综合练习，因此，它具有重要的意义。产品概述1.1功能描述多功能的健身器材，虽然它提供的锻炼是单一的，但他提供了许多其他功能，与此同时, 根据我的调查，现在人们主要锻炼的方向为锻炼胸部，肱二头肌，三头肌，腿部肌肉，所以我 设计了一个多功能

20、健身机，它可以提供三种类型的锻炼 ：锻炼腿部,胸部，和手臂的拉杆运 动。三个功能集成，将使设备整体协调,看起来相对美观（运动机构分别安置在工具的在顶 部,中间,和下部），这样人们就可以锻炼胸大肌，腹直肌,二头肌,三头肌,斜方肌,三角肌, 背阔肌等肌肉。1.2现有同类健身器材械类别和特点健身器材以常用训练功能划分为单功能和综合性多功能两大类。单功能器械，常用的有划船器、健美车、跑步机、健步机美腰机等。主要功能是：划船器：主要用来增强手臂力量以及动作协调。健美车：锻炼时像骑自行车一样，用来增强腿部力量。健步车：主要用以锻炼腿、腰、腹部肌肉以及心肺功能。跑步机：主要用来锻炼腿、臀、腹部肌肉以及心肺功

21、能。美腰机：可对要不，背部放松按摩。综合性多功能器：一般包括扩胸器、引体向上、仰卧推举、仰卧起坐等器械的功能。1.3设计的目的以及思路体育健身器材创新设计是一个贴近生活实际的主题，我为了确定方案做了很多市场调查,并在网上收集了许多相关的信息，此外,我还采访了许多教练和健身爱好者，最后在老 师指导下，我仔细考虑后确定了最终设计思路：因为大多数的设备在目前市场上功能很多 很复杂,一些产品的甚至含有18种功能,许多功能被闲置，而且由于设计的复杂性，工作经 常出现故障，维修困难，随着人民生活水平的提高，越来越多的人意识到公众的健康，在学 校，社区开设了一些健身房，但由于中国人民的消费水平仍不能满足每个

22、人到健身房消费，健身设备虽然超出了普通民众的消费水平，但仍然比去健身房更能负担得起，相比较也更方便,因为他们没有足够的时间去健身房，而健身设备他们是负担得起，由此可见，健身器材是有足够多的消费人群的。同时，由于中国人口众多，人们住房面积有限，人们没有有 足够的使用空间，所以我在设计时明确定义了自己的设计方向，要求结构紧凑，占地面积小, 安全性能较高，可以满足人们各种各样的肌肉锻炼，增加锻炼多功能性一方面，另一方面也 注重在锻炼的同时使人更舒适、方便。在功能上也进行了优化选择，删除一些不常用的功能,提高设备利用率，节省资源,满足人们的健身需求。方案的设计定位2.1设计定位这次设计的多功能健身器材

23、主要是 15至30岁的年轻人而设计，设计定位为室内设计2.2使用人群1肌肉型男各项体育运动人群军人强化训练健身爱好者5办公室人群基本原理与结构3.1基本结构简图图3-13.2具体功能描述3.2.1如图所示.该部位可用于引体向上，锻炼手臂，胸部，腹部等。图3-23.2.2如图所示，该部位可做扩胸运动，锻炼胸大肌，三角肌, 二头肌等。图3-33.2.3如图所示，该部位可用于手臂，胸部，腹部的锻炼图3-4结构设计4.1各部件的设计与基本计算4.1.1底座的设计设计它的底座对于产品很重要，他是这款产品性能的关键。是产品的支架，配重， 立柱还有导向装置都是在此基础上安装的，高强度是他的重要要求，保证结实

24、的同时 还要保证在焊接中不能有差错，控制好焊接公差，形位公差的大小，详见尺寸图，三维效果图如下：图4-1因为选择的材料都属于低碳钢，这就保证了其良好的焊接性，使设计的要求得到 保证，加工都是以型材焊接，可以降低公差的影响，可以在生产的时候校准检验，其 他部分和底座进行安装，可以进行焊接，不过会产生运输时的麻烦，所以我选择螺栓 连接来进行其他部分连接。在计设底座的时候，他的承受能力也要考虑到，因为右立柱，支架，导向装置， 及上支架配重等都要安装在他身上，会安装的合理对称，因此它的受力不会很复杂。 其上安装的部分就是他的受力，在此我把安全系数取为3,由于所有钢管的受力不能低于五千牛，其上所有部分加

25、上个人的重量远小于这个数量，所以可以说明它是安全 的，还要承受他两边的拉力，不过这个力较小，螺栓可以承受。底座设计成方形，可 以使它更稳重安全，在运输上也更加方便。4.12支架的设计设计支架的时候；之家对于本产品很重要，它能让使用它的人用起来更舒适，同时还 要考虑到它的外观，这也是要考虑到的地方，还要中和市场调研的结果，做出性人化的设 计，满足使用者的不同要求。它在产品设计中很重要，包括座椅的舒适性，实用性，还要 满足大部分人的身体结构，详见图纸，效果图如下：图4.2通过冷弯方管焊接的方法对支架进行加工， 滑轮夹座安装在支架上，打磨表面并进行检验, 表面烤漆，设计运动支架的时候，安装了很多方便

26、手扶的位置，这样做可以使产品有更多 的优点，能够提高使用者的使用区域增加使用方式，增加舒适性，让使用者锻炼腿部的时 候减少了阻碍，适用于更多的不同身高的使用者，考虑了不同的使用者的体重问题，可以 保证产品的安全性。让这款产品更安全，更舒适，将他的实用性美观性都得到了提高，设计的主要数据：总高度；2000mm总长度;1700mm座高：450mm能正满足大部分的锻炼者。Q235设计滑轮装配的过程中，仍然使用冷弯方钢用于滑轮的安装，标记为GB/T699-1988将底板和支架进行焊死。是产品安全性在一次提高，运动中的晃动也可以减少。将一根水 平的杆焊接在支架上，是让手动杆可以运动到极限位置。见上方效果

27、图；设计之家的部分 4.1.3配重的设计还有一个很重要的地方就是产品的配重，我们通过调研结果对产品提出了几个要求。 使用者在使用该产品时，配重会因为机械运动，随锻炼着产生运动并且造成与其他部位的 撞击，所以，在为产品的配种进行设计的时候，我们了解到，其他产品都是通过，对这一 部分，用橡胶，进行包裹，来处理的。我们发现了这样做的一个缺陷，就是会造成产品成 本的提高，尤其针对我们这款产品而言，并且它更容易损坏，不方便后期的维修，因为橡 胶很容易老化变形，并且承受不了过大的撞击，这也使产品更容易损坏，橡胶损坏后，之 前的问题又随之出现，这也就是这款产品的整体寿命被减少，噪音对于使用者来说也会有 很大

28、的麻烦，维修时又会成为阻碍，使用者使用时，他在滑竿上上下运动，设计时滑杆选 用1Cr18Ni9不锈钢管材。很多厂商在制作配重时大多会选则五公斤的配重，又了解到使用者使用的锻炼范围不 会超过六十五公斤，也就是说是十三块配重，结合我们的产品来讲，这个数量是可以接受 的，所以我也选择了这样的配置来组成这款产品。图4-34.1.4滑轮的设计在滑轮进行设计的时候，因为这款产品中主要是作为钢绳的导向，并且使他们的摩擦 得以减少，所以它不会在使用中承受过大的力，可以通过铸造来获取，方便制造，冷冲压 后焊接也可以作为他的获取办法，滑轮能够承受六千五百牛的里就足够在这台产品中发挥 作用，并且足够安全稳定，因为他

29、不会承受高于此的力，并且一般的材料都不会低于这个 受力，所以可以忽略这里的强度问题，又因为在使用过程中，他始终是在此作旋转运动， 因此在设计的过程中我在此处设计了一处轴承， 他会与滑轮夹坐产生配合，三者相互关系, 这样就解决了它的中心孔的易磨损的问题。同时能减少它在使用中因旋转而产生的摩擦， 这也就延长了它的寿命，保证运作的安全和要求。滑轮的三维效果图。为了在他的装配中 表示，没有在此全部表出。图4-4这种设计在大规模的生产中能够大大的提高生产效率，并且间接的降低制造成本，在 生产过正中可以选择用冲压工艺，选择使用落料来形成加工成品，并且在此基础上，在材 料中加加入轴承，使用螺栓或者铆钉将其连

30、接在一起，这种制造方式可以体现出很多的优 点：选择的材料能够最大程度的保证材料所要求的足够的强度，并且节约了材料的使用， 对其进行加工时也会更加简单快捷方便，能够降低制造的成本和时间，准确度也会因加工 而有所提高，制造过程中效率会大大提高，针对小规模生产时会有不合适的地方，因为小 规模生产磨具的费用成本就占了很大比重，生产过程中的大体工艺方法有，下料，成型， 冲孔等。这样又一次降低了成本，提升了效率，对未来的生产制造有了很大的帮助， 在设计钢丝绳的过程中：通过查阅机械设计手册就可以了解到，它的公称直径D s （公式中C为选择系数，S为最大静压载荷）由此可知，选择系数的计算公式为: c = Jk

31、爲t （其中门为安全系数，k为折断系数，为钢丝绳的充满系数）其中的算法为通过查阅机械设计手册，我们将钢丝绳的抗拉强度选为167MP取绳毛面积安全系数值为6级，k-0.82, =0.46代入公式的c=0.110通过查阅机械设计手册c取0.14代入D = C s其中max=1300N算的b=2.9取整D=3,由此将钢丝绳选择使用钢芯钢丝绳（Gd/T8918-1998）,标记为3NaT6c21S+IW16708Z5.39l冈丝绳的直径为 3mm骨轮是安装在滑 轮座里面间隙只有 2mm单面间隙为1mn,这样既可以保证钢丝绳不会卡在滑轮座里面，保证 钢丝绳在使用过程中的可靠度。4.1.5其他零件的设计在

32、设计其他部分的时候，像是手握部分，使用者座椅，这些可以在市场上寻找制作，他们 不需要太多的硬性要求不像其他部分需要很高的精度，例如手握部分，座椅，由市场上购 买定做就可以，能够满足之前调研的市场需求使用者的要求，看起来美观，使用起来舒适，用螺丝等配件来将其固定在要求的位置组装成品4.2零件的建模过程4.2.1 .三维绘图软件的选择及简要介绍随着三维建模理念的不断改革和发展，国内外先后开发出多款三维建模软件，如UG Solid Works、CATIA等。不同的三维软件都各自拥有不同的特点和专 属领域，对于机械行业而言，以上分列的软件均使用广泛。CATIA 是法国 Dassault System

33、公司旗下的 CAD/CAE/CAM一体化软件，CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dime nsional In terface Applicati on的缩写。采用变量和参数化混合建模并以其特有的DMU电子样机模块功能推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA源于航空航天业，其著名的用户包括波音、克 莱斯勒、宝马、奔驰等，波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配。CATIA的优点：(1) CATIA具有在整个产品周期内的方便的修改能力，尤其是后期修改性；(2) CATIA所有模块具有全相关性，CATIA的各个模块基于统一的数据平台， 因此CATIA的各个模

34、块存在着真正的全相关性，三维模型的修改，能完全体现 在二维，以及有限元分析，模具和数控加工的程序中；(3)并行工程的设计环境使得设计周期大大缩短；(4) CATIA覆盖了产品开发的整个过程，CATIA将机械设计，工程分析及仿真， 数控加工和CATweb网络应用解决方案有机的结合在一起，为用户提供严密的 无纸工作环境。我所学专业所属航空领域，CATIY软件的应用十分广泛，并且有其优越性，所以选择CATIA软件作为本次毕业设计的三维建模软件。在建模过程中，常见的 命令均使用频繁，巩固了我对 CATIA软件掌握的熟练程度，同时也为以后走上 工作岗位能更快的适应工作岗位奠定了基础。422 建模过程简要

35、介绍支架的创建CATIA V5 (jnshfnqi.CA nRj = l J fl i图4-5图4-6上方把手的创建图4-7图4-8图4-9健身座椅图 4-11图 4-10重量块图 4-14图 4-15滑杆图 4-16图 4-17脚踏板图 4-18图 4-19健身器材成形图 4-204.3标准件的选用在产品的组装生产中还会使用大量的标准件，本产品的生产过程中使用了比如螺丝, 螺母，垫圈等。1-3Fa 1EM 工他申丄 F S i V Ec KU&fiaHE -图5-85.3爆炸图THelb*JtQa.%-.n-L 忑卩 & QK-申DDDP H,盼 曲；也，M A ,x!gl!u,n砂苗左卡、

36、紗丄口 十丄peg巴fc,3 5 UM 番nrelu- _関二YLkE-w. t症 area Hrflj 口 f. fl. l_f HFT 5.4运动截图图 5-115.4.1握住扶手做扩胸运动等图 5-12图 5-13542向下拉做引体向上等运动图 5-14图 5-15543可用于手臂，胸部，腹 部的锻炼图 5-16图 5-17设计总结6.1主要收获与体会以上是我的毕业设计，多功能健身器材）利用我在飞机制造技术专业四年学习到的 知识，在指导老师袁品均的悉心指教下，在无数个思索努力地夜晚中，紧紧赶赶的完成了 这次的毕业设计，将其呈现在大家的眼前。经过这一阶段的努力与艰辛，我的毕业设计终于告一段落，通过本次毕业设计过程中 遇到的种种难题，以及我面对这些难题，以及克服的过程，都是我今后学习成长的重要经 历，对于我的毕业设计，相信还很不成熟，还有很多需要改正的地方，可以