毕业设计（论文）-人体工学办公椅的创新设计

摘要在实现人体工学办公椅的结构设计上，通过对其结构形式的分析和了解，在实现办公椅的多功能的特点上和实现对人体工学的分析上，是蕴含着很多的设计上的理念的，同时也包含了很多的设计知识，包括对人体结构形式的分析和工学及医学等分析。再进行对办公椅结构设计，实现在办公过程中的正常化和舒适程度的考量，满足结构设计上的合理性，达到结构布形式合理，满足人体的坐姿结构需求，实现安全，舒适，旋转操作简单便捷的特点，在使用上达到符合人体结构形式的设计基本要求。通过查阅相关的设计文献，实现人体工学办公椅的布置结构的简单化，生产制造上的工艺便捷性，降低制造成本，提高多功能的特点，实现人体工学的基本设计理念。本次设计的课题为人体工学办公椅的结构创新设计的结构设计，是现代技术发展水平上实现长时间工作上的一种辅助身体抗疲劳的新型设备。在结构设计上，通过现有的多样化机械办公椅的结构形式，提出一种专业应用于室内的自动移动旋转的设计方案。实现设计的实用价值和完善性的要求，达到多样化化的特点，提升人体工学办公椅的结构完善性，提升外观美观性。通过查阅相关现代办公椅多样化设备，都具有一定的多样化化能力，能够自我调节，在设计上，需要进行机械传动部件的设计，还有硬件措施的设计，相互结合才能实现人体工学办公椅的结构创新设计的结构设计要求，在本次的设计上，主要设计的内容是人体工学办公椅的结构设计，传动方式的选择，传动元件的计算选型，弹力装置的设计，进行总体结构装配的绘制，关键部件及关键零件的绘制。对轴承的设计进行计算校核，达到人体工学办公椅的结构创新设计的设计要求。关键词：旋转、弹力板、坐垫、护头垫、万向轮

AbstractIntherealizationofergonomicsofficechairstructuredesign,throughtheanalysisandunderstandingofitsstructuralform,intherealizationofthemulti-functionalcharacteristicsofofficechairandtherealizationofergonomicsanalysis,itcontainsalotofdesignideas,butalsocontainsalotofdesignknowledge,includingtheanalysisofhumanstructureformandengineeringandmedicalanalysis.Thenthestructuraldesignoftheofficechairiscarriedouttorealizetheconsiderationofnormalizationandcomfortintheprocessofofficework,tomeettherationalityofstructuraldesign,toachievethereasonableformofstructuralcloth,tomeettheneedsofhumanbody'ssittingstructure,toachievethecharacteristicsofsafety,comfort,simpleandconvenientliftingoperation,andtomeetthebasicdesignrequirementsofhumanbody'sstructuralforminuse.Throughconsultingtherelevantdesignliterature,thelayoutstructureofergonomicofficechairissimplified,themanufacturingprocessisconvenient,themanufacturingcostisreduced,themulti-functioncharacteristicsareimproved,andthebasicdesignconceptofergonomicsisrealized.Thesubjectofthisdesignisthestructuraldesignofergonomicofficechair,whichisanewtypeofequipmenttoassistthebodytoresistfatigueonthelevelofmoderntechnologydevelopment.Inthestructuraldesign,throughtheexistingdiversificationofmechanicalofficechairstructureform,putforwardakindofprofessionalapplicationintheindoorautomaticmobileliftingdesignscheme.Toachievethepracticalvalueofthedesignandtherequirementsofperfection,toachievethecharacteristicsofdiversification,improvethestructuralperfectionofergonomicofficechair,improvetheappearanceofbeauty.Throughconsultingtherelevantmodernofficechairdiversifiedequipment,theyallhavecertaindiversificationabilityandcanselfadjust.Inthedesign,weneedtodesignmechanicaltransmissioncomponentsandhardwaremeasures.Onlybycombiningwitheachothercanweachievethestructuraldesignrequirementsofergonomicofficechairstructuralinnovationdesign,Themaindesigncontentisthestructuraldesignofergonomicofficechair,theselectionoftransmissionmode,thecalculationandselectionoftransmissioncomponents,thedesignofelasticdevice,thedrawingofoverallstructureassembly,thedrawingofkeycomponentsandkeyparts.Thedesignofthebearingiscalculatedandcheckedtomeetthedesignrequirementsofthestructuralinnovationdesignoftheergonomicofficechair.Keywords:lifting,elasticplate,cushion,headguardpad,universalwheel

第一章绪论1.1课题研究的意义和目的人体工学办公椅的设计，是通过基于人机工程学原理，利用计算，分析人体工学办公椅的安全系数分布，进行开展对办公椅的设计结构上的应力分析，实现满足人们在实际的工作上达到对人的坐姿和深度休息上的一种调节过程，满足对人体坐姿上的基本分析要求，实现对腰部的保护和头部的保护的作用。使得设计的结构中的中心偏向于脚轮的中心位置，实现在设计上的基本指标要求，满足在设计中的结构设计传动要求，实现在结构设计上的稳定性和可靠性。由于现代化的工作中，人们在工作上是标繁忙的，所以在高节奏的工作环境下，人们经常处于比较忙碌的状态下，一般会把会议室和办公室当成工作和休闲的地方，所以在工作的过程中，需要一个长时间久坐的办公椅，能够实现在长期久坐的时候对人的身体实现调节的功能，实现在保护腰部和头部的作用，是非常重要的。这样的结构设计可以在实际的工作上降低工作的疲劳强度，增加工作的效率，提高身体的素质。使得人们在工作中进行长久座的情况下实现对身体脊椎的自然调节，达到工学办公椅进行调整的过程，在长期的工作上避免会出现脊椎酸痛的不利情况。所以在这次的设计上，总的来说，进行一个好的人体工学的分析，实现在工程结构设计上对办公椅进行满足身体需求的结构设计，可以更好的先在结构设计上的适合程度，满足适合人体需求的运动肌理。在结构设计上，选择合适的材料，满足合适的设计特点，注重外观质量的设计，提高外观的美规程度，注重弹力结构形式的设计，符合在力学分析上的工学原理，达到时代感的设计要求。在总体结构的布置上，需要考虑结构设计的实用性要求，从人体工学的角度上出发，设计的结构要求满足人体工学的基本结构设计的要求。达到的实际的办公上的使用的实用性基本要求，体现出在对办公椅的设计上能够有效的降低人的疲劳和提高生理状况等有利的健康设计要求。在现代化的告诉发展上，很多的机械化的设备都实现了很广泛的发展，但是在办公椅的结构设计上，很少实现了和医学和工学的相互结合。所以在实现越来越多的体力劳动上，办公过程中，对人体的身体调节的过程是很重要的，并随着现代化技术的发展，人们在办公中的坐姿不断的得到了人们的关注和制造生产上的重视。同时在城市化的不断的发展上，在工作中很难得到很好的休息，所以在本次的设计上，针对在办公和休息上进行设计，体现出在设计上的工学结构设计的原理，实现在办公过程中和休息上的身体工学结构设计的功能，最大程度上降低人们在工作上的疲劳强度。1.2人体工学办公椅的发展趋势和现状1.2.1国内的发展趋势在我国的办公用品的发展上，很多的产品都发展的很好，在实现买美好的办公上，可以给我们的工作带来很多新的体验，在办公椅的发展中，同样出现了很多各式各样的结构形式，但是在实现对人体工学的分析上，对于人体工学进行分析后实现在办公椅上进行满足人体工学的发展还是很缺少发展的。虽然在这几年的发展上得到了一定的提升，但是在技术层面上和一些先进的国外的技术水平进行对比，还存在很多的差异，工学程度生的深入分析和技术水平，还存在一定的差距，还是比较落后的，所以以至于我国在人体工学办公椅的使用上，没有得到很好的普及，包括生产制造上的产量和使用率在我国是比较少的，以后的需求上和发展上，还需要进行进一步的技术支撑，实现更长远更先进的设计要求，在实现生产的产能上和质量上更进一步的进行提升。通过近几年的发展水平上来看，已经慢慢的有一些实现工程学的产品进行了发展，在实现人体的工程学角度上实现了价值和艺术上的实用性，达到了在作艺术美上的一些改进，实现了实用性的提升。但是在满足人体工学的基础上，还需要进一步实现深入的了解，满足在设计上的基本工学原理，提高抗疲劳的基本设计要求。在设计的生产过程中，实现了“服务于人”为设计和制造的目的的产品，才能在研究的成果上达到了人力在实际使用上的基本要求，满足生活质量的要求和生产效率的要求。在实现办公椅的结构设计上，我国在这两者的研究上还是不足的，这两者是一个相互依存的关系，一方面，在办公椅的设计上实现艺术工学上的研究，同时又在实现价值的转换上的过程，是实现工程学技术上的重要内容。所以在办公椅的设计上，离开了工学的分析，设计的结构在机构的形式上对于艺术程度来说也是空空如也，没有时间的灵魂。在实现艺术品的设计和使用的价值上，同样会大打折扣。所只有将两者相互联系，实现在工学和艺术上的结合，才能实现在审美上的妖气䄦实用性上的基本要求。在实现座椅的设计中以人的曲线结构进行设计才能体现出最美的形式，按照人体曲线布置的形式设计办公椅的结构形式，才能在设计出来的椅子上实现形态结构的自然界美学的产物。中国著名座椅设计师朱小杰认为材料的审美效果是形式审美的基础。在现代的中国，实现很多多功能的休闲的椅子的结构形式上，应有很多的样式，各类的结构形式多样化发展，已经达到了一定的成熟技术，在以后的发展上，对满足各种设计的需求上，实现各种功能的办公椅，达到人体工学的设计理念上还需要进一步进行深入的研发和发展。在实现的真正的身体的放松程度上进行结构设计，椅子的背部曲线的结构设计上的合理性，还需要咋以后的设计上进行改进和改变，完善设计的目的和设计的基本要求。在我国的办公椅的发展上，在未来的发展趋势下，需要注意一下几点的发展的方向和优势：、在办公椅的发展上，需要根据实际的使用的尺寸，进行功能上的实现，按照人体的实际高度进行椅子的尺寸设计，满足人体使用的需求，满足国家在数据定义上的标准，在生产制造上，选择合适的设计尺寸进行工艺制造，达到科学结构设计的要求。、提高我国在工学领域的研究，将工学理念和医学上的技术运用在办公椅的结构设计和分析是哪个，满足工程学设计的需求，这又是在设计办公椅上极其重要的一部分，又是实用性的关键内容。所以对办公椅的结构分析，符合工程学工学原理，是设计的重要内容。对于办公椅的长度宽度和高度尺寸的确定上以及在摆设上的空间要求，都是设计上的需要根据工学原理来制定的，也是关键的内容之一。在所获得的参数上进行结构的灵活设计，符合适当的调整要求，在修改生满足基本的人体工学原理的设计要求，是我国在办公椅的结构设计上需要满足的基本设计原则。、在科学积水的发展水平上，需要多方面的进行人体机能测试，使得长时间的数据满足灵活运用的基本要求，达到我国在办公椅设计和研发上的数据更加的准确，要考虑办公椅在实际的发展上达到与时俱进的特点，体出现出设计的优势。（4）、在实现的真正的人体工程学分析上，对办公座椅的结构设计上，一定要注重办公椅的格结构部件的设计中满足办公的坐姿的基本要求。实现个部件在工作上的实用性，不能存在干涉办公的情况。在本次的设计上通过这些查阅的资料文献，可以知道，把工业在我国的发展的历程中，很少有同感人体工学进行研发的情况，所以在本次的设计上，将注重工学原理的理念分析，进行办公椅的结构设计，满足人体的机能要求，在没有实现成型的基础上，提高办公椅的设计原理及设计的方案，在实际的时候使用上达到技术设计的基本要求和生产力的要求。1.2.2国外的发展现状基于人体工学理念上的办公椅，在国外的发展中，很早就得到了快速的发展，由于在国外的医学上的发展是很先进的，使得在早年间，在保证人的身体健康的基础上，将医学的技术运用在办公椅的设计上，实现了很多椅子在结构设计上的医学健康性能，实现医学上的轮椅、康复椅、按摩椅等在飞速的发展，在不断的发展上，慢慢的将这样的性能技术运用在办公椅上，实现了办公椅在性能上的健康标准。在发达国家的大多数工作环境中，早就在人体学上的研究运用在实际的工作中，比如在美国，由于医学的发达先进，对人体的疲劳方面的研究是超前的，所以在办公椅的发展上，更好的在人体学的角度上考虑问题，将人体工学的内容运用在办公椅的设计和研究上。更好的实现了在办公室从事脑力劳动的工作人员的调节。减轻工作紧张的作用，达到缺乏身体锻炼人员的身体调节的功能，增强工作中的身体活动机能。特别是在长期的工作中，长久的坐姿机工作环境的影响，使得人体所需要的空间上的场地不足、缺乏合适的健身器材等因素，参加健身锻炼的人数及效果都很不理想，而大多数在办公室从事脑力劳动的人员由于长期伏案工作，极易使颈、椎间盘疲劳受损而引发轻微的颈椎病；另一些使用电脑、打字机、复印机等办公设备的专职人员，由于长时间从事电脑数据输入、键盘打印以及其他需要手臂单调重复动作，极易引发以手、腕、臂功能性损伤为主要表现的“反复紧张性损伤症”的现代职业病。在国外的市场上常用的按摩椅只具有单一的按摩功能，健身器材又需要专用的房间安置，无论是普通按摩椅还是健身器材，都不适宜直接放置于办公室使用，为此国外开发设计了“多功能办公椅”，以帮助长期在办公室工作的人员进行方便、适当的休息与锻炼。国外先进的技术研究上，对人体工程学办公椅的研究上，受到了很多人的关注，在设计上，根据人们使用的健康角度分析的，根据人的生理状况、疲劳测定等来定义椅子的外形曲线设计。使得椅子的曲线主要是椅垫和靠背的曲线是否和人的生理曲线相符。在靠背方面主要有两种观点：一种是不要靠背，这样人就会自然保持背部直立的姿势来减轻背压，但是这一种观点并不是很流行，因为人不可能长时间保持直立的姿势。第二种就是现在普遍认为的需要靠背的凭靠。现在的人不会再老老实实的坐在椅子上，设计的结构可以呈现各种姿势，靠背给腰肌休息放松的机会。国外著名设计大师对于椅子的细节部分都非常重视，这也就是“毫米效应”，在他们看来往往是几毫米的差别会给椅子带来千差成别的舒适感，我们可以看到，数据的取值往往是在一个范围之间，如果在取值的时候产生随性再加上误差的存在,那么设计出来的椅子最终的尺寸可能会出人意料，这也就是为什么在数据的选择和测试上大师们会精益求精的原因。此外，对于椅子连接部件的使用，从连接形式到连接位臵的选择，甚至小到螺丝钉的选择，他们都一丝不苟，椅子是一个整体，连接件是不可缺少的重要组成部件，也是椅子结构形式，构造承力的重要无所以，对细节的追求也是人体工学，好的构件也会给椅子带来与众不同的感受。1.2.3人体工学办公椅的发展趋势人体工学办公椅的发展趋势，在未来的发展中，可能会因为另个方面的科学技术的发展，使得人体工学办公椅往更加先进，更加智能化的方向上发展。随着现代医学技术的不断发展，对人体机能的研究越来越深入，一些符合人体的机械结构也将不断的得到发展，结合医学的研究结构，更好的将医学研究的问题在办公椅的设计上进行解决，在一下几个方面得到发展。（1）、实现办公椅的多样化的特点可以在医院治疗的角度上对办公椅附加一些特殊的功能，比如自动按摩、自动调整角度、自动根据需求变动、自动旋转等先进的自动化功能，解决办公上的更多智能化问题。（2）、舒适的人体工学原理和外观通过机械再造行业的发展，对办公椅的曲面建模和异性设计上，通过软件可以更加准确的分析出办公椅的结构形式，满足人体工学的最佳要求，设计生产出更加美观的办公椅。（3）、实现自动化程度的电子信息化在我国机械设计和机电一体化的过程中，结合电子信息元素的内容，实现自动化控制，达到自动满足人体位置的变形内容。（4）、更好的提升办公椅材料的性能，降低生产制造的成本。将办公椅的设计更加的优化，实现办公椅的先进性的电子信息化发展。所以在人体工序额办公椅的发展上，是离不开设计风格、色彩相协调和运用的。其中，人性化的设计理念尤为重要，“设计以人文本”应体现在办公椅设计中，也应当是一个贯穿始终的概念，很多细节之处、细微之处，均体现了设计师对使用者的无微不至的关怀。休闲座椅不仅起到为使用者提供休息的服务功能，更能够展现设计者对房间的整体设计与细节处理的把握。将人体工学办公椅的设计和制造带下智能化和信息化的设计方向上发展。

人体工学办公椅的总体结构设计2.1人体工学椅的设计方案在本次设计的人体工学办公椅的结构方案设计上，通过查阅相关的设计文献，了解人体工学结构设计的基本需求，对办公椅的结构组成进行分析，了解办公椅的材料组成和关键组成部件的结构形式。对办公椅的总体结构进行功能上的考虑，分析结构形式的组成，结构样式方案，对总体结构的材料组成进行分析，选择使用合适的材料进行材质的设计，使得设计的结构形式在质量上比较轻便，在功能上比较耐用，在生产上比较方便，达到在方案结构设计上的优势特点。在性能的分析上，通过对人体机能的分析，使得在使用上达到人体的省力要求，心理机人体的工作和活动过程中的运用形式，找到合适的运动规律，使得设计的办公椅能够满足正常的工作和休息的使用要求。达到最大限度的抗疲劳久坐的性能，降低疲劳感，在结构设计上体现做我国在办公椅设计上的安全，轻便，舒适和美规的特点。在工学理念的分析上，根据生理学知识的基本要求，在人体坐姿的过程中，进行大概的分析，在人体进行落座后，脊柱的结构形式会因为办公椅的结构特点，在做着的时候被改变相应的曲度，所以在形成长期久坐的过程中会出现椎间的压力比较大的原因，所以在长久的做着的时候，护感觉到后背的腰酸背痛的感觉，所以在设计中，椅背的结构曲线在设计上需要进行工学原理的分析，满足人体的曲线标准，使得在坐下的时候感觉到很舒适的感觉，上体的重心在坐下后的位置关系上，使得落在臀部上的骨骼结构上，使得上半身的中心落在大腿上，实现大腿与小腿之间形成的角度大小一般在85°作用。可以实现在确保使用上的重量尽可能的在不同的位置上，分散接触面结，降低单位面结内的重力的大小。所以在结构方案的设计上，通过以上的结构形式的具体分析，对于大批量生产的办公椅的使用上，满足正常的使用数据要求，在作为办公椅的使用上，筛首先进行办公椅的功能考虑，在进行结构外观的设计，首先在正常工作下的舒适感和美规感的设计，其结构图如下图2-1所示：通过以上的结构形式的方案分析，在本次的设计上，对总体方案的结构设计如下：实现跨越在任意角度上的旋转，实现在进行靠背的角度旋转上，跨越根据实际的坐姿实现在不同角度上的旋转，方便在结构方案上确定旋转的优势。图2-1：人体工学办公椅结构在护头垫的结构设计上，根据人的身高基本要求，在头部的靠垫的设计高度上，根据人的身体大概的基本高度进行靠背位置的高度确定，为了解决的现有市场上靠背和靠椅做成一个整体的补课调节的状况，在本次的设计上，采用的方案设计中，选择使用两个部件的形式，在靠背的上方设计一个支撑的结构，在上面设计一个头部护垫的结构形式，实现跨越根据人体的身体高度进行头部靠垫的高度上的调整。在本次的设计上，选择的头部靠垫的距离在40mm左右。结构方案上对于坐垫的深度考虑。由于在使用的过程中，每个人的身材和高度是不一样的，所以在深度的设计上，如果设计的太低，在大腿的下面没有足够的支撑，会感觉在使用上存在不适的感觉。反之设计的太高，则在坐垫太深的情况下回存在背部不能实现和靠背接触，容易在使用上造成疲劳。所以在本次的设计上，通过对基本方案的分析，在坐垫的深度设计上，选择使用的深度尺寸在450mm作用即可满足基本的设计要求。而且在结构设计上选择使用可调的结构形式，可以将靠背进行上下移动，实现在保证不同升高下的使用舒适感。坐垫到上表面的距离的方案确定。在坐垫到商标名的距离的设计上，也是关键的设计内容之一，在实现高度的调节上，可以实现自由的进行高度上的调节，实现身体的自由向前后升缩，实现在高度结构设计上的尺寸在400mm为最佳的一个设计基本尺寸。在坐垫的宽度的设计上，可以选择设计的比较宽一些，满足不同体格的人在使用上的基本要求，方便调整座椅。设计的太宽会使得在操作上的不方便，所以在本次的设计上，宽度尺寸的确定为420mm左右为最佳的尺寸范围。美观工艺上的设计，在本次的设计上，由于设计的材料和材质的基本要求，在设计上选择合适的颜色来进行办公椅的结构设计，体现出的设计上的美感，实现坐垫稍窄些，但太窄会破坏座椅的整体造型，为了造型美观及不影响上肢活动而设计成上窄下宽的外形。2.2人体工学办公椅的材料选择在本次的设计上，由于办公椅的设计中的材料的选择是很关键的，所以在设计中，说先根据设计的结构进行材料的选则，在材料的选择上，遵循质量比较好，成本较低，在深加工生产上容易加工的材料，所以在本次的设计上。下部结构的设计上，五角轮系的传动设计选择使用现有市场上的万向轮结构，实现五个角度上的支撑。支撑的套筒在结构设计上要求有较强的刚度要求，所以选择使用不锈钢材质的40Cr，在工艺上进行淬火处理，提高材质的硬度，降低旋转上的磨损量，提高使用寿命。上部的支架结构采用45钢和不锈钢，由于防止的使用长期的过程中碰损后生锈，所以在本次的设计上，选择使用不锈钢材料201进行支架的设计。在靠背的设计上，以及护头垫的结构设计上，考虑加工生产的难度和成本的控制，在本次的设计上，选择使用尼龙1010材质，进行冲压模具注塑生产。在大批量的生产上可以有效的降低制造的成本，提高使用的经济性能。2.3人体工学办公椅的可行性分析人体工学办公椅，在以上的结构形体的设计上，在材质的选择上，零件结构的设计上，需要满足加工的可行性和生产成本的可靠性。所以在本次的设计上，选择的材料大多为比较便宜，市场上比较常见的材料，在传动部件的设计上选择石永红深沟球轴承，轴承的价格便宜，使用的性能好。在坐垫和靠垫的设计上选择使用尼龙1010，在塑料膜的注塑上比较容易实现加工生产，实现大批量的制造过程，降低成本，选择使用尼龙还有一个重要的优势是比较耐磨，提高使用的寿命，在实现结构材料的使用上达到环保的特点，提高节能环保，绿色化发展的经济性特点和设计的优势。

人体工学办公椅旋转结构的设计3.1轴承的选择1.轴承结构形式的内部结构分析一般标准的轴承主要的结构是有内部的内圈和外圈组成，滚动体和支撑架共同组成轴承的结构形式，对于一些比较特殊的密封轴承，在结构设计上一般加入了润滑剂和密封圈等结构形式。2.轴承种类和使用的特点在我国使用标准上，一般轴承可以分为球轴承和滚子轴承，在球轴承的结构上，一般有深沟球轴承和角接触轴承，还有一些条新轴承和推理轴承等，在滚子轴承的分类上，一般有圆柱滚子轴承和滚子轴承等。在使用的性能上，每种轴承的使用性能是很不一样的，不同的轴承运用在不同的设备上，实现在功能上的性能要求。旋转结构向所选轴承的特点深沟球轴承1.转速高2.精度高3.噪声、振动小4.主要承受径向载荷5.也能承受一定轴向载荷6.制造简单，成本低滚针轴承1.转速较高2.能承受较高的径向载荷（比径向尺寸相同的其他轴承承受的径向载荷大）3.不能承受轴向载荷4.刚性较高推力球轴承1.转速低2.只能承受单面轴向载荷3.轴圈和座圈不能倾斜3.轴承的使用转速要求在选择使用深沟球轴承的使用上，主要实现的运转的温度是比较限定的，摩擦产生的阻力比较小，在工作上的内容比较小，比较适合长期使用和高速运转，在周到载荷的基本上，在径向载荷的受载下，深沟球轴承的转速实现的最高，所以在使用上的价格不是很高，故在本次的使用上选择使用深沟球轴承。3.2轴承受力的计算根据参考文献公式：P=得：=，根据典型旋转工艺取：n=1200r/min===6.28m/s===0.86KN3.2.1径向力的确定单列深沟球轴承轴承背对背组合，如图5-1所示，可知：==×0.86=0.22KN=+=0.22+0.86=1.08KN图3-1轴承受载示意图3.2.2计算两轴承的轴向力查机械设计手册得，单列深沟球轴承轴承的派生轴向力为S=/(2Y)，则

===0.08KN===0.39KN3.2.3计算两轴承的轴向载荷轴承外加的轴向力=2KN+=0.39+5=2.39KN＞所以轴承Ⅰ被“压紧”，轴承Ⅱ被“放松”，故=+=2.39KN==0.39KN3.2.4计算两轴承的当量动载荷查机械设计基础得：载荷系数=1.5轴承Ⅰ的当量动载荷P1：==10.8＞e=0.42查机械设计手册得：=0.4，=1.4=(+Y)=1.5×(0.4×0.22+1.4×2.39)=5.2KN轴承Ⅱ的当量动载荷P1：==0.36＜e=0.44查机械设计手册得：=1，=0==1.5×1.08=1.62KN3.2.5验算两轴承的寿命由于轴承是在正常温度下工作，t<120℃，查表机械设计手册得=1圆锥滚子轴承ε=10/3，则轴承I的寿命=（）=（）=46500h轴承Ⅱ的寿命=（）=（）=9.9×10h综上所述，轴承满足5年，一年工作300天、每天8小时的寿命，不必重新选择。3.3旋转轴的传动设计旋转轴是办公椅实现旋转上的重要部件，在设计中，选择使用的旋转轴的材料材料是很重要的，需要保证其受力支撑上和选择上的力的作用，所以在设计上选择使用40Cr材料进行旋转手的设计，在刚性上，碳钢与合金钢的实际使用的弹性模数在性能上是相差很小的，所以在本次的旋转轴的设计上，选择使用40Cr，进行表面处理工艺，改善材料在使用上的精度要求。（1）、先求出旋转轴上的传递功率、转速和转矩：P2=Pη=0.3×0.96=0.288kWn3=60/8=7.5r/min（2）、初步确定轴的最小直径：由式式中：为系数，轴的材料不同，则的值会不同；为轴传递的功率，单位为；为计算截面处轴的直径，单位为mm；为轴的转速，单位为；选取轴的材料为40Cr钢，调质处理。根据表15—3，取，于是得从而取轴的最小直径为dmin=36mm；轴的最大直径为dmax=119mm。

人体工学办公椅的三维结构设计4.1软件的介绍SolidWorks为达索系统（DassaultSystemesS.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。Solidworks软件功能强大，组件繁多。有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。在使用SolidWorks进行仿真建模的同时，也是用了workingmodel软件对四连杆机构进行仿真计算，得到了腿部支撑机械结构的尺寸。对曲面的建模和结构的装配选用部分曲面建模和拉升建模的方式。在标准件的建模过程中使用了SolidWorks插件迈迪工具进行设计，在整个的设计上减少了设计的周期和计算量，如图4-1首先进行零件的建模设计，在进行装配结构如下图4-2所示。图4-1：零件建模图4-2：总体结构的建模4.2建模设计的过程在本次的设计上，通过对人体工学办公椅的结构总体的方案设计，再进行总体结构的建模设计，对于人体工学办公椅的设计中，曲面结构是比较多的，在建模上的难度也是比较大的，在进行初步的总体结构的制定后，在设计制作三维建模的过程中，不断的进行结构方案的调整和结构形式的了解。通过对SolidWorks软件进行使用和分析。在不断的建模设计中，对人体工学办公椅的零件进行建模，在建模完成后在进行总体结构的装配。在经过长期的设计后，装配的结构形式是一款结构比较简单，设计的内容装配起来比较紧凑，使用上比较舒适的办公椅，在结构设计上，通过软件的结构绘制，可以更好的了解在后期维修上的便捷性和拆装上的方便性。本文的设计思路是将问题简单化，将一个个功能单个解决，设计出每个部分的结构，最后再进行整合。这样的好处是设计的多功能椅可以方便的增添功能，为进一步的设计提供方便，也可以根据客户的需求，成本的限制来减少部分功能，应对各式各样的环境及要求。

总结经过了几个月的设计，在本次的人体工学办公椅的设计上，遇到了很多的问题，在设计上感觉到了本次设计的艰难之处，在查阅资料以后，才知道，本次设计的人体工学办公椅是属于比较新颖的课题，在查到的资料上，都是现代比较新的技术水平，一些智能化的设计内容，对我来说，本次的设计是很难的。但是在自己的不断的努力下，每天都完成了一定的工作量，通过给自己制定相对应的目标，在设计中积极进行咨询和解决设计上的问题。在自己不会的地方进行反复的查阅相关的设计资料，其余图书馆查阅书籍等。这次设计的是一款人体工学办公椅的结构创新设计，可以在使用上满足用户的需求，达到经济性的目的和先进性的原则，首先进行了总体方案的确定，然后进行了个传动部件，包括轴承传动，材料的选择和环保性能的分析结构的设计，并逐步分析了设计上的不足之处，作出及时的更正。在整个的设计过程中，虽然很艰难，但是直到做完以后，才感觉到本次设计的成就感满满，也是对我未来工作的一个考验。在自己独立完成设计的基础上，进行了对人体工学办公椅整体结构的设计，使得我在本次设计上实现自己对所学知识的一个运用的过程，实现自己的动手能力，达到创新设计的意识和吃苦耐劳的精神。增强我在大学四年中的所学的知识和认识，提高所学的机械传动结构方面的能力，让自己在所有的知识上，有一个更好的运用的能力，将自己所学的知识更好的运用在以后的工作中。设计人体工学办公椅，不仅要达到设计上的目的，还需要结合所学的知识，发挥自己的空间想象力和自主学习的能力。

参考文献[1]刘加，都市白领莫让椅子伤了腰[J]-养生月刊2011,32[2]吴修义，商用汽车驾驶员座椅的静态特性[J]-商用汽车2007[3]丁玉兰