1737_多功能電動跑步機設(shè)計,多功能,電動,跑步,設(shè)計 多功能電動跑步機設(shè)計學(xué)生姓名：黎耀鴻 班級：0781051指導(dǎo)老師：熊麗娟摘要：跑步機是家庭及健身房常備的器材，而且是當(dāng)今家庭健身器材中最簡單的一種，是家庭健身器的最佳選擇。專家們相信未來跑步機市場將以高價位產(chǎn)品為主導(dǎo)。低價位產(chǎn)品銷售也不錯，近幾年價格已有上升趨勢。注重生活時尚的消費者認為跑步機價格在 1000 美元以上是理所當(dāng)然的事。這些跡象表明，未來跑步機仍會持續(xù)增長。此次設(shè)計的任務(wù)為學(xué)習(xí)相關(guān)三維軟件并使用軟件進行電動跑步機機械部分的零件建摸，結(jié)構(gòu)設(shè)計，產(chǎn)品的裝配，和最后出產(chǎn)品的渲染圖，發(fā)布產(chǎn)品的宣傳海報。設(shè)計過程中使用了三維實體軟件 SOLIDWORKS 進行了零件的實體建模，和總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。部分零件設(shè)計和總裝配圖設(shè)計使用了 AutoCAD 軟件設(shè)計。設(shè)計包括支架，基架，滾筒，跑步板，跑步帶等，設(shè)計中參考了國內(nèi)外各品牌結(jié)構(gòu)和樣式，對傳動機構(gòu)進行了精確計算，而且設(shè)計中重點突出了減震系統(tǒng)的重要性和跑步板防靜電的功能性，設(shè)計更為人性化，使跑步者能感受到跑步機的力量。由于跑步機的特殊性，安全問題更值關(guān)注，如何正確使用跑步機，和跑步機的保養(yǎng)同樣重要。關(guān)鍵詞：總體結(jié)構(gòu)；傳動機構(gòu)；減震系統(tǒng)；跑步板；跑步機使用；多功能設(shè)計指導(dǎo)老師簽名：The Design of Multifunctional TreadmillStudent name: Li Yao Hong Class: 0781051Supervisor: Xiong Li JuanAbstract: The race apparatus is the family and apparatus always on the alert of gymnasium, and the simplest one in the body-building apparatus of the current family, it is the best choice of the family building up body device. The experts believe the race apparatus market will take high price products as the leading factor in the future. Low price products sell too good, price in recent years had the tendency to rise. Pay attention to consumers with fashionable life and think the price of the race apparatus is the natural thing above 1000 U.S. dollars. These signs indicate the race apparatus will still increase continuously in the future.Have used the three-dimensional entity software SOLIDWORKS to carry on the entity modeling of the part in the course of designing, design with the ensemble architecture. some design of the parts and assembly drawings had used AutoCAD to design .Design and include the support , the base shelf , the cylinder , run board, is it bring to run, design consult domestic and international every brand structure and design, carry on accurate calculation by organization to transmission, and design stress shock attenuation systematic importance and run the static -proof functionality of the board especially, the design enables persons who run to experience the strength of the race apparatus.Because of the particularity of the race apparatus, safe problem is worth paying close attention toer, how to use the race apparatus correctly, it is as important as maintenance of the race apparatus.Key word: Overall structure；Main transfer machinery；Damping system；Run board；Run , machine use；Multifunction designSignature of Supervisor： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 多功能電動跑步機設(shè)計系 別 航空工程系專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化班級學(xué)號 0781051學(xué)生姓名 黎耀鴻指導(dǎo)教師 熊麗娟二 O 一一 年 3 月 多功能電動跑步機設(shè)計學(xué)生姓名：黎耀鴻 班級：0781051指導(dǎo)老師：熊麗娟摘要：跑步機是家庭及健身房常備的器材，而且是當(dāng)今家庭健身器材中最簡單的一種，是家庭健身器的最佳選擇。專家們相信未來跑步機市場將以高價位產(chǎn)品為主導(dǎo)。低價位產(chǎn)品銷售也不錯，近幾年價格已有上升趨勢。注重生活時尚的消費者認為跑步機價格在 1000 美元以上是理所當(dāng)然的事。這些跡象表明，未來跑步機仍會持續(xù)增長。此次設(shè)計的任務(wù)為學(xué)習(xí)相關(guān)三維軟件并使用軟件進行電動跑步機機械部分的零件建摸，結(jié)構(gòu)設(shè)計，產(chǎn)品的裝配，和最后出產(chǎn)品的渲染圖，發(fā)布產(chǎn)品的宣傳海報。設(shè)計過程中使用了三維實體軟件 SOLIDWORKS 進行了零件的實體建模，和總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。部分零件設(shè)計和總裝配圖設(shè)計使用了 AutoCAD 軟件設(shè)計。設(shè)計包括支架，基架，滾筒，跑步板，跑步帶等，設(shè)計中參考了國內(nèi)外各品牌結(jié)構(gòu)和樣式，對傳動機構(gòu)進行了精確計算，而且設(shè)計中重點突出了減震系統(tǒng)的重要性和跑步板防靜電的功能性，設(shè)計更為人性化，使跑步者能感受到跑步機的力量。由于跑步機的特殊性，安全問題更值關(guān)注，如何正確使用跑步機，和跑步機的保養(yǎng)同樣重要。關(guān)鍵詞：總體結(jié)構(gòu)；傳動機構(gòu)；減震系統(tǒng)；跑步板；跑步機使用；多功能設(shè)計指導(dǎo)老師簽名：The Design of Multifunctional TreadmillStudent name: Li Yao Hong Class: 0781051Supervisor: Xiong Li JuanAbstract: The race apparatus is the family and apparatus always on the alert of gymnasium, and the simplest one in the body-building apparatus of the current family, it is the best choice of the family building up body device. The experts believe the race apparatus market will take high price products as the leading factor in the future. Low price products sell too good, price in recent years had the tendency to rise. Pay attention to consumers with fashionable life and think the price of the race apparatus is the natural thing above 1000 U.S. dollars. These signs indicate the race apparatus will still increase continuously in the future.Have used the three-dimensional entity software SOLIDWORKS to carry on the entity modeling of the part in the course of designing, design with the ensemble architecture. some design of the parts and assembly drawings had used AutoCAD to design .Design and include the support , the base shelf , the cylinder , run board, is it bring to run, design consult domestic and international every brand structure and design, carry on accurate calculation by organization to transmission, and design stress shock attenuation systematic importance and run the static -proof functionality of the board especially, the design enables persons who run to experience the strength of the race apparatus.Because of the particularity of the race apparatus, safe problem is worth paying close attention toer, how to use the race apparatus correctly, it is as important as maintenance of the race apparatus.Key word: Overall structure；Main transfer machinery；Damping system；Run board；Run , machine use；Multifunction designSignature of Supervisor： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 多功能電動跑步機設(shè)計系 別 航空工程系專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化班級學(xué)號 0781051學(xué)生姓名 黎耀鴻指導(dǎo)教師 熊麗娟二 O 一一 年 3 月 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1緒論跑步是目前國際流行并被醫(yī)學(xué)界和體育界給予高度評價的有氧健身運動，是保持一個人身心健康最有效、最科學(xué)的健身方式，也越來越受到大家喜愛。戶外長跑曾經(jīng)是大眾最喜聞樂見的運動形式，沿著林蔭道呼吸著早晨清新的空氣，聽著枝頭的鳥鳴，既能愉悅身心，又可鍛煉體魄。只是隨著都市的大氣變得污濁，生活節(jié)奏變得緊張，戶外長跑變得不那么流行了，而跑步機則成了時下健身最熱門的健身器械。跑步機不僅可以讓我們免受汽車尾氣之苦，也使我們可以選擇自己方便的時間隨時鍛煉。電動跑步機，又名電動跑臺，是多年來國際流行的大眾健身器材，通過電機帶動跑帶使人以不同的速度被動地跑步或走動。由于電動跑步機上的電子輔助裝備功能非常多，鍛煉者可體驗不同的跑步環(huán)境，如平地跑、上坡跑、丘陵跑、變速跑等，個人可以根據(jù)自己的鍛煉目的進行鍛煉。跑步機在健身者運動時能顯示出跑步時的速度、時間、心率、熱量、節(jié)拍、距離等指標(biāo)，使健身者能夠隨時根據(jù)自身的身體狀況調(diào)節(jié)訓(xùn)練強度。跑步機雙面寬厚的跑帶帶給您草地般舒適感覺，馬力強勁的電機帶給您澎湃恒久的動力，靈敏的控制器配合芯片使您在跑步過程中隨心所欲，堅固的鋼架以及防爆沖裝置使您的安全盡在掌握。電動跑步機使您在繁忙的工作之余仍然可以盡享運動的樂趣......南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2第一章. 總體方案設(shè)計1.1 基本功能跑步機的基本功能就是構(gòu)建一條運動的跑道（跑步帶），跑道的運動方向與運動者的跑動方向相反，但速度必須自動保持一致，這樣就使得運動者能夠在原地進行跑步鍛煉了。實現(xiàn)跑步機的功能，對跑步帶的驅(qū)動與速度控制：通常使用直流電動機驅(qū)動，直流電動機通過半導(dǎo)體功率器件，使用脈沖寬度控制（PWM）方式實現(xiàn)調(diào)速。 1.2 構(gòu)造設(shè)計多功能電動跑步機主要由機架、電動機、可調(diào)電源、跑步皮帶及儀表控制盤組成，其特征在于框架與支架垂直連接，前軸與后軸分別裝在框架的兩端，前滾筒與后滾筒分別用軸承套裝在前后軸上，跑步皮帶張緊繞裝在前后滾筒上，跑步皮帶下裝有支撐跑步板，從動皮帶輪緊裝在前滾筒的一端，電動機、可調(diào)電源,安裝在框架的前端，控制傳感器裝在電動機上，速度傳感器安裝在緊靠在從動皮帶輪的框架上，皮帶調(diào)節(jié)螺栓一端連接在電動機外殼的孔板上，另一端連接在焊接于框架前端的孔板上，跑步機扶手架安裝于支架的頂端，儀表控制盤安裝于扶手架上。傳動方式采用帶傳動機構(gòu)，傳動級為一級。同時在支架上安有扭腰盤和伏地挺身架使機器實現(xiàn)其多功能性。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文31.3 功能原理的確定目前市場上比較常見的有傳統(tǒng)跑步機和電動跑步機兩種。傳統(tǒng)跑步機，俗稱“被動式跑步機”。 是我國上世紀 80 年代從國外引進健身觀念時、為適應(yīng)當(dāng)時國情而開發(fā)的具有“中國特色”的過渡產(chǎn)物。它的動力來源是使用者通過自身臂部、膝部、踝關(guān)節(jié)的活動，推動跑步機而產(chǎn)生的運動。速度由運動者自己控制。這種運動方式，表面上看起來似乎能消耗更多的能量，但其造成的運動傷害也要比在大自然中跑步高出數(shù)倍。據(jù)北醫(yī)三院運動醫(yī)學(xué)專家林共周博士解釋：在馬路上跑步，每跑 1000 米，每只腳就得撞擊地面約 1000 次左右。而在傳統(tǒng)跑步機上跑步，人體除自身重量產(chǎn)生的震蕩外，腳踝、膝部和臀部的肌肉，特別是肌腱，還要額外承擔(dān)向后的扭力來確保跑帶向后運動。由于扭力過度集中在韌帶、關(guān)節(jié)等幾個關(guān)鍵受力部位，更容易使受力部位肌腱組織產(chǎn)生慢性疲勞，造成損傷。很多傳統(tǒng)跑步機使用者，發(fā)現(xiàn)自己越是認真鍛煉，腿部就越跑越粗，關(guān)節(jié)也越練越?jīng)]有力氣。傳統(tǒng)跑步機并不適合患有脊椎軟骨突出、膝關(guān)節(jié)炎、踝關(guān)節(jié)扭傷、骨肌腱炎、以及足底筋膜炎的人，因為長期的跑步可能會加重慢性扭傷的情形或加速膝關(guān)節(jié)的老化。電動跑步機是健身房及家庭較高檔的器材，這種跑步機能減輕傳統(tǒng)訓(xùn)練對關(guān)節(jié)的沖擊，避免運動受傷，比自然跑步有明顯的優(yōu)勢。跑步時后腳跟先著地，順著跑帶方向運動。手腳模仿跑步的動作，前后揮動，從而使全身肌肉得到均衡的鍛煉。由于跑帶的運動方向與腳步移動的方向一致，韌帶部位的扭力就抵消了，跑起來非常舒適?？祻?fù)者、兒童、老年人也可以保持身體平衡，從而集中精力安心鍛煉。如果增加運動量，可以加快舞動手腳的速度。用電動跑步機能消除關(guān)節(jié)的負載，不但能減肥健身，還有益于受傷后身體的恢復(fù)。它通過電機帶動跑帶使人以不同的速度被動地跑步或走動。由于被動地形成跑和走，從動作外形上看，幾乎與普通在地面上跑或走一樣，但從人體用力上看，在電動跑步機上跑、走比普通跑、走省去了一個蹬伸動作。正是這一點使每一個在電動跑步機上走跑的人感到十分輕松自如，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、跑為多。另外，由于電動跑步機上的電子輔助裝備功能非常多，可體驗不同的跑步環(huán)境。小結(jié)：電動跑步機就是構(gòu)造一條運動的跑帶，使運動者在原地進行跑步鍛煉。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文4第二章. 電動機類型與參數(shù)的選擇2.1 類型功率選擇當(dāng)人在跑步機上跑步或走路時，跑步機所承載的重量是人體重的 0.8~2.5 倍，而馬力就是在這樣的載重量下，還能滿足并維持所選擇的速度，讓人可以在跑步機上走跑自如的驅(qū)動力。通常跑步機一個馬力大概可提供 50~60 公斤的承載重量，但跑步帶面積大小也和跑步機馬力有相當(dāng)直接的關(guān)系，跑步機的馬力越大，可以帶動的跑步帶面積也越大，所以衡量效率及安全性后，一般建議，家用跑步機合宜的持續(xù)(continuous)馬力應(yīng)該至少 1.5 馬力以上，如果家人的體重有超過 80 公斤，則應(yīng)選 2.0 持續(xù)(continuous)馬力以上的跑步機。此跑步機設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為 100 公斤，則電動跑步機用電動機—ZYT42（NEMA）型永磁直流電動機該型電動機系大功率跑步機中配套的專用驅(qū)動元件，經(jīng)一定的電磁、結(jié)構(gòu)派生處理也可適用于相應(yīng)的機械裝置中作為驅(qū)動元件。該電動機顯著的特點：具有轉(zhuǎn)速精度高，當(dāng)人在跑步機上運動時，是一個沖擊負載，該機在這種沖擊負載作用下一轉(zhuǎn)不差，保持同步轉(zhuǎn)速，如同在平地上一樣感覺。表現(xiàn)在調(diào)速方便（可無級調(diào)速） ，調(diào)速范圍寬，低速性能（啟動轉(zhuǎn)矩大） ，運行平穩(wěn)，噪音低，效率高。直流電動機 PWM 調(diào)速原理圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 直流電動機 PWM 調(diào)速原理圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文52.2 技術(shù)參數(shù)型號 ZYT42/06 電壓 220 VDC功率 2.0 HP 電流不大于 9.8A轉(zhuǎn)速 3400±7% 轉(zhuǎn)向 逆時針絕緣等級 F 級圖 2-1 電動機外型圖L1=28.5 L2=272電動機特性曲線：表 2-1 電動機特性曲線南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6小結(jié)：跑步機屬于健康器材類產(chǎn)品，由于跑步機驅(qū)動電機必須滿足各種體重的人來使用。一般使用跑步機的目的有兩種：健身、減肥瘦身；如果是減肥瘦身的人來使用，因為身體較肥胖，跑不快。因此驅(qū)動電機的低速必須轉(zhuǎn)矩大才能使用。相反的，健身的人跑步快，但是重量輕，因此高速時的轉(zhuǎn)矩需求較小，跑步機必須滿足家庭成員每一個人都能使用。因此調(diào)速范圍要寬廣，低速轉(zhuǎn)矩要大，才能滿足不同重量的人。目前跑步機使用的驅(qū)動裝置以直流有刷電機為多，優(yōu)點是價格便宜。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7第三章. 傳動機構(gòu)設(shè)計工作機構(gòu)類型選擇帶傳動,屬于定傳動比勻速轉(zhuǎn)動機構(gòu)。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉 能緩和載荷沖擊，運行平穩(wěn)，無噪聲，過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞，具有過載保護作用。3.1 設(shè)計步驟及參數(shù)選擇初始條件：選擇電機為專門為跑步機生產(chǎn)的永磁直流電動機，傳動功率 P=1.5KW，主動輪轉(zhuǎn)速為 n1=3400r/min 傳動比定為 i=2.1 由于多楔帶適于傳遞功率較大而又要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合，特別能適應(yīng)帶輪直徑小的傳動，所以擇之。以下計算過程所用到的表和圖來源： 卜炎主編. 機械傳動裝置設(shè)計手冊（上冊） ，機械工業(yè)出版社，19991、確定設(shè)計功率 PdPd＝K AP （3-1）KA——工作情況系數(shù)，根據(jù)跑步機使用的特性，選擇每天工作時間<10 小時，載荷變動小。K A=1.1 見表 8-9Pd=1.1*1.5=1.65kw2、帶型號的選擇對于多楔帶的型號可根據(jù)設(shè)計功率 Pd=1.65KW 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=3400r/min 由圖 8—21 選取,選 PJ 型多楔帶。3、確定帶輪直徑 de1、de2（有效直徑）小帶輪有效直徑：由表 8-90demin=20mm,由表 8-91 選 de1=33.5mm大帶輪有效直徑:小帶輪節(jié)圓直徑dp1=de1+2△e=33.5+2*1.2=36mm由表 8-90，△e=1.2大帶輪節(jié)圓直徑 dp2=idp1=2*33.5=67mmde2=dp2-2△e=67-2*1.2=64.6mm由表 8-91，選 de2=63mm4、計算帶速 v南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8v=πd p1n1 /（60×1000） m/s （3-2）注意：v↑ —→離心力、離心應(yīng)力↑—→FQ↓—→單位時間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N↑v↓ —→P=F×v/100 可知，P 一定時，F(xiàn)↑—→張緊力↑一般 v 在 5～25 m/s，最大 30 m/s，在 8～15 m/s 較好V=∏*36*3400/60*1000=6.4<30m/s,合適。5、初定中心距 a0中心距的大小對帶傳動的影響：a↑—→結(jié)構(gòu)大—→由于載荷變化引起帶的顫動—→掉帶a↓—→帶的長度↓—→在一定速度下，單位時間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù) N 愈多，會加速帶的疲勞損壞；—→當(dāng)傳動比 i 較大時，包角↓ 對于 V 帶傳動，中心距 a 一般可取2（d e1 ＋d e2 ）≥a 0≥0.7（d e1＋d e2） （3-3）67.55

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