折疊型跑步機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及CAE分析

圖書分類號(hào):密級(jí):畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）折疊型跑步機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及CAE分析THESTRUCTUREDESIGNOFTYPE

FOLDINGTREADMILLANDCAEANALYSIS學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：年—月日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日日期：年月日摘要針對(duì)人們鍛煉身體的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了新型的折疊型跑步機(jī)。此款跑步機(jī)包含的主要功能如下：可折疊、跑步、播放器、顯示屏、里程表、心率儀、按摩、仰臥起坐。課題研究?jī)?nèi)容如下：一：外形結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了下支架、輔助支架、仰臥支架、基架、跑板、跑帶、顯示屏，基于ABS塑料耐用、防油等特點(diǎn)，顯示屏選用ABS塑料。顯示屏上功能比較齊全，由內(nèi)部電子系統(tǒng)控制，可實(shí)現(xiàn)音頻、視頻播放，測(cè)里程、測(cè)心跳，并且具有高清顯示屏。二：傳動(dòng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了多楔帶、帶輪、滾筒軸，選用了跑步機(jī)專用電動(dòng)機(jī)。按照跑步機(jī)最大承重量和速度范圍，確定跑步機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速。三：輔助機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了按摩儀和仰臥起坐架。綜合分析以往跑步機(jī)功能的單一和人們興趣的不同等因素，在輔助支架上安裝了輔助功能。四：CAE關(guān)鍵零部件的分析，基于ANSYS軟件對(duì)跑步機(jī)關(guān)鍵零件把手和跑板進(jìn)行了靜力學(xué)分析，獲得了應(yīng)力場(chǎng)和變形場(chǎng)結(jié)果，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了定量的驗(yàn)證依據(jù)。本課題是在UG、CAD軟件下，進(jìn)行整體繪圖設(shè)計(jì)、分析，為設(shè)計(jì)起到了很大的幫助。關(guān)鍵詞跑步機(jī)；多功能；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；CAEAbstractAccordingtothecharacteristicsofthepeopletoexercise,inthispaper,thedesignofnewtypefoldingtreadmill.Thistreadmillincludesmainfunctionisasfollows:folding,running,player,displayscreen,odometer,theheartratemeter,massage,sit-ups.Researchcontentisasfollows:A:appearancestructure,designunderthestents,auxiliarysupport,lieonyourback,baseframe,run,run,display,basedonthecharacteristicsofABSplasticisdurable,preventoil,screentochooseABSplastic.Displayscreen,withcontrolledbyinternalelectronicsystem,whichcanrealizetheaudioandvideoplayback,measuringrange,measuringtheheartrate,andhasahddisplay.Two:transmissiondesign,designthewedgebelt,beltwheel,rollershaftandchoosethespecial-purposemotorrunningmachine.Accordingtothemaximumbearingweighttreadmillandspeedrange,determinepowerandspeedforthetreadmill.Three:auxiliarymechanism,designthemassagerandsit-ups.Comprehensiveanalysisofprevioustreadmillfunctionofsingleandfactorssuchasdifferencesinpeople'sinterest,installedintheauxiliarysupportauxiliaryfunctions.Four:CAEanalysisofkeyparts,basedonANSYSsoftwareofkeypartsonthetreadmillhandlesandrun,hascarriedonthestaticanalysis,obtainedasaresult,thestressfieldanddeformationfieldprovideaquantitativeverificationofthebasisforstructuraldesign.ThistopicisundertheUG,CADsoftware,drawingdesign,thewholeanalysis,asthedesignhasplayedabighelp.KeywordsTreadmillMulti-functionCAEUG日折疊型施步和結(jié)何設(shè)計(jì)及CAE分析,國「-360壓璃3.2正式版劃牛捏作工具幫此?合kJMg折暨型跑步機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)■及CAE分析,皿\咐件\囹細(xì)-解包K小為6后MB名稱...心目錄_mtZA3.bak「■呻燦3,如g□E5護(hù)罩M-副本⑵晶3'%E5護(hù)罩A3-副本[2],dwg_^A3-副本Mk'■-剖本,dwg_~F^^-A3,bale「、下座架-A3.dwg_品示屏-副本hale「■顯示屏口2-副本,dwg,,AD.fdwg1.bak土總裝囹A?！籧Jwrg1.dwgS^r修改日期87.1KB49.0KEBAK文件2015-05-2jm—,in整篇論文jjra-■J?n■.—■—rdnn全套圖紙一x」i「■-m■外文翻譯QQ1411494633110,1KBao.lKEAutoCAD囹形2015-05-2107.3KE74.SKEGAK球2015-05-2107.3KB79.5KEAutoCAD囹形2015-05-21,5MB1.3MEBAK文件2015-05-2；1.4MB1.2MEAutoCAD圖形2015-05-2：目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要IAbstractII\o"CurrentDocument"1緒論1\o"CurrentDocument"1.1跑步機(jī)國內(nèi)外的發(fā)展前景11.2本課題的研究?jī)?nèi)容1\o"CurrentDocument"2總體方案設(shè)計(jì)4\o"CurrentDocument"2.1跑步機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理4\o"CurrentDocument"2.2跑步機(jī)的多功能性5\o"CurrentDocument"2.2方案確定53傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。3.1傳動(dòng)帶的選擇和參數(shù)的確定錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2帶輪材料結(jié)構(gòu)和尺寸選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。3.3電動(dòng)機(jī)的選型錯(cuò)誤!未定義書簽。3.4散熱扇的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。3.5前后滾筒的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。3.6滾筒軸的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。3.7軸承的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。3.8軸強(qiáng)度校核錯(cuò)誤!未定義書簽。4外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。4.1基架的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。4.2支架的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。4.3扶手和顯示板的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。4.4防護(hù)罩的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。5傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。5.1跑板的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。5.2減震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。5.3傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。5.4跑步帶的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。5.5液壓桿的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"6輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6\o"CurrentDocument"6.1按摩儀的設(shè)計(jì)6\o"CurrentDocument"6.2仰臥起坐架的設(shè)計(jì)7\o"CurrentDocument"7折疊型跑步機(jī)關(guān)鍵零部件的CAE分析9\o"CurrentDocument"8跑步機(jī)的使用維護(hù)和保養(yǎng)14\o"CurrentDocument"8.1跑臺(tái)潤滑油的添加14\o"CurrentDocument"8.2使用注意事項(xiàng)14\o"CurrentDocument"致謝16\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)161緒論1.1跑步機(jī)國內(nèi)外的發(fā)展前景隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和深入，健康問題和健身問題越來越深入人心，生活節(jié)奏加快了，工作壓力加大了，空閑時(shí)間就月來越少，為了跟上社會(huì)的節(jié)奏，人么都恨不得吃飯都在工作，隨之而來的就是各種疾病，高血壓，高血脂，高血糖，腰間盤突出，心臟病，這些疾病都被人們成為富貴病，因?yàn)樗鼈兇蠖汲霈F(xiàn)在城市白領(lǐng)身上。吃完飯沒有足夠的運(yùn)動(dòng)，就坐在電腦旁，辦公桌前開始工作，久而久之身體機(jī)能下降，免疫力下降，疾病就隨之而來。那么，我們?cè)趺赐ㄟ^運(yùn)動(dòng)來增加免疫力，強(qiáng)壯體格呢？這個(gè)問題越來越受到重視。跑步機(jī)起源于歐美國家，由于工業(yè)在歐美首先發(fā)展起來，所以機(jī)械化運(yùn)作也逐漸發(fā)達(dá)，起初跑步機(jī)的發(fā)明只是給人使用，現(xiàn)在隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，為了有效的訓(xùn)練一些動(dòng)物的跑步速度，比如警犬，還專門設(shè)計(jì)了犬類專用跑步機(jī)。然而在中國，跑步機(jī)的發(fā)展歷史并不是很長，前后時(shí)間才有20年，由于它的價(jià)格相對(duì)一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)器材來說還是比較昂貴的，所以跑步機(jī)還并不普及。但是跑步機(jī)雖然在中國發(fā)展的時(shí)間并不長，但是已經(jīng)更新了四代，發(fā)展的速度還是比較驚人的，由機(jī)械式，到電子式，再到數(shù)碼式，它的功能越來越齊全，操作也越來越人性化。隨著跑步機(jī)的普及，價(jià)格也沒有以前那么高了，信心不久的將來跑步機(jī)會(huì)惠及每一個(gè)家庭。跑步能達(dá)到全身鍛煉的效果，相當(dāng)于站在一個(gè)減肥振動(dòng)機(jī)上，全身肌肉都會(huì)隨著你的跑步節(jié)奏速度顫動(dòng)，好比給肌肉按摩?？茖W(xué)研究表明，任何生物體只有動(dòng)起來才不會(huì)腐朽，越用越靈活，同樣對(duì)于身體也是，任何機(jī)能，只有多加鍛煉才會(huì)更加健康。老年人由于身體機(jī)能的下降，都會(huì)得骨質(zhì)疏松病，經(jīng)常跑步會(huì)降低骨質(zhì)疏松的速度，減緩骨骼的老化。處在成長發(fā)育期的青少年，因?yàn)楣趋腊l(fā)育比較快，容易缺鈣，也容易得骨質(zhì)疏松病，經(jīng)常跑步能鍛煉骨骼，讓骨頭與骨頭之間精密結(jié)合，健康發(fā)育，身體更強(qiáng)壯，防止骨科疾病。跑步機(jī)不僅解決了運(yùn)動(dòng)的問題，還有健康問題，所以是一個(gè)很好的運(yùn)動(dòng)器材。跑步機(jī)在中國的發(fā)展歷史相對(duì)比較短，但是發(fā)展速度還是比較迅速，是城市白領(lǐng)人士和健身房的主要健身器材。跑步機(jī)種類很多，折疊式和非折疊式，電動(dòng)式和機(jī)械式。每一種跑步機(jī)都有自身的特點(diǎn)和適應(yīng)人群，希望運(yùn)動(dòng)成為全民運(yùn)動(dòng)，不會(huì)因?yàn)閮r(jià)格的因素而成為我們的障礙，現(xiàn)把跑步機(jī)分類列表1-1所示。以及折疊型和多功能型跑步機(jī)見圖1-1和圖1-2所示。1.2本課題的研究?jī)?nèi)容本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要從零部件到整體的設(shè)計(jì)，從零件的測(cè)繪，到整體的組裝，再到性能的分析。設(shè)計(jì)過程中會(huì)用到很多輔助軟件，這些軟件可以幫助你更好，更快的完成設(shè)計(jì)。研究方法有好多種，可以到市場(chǎng)調(diào)研，觀察看市場(chǎng)上目前跑步機(jī)都是什么類型的，每種類型都有什么特點(diǎn)，每個(gè)特點(diǎn)都能實(shí)現(xiàn)什么功能，及時(shí)的做好總結(jié)。也可以通過上網(wǎng)收集資料，參考一下國外都有哪些先進(jìn)的技術(shù)。在完成基本功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，無論是功能上還是外形結(jié)構(gòu)上，怎樣讓顧客更愿意接受。表1-1分類電動(dòng)跑步機(jī)機(jī)械跑步機(jī)多功能跑步機(jī)特點(diǎn)電動(dòng)式跑步的優(yōu)點(diǎn)是比較省力。而且對(duì)于腳后部肌肉的損害也比較小，因?yàn)檎麄€(gè)的跑步帶是由點(diǎn)帶動(dòng)，在準(zhǔn)備跑步之前調(diào)節(jié)好速度，只要人在跑帶上跟著速度跑就可以，不需要用力。這種跑步機(jī)跑起來更持久，但是是一種被動(dòng)的跑步，如果稍加不注意，跟不上節(jié)奏，也有可能發(fā)生意外，這是一個(gè)比較大的缺點(diǎn)。有待改進(jìn)，如果上面加一個(gè)傳感器，能夠檢測(cè)到人的運(yùn)動(dòng)，如果人動(dòng)機(jī)器才會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，人一旦不動(dòng)了，速度就會(huì)降下來，這樣就會(huì)降低事故的發(fā)生率。這款跑步機(jī)對(duì)于電動(dòng)式跑步機(jī)來說截然相反，它的速度完全靠跑步者自己掌握，運(yùn)動(dòng)者動(dòng)跑帶才會(huì)動(dòng)，跑步者不動(dòng)，跑帶就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是安全，因?yàn)樗乃俣雀揪筒粫?huì)很快，而且隨意啟動(dòng)和停止。缺點(diǎn)就是顯而易見的了，速度靠跑步者自己來決定，也就是說你用多大的勁才會(huì)有多大的速度，不使勁就沒有速度，這樣容易讓使用者產(chǎn)生疲勞和厭倦，使運(yùn)動(dòng)不能持久，而且要使帶運(yùn)動(dòng)起來需要很大的力度，對(duì)于腳上的肌腱來說是一種很大的傷害，因?yàn)槊恳徊蕉夹枰艽蟮牧Σ拍苁箮д５倪\(yùn)轉(zhuǎn)，要有很大的速度基本上也是不可能的了。相應(yīng)地價(jià)格也會(huì)很低。多功能跑步機(jī)顧名思義，就是這款跑步機(jī)不僅具有跑步的功能，而且融合了多種功能于一體，比如仰臥起坐，全身按摩，扭腰盤，啞鈴，跳繩等，可以實(shí)現(xiàn)全身上下每一個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)，腿部，腰部，頸部，肩膀，相比前面兩款來說功能更齊全，設(shè)計(jì)更人性化，對(duì)于不同的人群來說都能起到一個(gè)很好的鍛煉效果。并且現(xiàn)在多功能還不僅僅是體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方式的增多上，更方便的是，可以折疊，這對(duì)于笨重的跑步機(jī)來說，又是一次飛躍，對(duì)于城市中，家里面積小的用戶來說，就是一種很大的方便，并且折疊結(jié)構(gòu)是液壓裝置，整個(gè)下降和上升過程都很輕松，在跑步機(jī)下方還有橡膠滾輪，輕松方便隨處移動(dòng)。相應(yīng)的價(jià)格也會(huì)有所提高，但是功能可以選擇，適合什么功能就購買帶有什么功能的跑步機(jī)，這樣也不會(huì)造成功能的浪費(fèi)。

圖1-1折疊型圖1-2多功能型2總體方案設(shè)計(jì)2.1跑步機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理跑步機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是電動(dòng)機(jī)、液壓升降馬達(dá)、跑步帶、跑步板、滾筒、減震系統(tǒng)、折疊機(jī)構(gòu)、支架、基架、按摩儀、仰臥起坐架和顯示板等。跑步機(jī)的整體結(jié)構(gòu)是通過螺栓連接而成，一方面是便于運(yùn)輸，另一方面是便于拆裝，當(dāng)不使用時(shí)可以拆卸收起來，再者當(dāng)跑步機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)問題時(shí)，可以把外部拆下來，便于內(nèi)部的維修。跑步機(jī)的支架包括上支架和下支架。上支架和下支架的二維圖紙見附錄二和附錄三。上支架由扶手和電子顯示屏組成，扶手用于支撐，當(dāng)運(yùn)動(dòng)者在跑步發(fā)生意外時(shí)，扶手可以支撐人的全部重量，因此要對(duì)扶手進(jìn)行應(yīng)力分析，這一塊將在后面CAE分析章節(jié)中詳細(xì)講解。電子顯示屏上功能很多，包括音頻，視頻，開關(guān)，心率儀，物品放置處等。下支架和基架通過螺栓安裝在一起，下支架主要起到支撐跑步機(jī)下部整個(gè)機(jī)構(gòu)，并且下支架和基架之間還有伸縮彈簧，可以緩解跑步運(yùn)動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)?；艿亩S圖紙見附錄四在跑步機(jī)前端還有電動(dòng)機(jī)，跑步機(jī)所使用的電動(dòng)機(jī)是跑步機(jī)專用電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榕懿綑C(jī)整體空間的有限，所以專用電動(dòng)機(jī)的體積相對(duì)于普通電動(dòng)機(jī)的體積會(huì)比較小一些。電動(dòng)機(jī)軸上還安裝有散熱扇和主動(dòng)輪。多楔帶一端安裝在主動(dòng)輪上，一端安裝在從動(dòng)輪上，從動(dòng)輪安裝在滾筒軸上。跑步機(jī)有兩個(gè)滾筒軸，分別在跑板的兩端，傳感器安裝在滾筒軸上，可以測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)滾筒軸的直徑，再加上跑步時(shí)間可以測(cè)量跑板里程數(shù)。跑步皮帶通過跑板繞裝在滾筒上。跑步板由特殊材料制作而成，具有彈性，而且柔韌，減少?zèng)_擊，具體的介紹將在下面的章節(jié)中詳細(xì)說明。跑步板和基架之間裝有六個(gè)減震彈柱，使運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)，噪聲更小。液壓折疊機(jī)構(gòu)裝在基架和跑步板之間，放下時(shí)不會(huì)突然降落，會(huì)有5秒鐘的緩沖時(shí)間，有效的減少了意外的發(fā)生。同時(shí)在支架前端的輔助支架上安裝有按摩儀和仰臥起坐架，實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)的多功能性。跑步機(jī)的整體外觀結(jié)構(gòu)如圖2-1，二維圖紙見附錄一。跑步機(jī)的工作原理就是人在與自身的運(yùn)動(dòng)方向相反的跑帶上進(jìn)行跑和走的訓(xùn)練，現(xiàn)在的跑步機(jī)模擬陸地行走和跑步，也可以模擬爬山運(yùn)動(dòng)，但是跑步機(jī)的跑步帶由于運(yùn)動(dòng)方向和我們后腳的運(yùn)動(dòng)方向相同，并且有彈性，所以能減少對(duì)腿關(guān)節(jié)和腳踝的傷害，防止肌肉拉傷。根據(jù)不同年齡層次或者愛好的不同，本課題設(shè)計(jì)的跑步機(jī)在以往跑步機(jī)的基礎(chǔ)上增加一些輔助健身器材，滿足不同的需要，比如啞鈴，扭腰盤，仰臥起坐，按摩儀等。為了不造成功能的浪費(fèi)，同時(shí)也是保證價(jià)格能普遍接受，所以選擇仰臥起坐和按摩儀，一個(gè)動(dòng)，一個(gè)靜。圖2-1跑步機(jī)2.2跑步機(jī)的多功能性為防止跑步機(jī)在運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)意外，所以跑步機(jī)不會(huì)突然速度變?yōu)榱?，?huì)有一個(gè)階梯速度，這是通過儀表盤上的觸摸開關(guān)實(shí)現(xiàn)的，通過觸摸開關(guān)引出一個(gè)帶有夾子的長繩，一端接觸觸屏儀，一端夾在跑步者的衣服上，當(dāng)跑步者發(fā)生意外摔倒時(shí)，會(huì)拉動(dòng)夾子，使開關(guān)脫離，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止意外發(fā)生?？偫锍逃涗洠谂懿綑C(jī)底座的滾筒上安裝計(jì)數(shù)器，通過計(jì)算滾筒的直徑以及轉(zhuǎn)的圈數(shù)來換算跑步的距離。儀表盤不僅能調(diào)節(jié)時(shí)速，還能聽音樂，測(cè)心率，實(shí)現(xiàn)健康運(yùn)動(dòng)。跑步機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)跑步功能，還可以實(shí)現(xiàn)許多輔助運(yùn)動(dòng)，比如仰臥起坐、按摩、扭腰、啞鈴等全身運(yùn)動(dòng)。但是一款跑步機(jī)功能不宜太多，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的有限，所以為了不讓資源浪費(fèi)，也考慮到生產(chǎn)成本這一方面，在此設(shè)計(jì)的跑步機(jī)只加入了仰臥起坐和按摩儀的輔助功能，老少皆宜，既實(shí)用，又能實(shí)現(xiàn)有效的利用。并且按摩儀可以拿掉，如果在購買時(shí)不需要這個(gè)功能，可以無需購買。2.2方案確定在深入了解了跑步機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和基本功能之后，根據(jù)本課題對(duì)所設(shè)計(jì)的跑步機(jī)的要求，長：寬：高比例131.6cmX68.7cmX124.3cm；最大承重量90Kg，速度0.8-12km/h，可以確定整個(gè)跑步機(jī)的大小，根據(jù)承重量和速度，選擇電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，確定前端預(yù)留出的距離，以方便安裝，然后設(shè)計(jì)跑板，隨后確定跑帶，顯示屏和輔助支架可以設(shè)計(jì)完主要機(jī)構(gòu)之后再根據(jù)主要尺寸和配合設(shè)計(jì)、安裝。

6輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1按摩儀的設(shè)計(jì)為了解決跑步機(jī)功能單一的問題，再者是滿足一個(gè)家庭不同人群的需要和達(dá)到全面的鍛煉，在跑步機(jī)的基礎(chǔ)上，增加了按摩儀的功能。按摩儀能按摩腰部、腿部、頸部、胳膊，緩解酸痛，同時(shí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不大，特別適合長期坐在辦公室的上班族，還有腿腳不方便的老人。按摩儀的整體結(jié)構(gòu)見圖6-1所示圖6-1按摩儀按摩儀的上部是一個(gè)橢球形，兩邊是一個(gè)凸起，用于安放按摩帶，下部是一個(gè)卡槽，卡在輔助支架上。按摩儀上部的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，首先畫出草圖如圖6-2所示，然后用回轉(zhuǎn)命令，具體參數(shù)見圖6-3所示。圖6-2草圖圖6-3回轉(zhuǎn)命令

下部的草圖形狀如圖6-4所示，通過拉伸命令，具體數(shù)據(jù)見圖6-5所示圖6-4草圖圖6-5拉伸命令凹槽與6-5拉伸后的圖形進(jìn)行求差運(yùn)算，最后得出圖6-1所示。凹槽的草圖如圖6-6所示圖6-6凹槽草圖6.2仰臥起坐架的設(shè)計(jì)仰臥起坐架是在輔助支架上加的一個(gè)功能，輔助支架和仰臥起坐架見圖6-7所示。仰臥起坐架的高度設(shè)計(jì)是根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，下部的橫桿距離地面20mm，上下的橫桿距離45mm,一方面是為了做運(yùn)動(dòng)時(shí)腿部不會(huì)太酸痛，同時(shí)腰部也不會(huì)彎折太厲害，舒服的姿勢(shì)能增加運(yùn)動(dòng)效果。同時(shí)在橫桿上安裝有海綿，增加腳腕處的舒適度，不會(huì)因?yàn)槠つw直接與支架的

直接接觸，摩擦脫皮。同時(shí)仰臥起坐架與輔助支架是通過螺栓連接，可以根據(jù)個(gè)人的身高，調(diào)節(jié)高度，比較方便。圖6-7仰臥起坐架常見的輔助機(jī)構(gòu)還有很多，如扭腰盤，啞鈴等，見圖6-8所示，為了不造成功能的浪費(fèi)，只設(shè)計(jì)了如上兩款。圖6-8啞鈴與扭腰盤7折疊型跑步機(jī)關(guān)鍵零部件的CAE分析信息高速發(fā)展的社會(huì)，我們無論做什么都可以說離不開電子產(chǎn)品，從第一臺(tái)電腦的誕生，我們的社會(huì)發(fā)展就有了巨大的改變，電腦在我們生活中，起到了舉足輕重的作用。從產(chǎn)品的構(gòu)思，設(shè)計(jì)制造，再到市場(chǎng)的銷售，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有著非常大的作用，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用都極大的提高了效率和質(zhì)量。在工業(yè)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)也扮演著重要的角色，計(jì)算機(jī)輔助過程中，CAE就是一款很有用的軟件，許多在實(shí)際中要耗費(fèi)大量的人力物力的東西，CAE只需要一個(gè)測(cè)試，一個(gè)小程序就可以輕松的解決。有限元分析法是在輔助設(shè)計(jì)中最經(jīng)常用到的一個(gè)方法，對(duì)力的分析，快速有效，解決了市場(chǎng)上一大塊問題。CAE指工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)輔助過程，指用計(jì)算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜過程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能等［⑹。而CAE軟件可作靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，動(dòng)態(tài)分析；研究線性、非線性問題；分析結(jié)構(gòu)（固體）、流體、電磁等。它設(shè)計(jì)到工程管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、質(zhì)量控制等科學(xué)技術(shù)。ANSYS是CAE分析軟件中的其中一款，ANSYS能與多數(shù)CAD軟件結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換，如AutoCAD.I-DEAS、Pro/Engineer、NASTRAN、Alogor等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAD工具之一［16］。ANSYS的功能包括結(jié)構(gòu)分析、熱分析、電磁分析、流體分析、耦合場(chǎng)分析。在此使用結(jié)構(gòu)分析中的靜力分析對(duì)跑步機(jī)進(jìn)行有限元分析［16］。跑步機(jī)在使用過程中主要是在跑板中間，跑板兩側(cè)的踏板，以及扶手上施加力，所以在此只對(duì)這三處進(jìn)行有限元分析。如圖7-1所示，是對(duì)跑板中間部位進(jìn)行CAE［17］分析的結(jié)果。中間兩個(gè)黑色圈內(nèi)相當(dāng)于人站在上面的兩只腳，當(dāng)整個(gè)身體的力施加在跑板中間時(shí)，發(fā)現(xiàn)跑板會(huì)發(fā)生輕微的變形，從外到內(nèi)變形程度逐漸加大，紅色變形量最大，圖右上方是變形程度的比較直觀的數(shù)據(jù)。在前期處理完之后就是網(wǎng)格的劃分，網(wǎng)格劃分的程度，與效果成正比，劃分的詳細(xì)，結(jié)果就會(huì)越明顯，但是有時(shí)候沒必要太詳細(xì)，如果分析結(jié)果太詳細(xì)，對(duì)于制造成本就很高，網(wǎng)格的劃分見圖7-2所示圖7-2網(wǎng)格的劃分CAE分析首先是前處理階段，在所要測(cè)試的范圍內(nèi)施加一定的壓力，如圖7-3所示圖7-3結(jié)構(gòu)選擇在選擇完結(jié)構(gòu)之后就是確定泊松比和彈性模量，見圖7-3所示圖7-3參數(shù)的選擇圖7-4是對(duì)跑板兩側(cè)的其中一側(cè)進(jìn)行的有限元分析,因?yàn)榕馨鍍蓚?cè)是對(duì)稱放置的，所以只對(duì)其中一側(cè)進(jìn)行應(yīng)力分析即可。之所以對(duì)跑板兩側(cè)分析是因?yàn)榕懿綑C(jī)在運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)者很可能會(huì)站在跑板兩側(cè)作為休息區(qū)域，或者是在遇到危險(xiǎn)時(shí)，會(huì)不由自主的站在遠(yuǎn)離跑帶的區(qū)域，這時(shí)施加在跑板兩側(cè)的力就是人的整個(gè)體重，所以對(duì)這部分進(jìn)行受力分析很有代表性。圖7-4跑板兩側(cè)部位分析分析過程首先是選擇泊松比和彈性模量，如圖7-4所示。然后在所要測(cè)量應(yīng)力變形的地方劃分網(wǎng)格，劃分網(wǎng)格之后，施加90千克的力，如圖7-5所示，測(cè)應(yīng)力變形。機(jī)鋼R圖7-4參數(shù)的選擇圖7-5網(wǎng)格劃分和力的施加圖7-6是對(duì)上支架扶手的有限元分析，整個(gè)力施加在扶手上，向下壓動(dòng)扶手時(shí)扶手會(huì)發(fā)生輕微的變形，向上鼓起，越靠近扶手尾部，變形量越大，因?yàn)樵诜鍪值那岸擞酗@示屏還有下支架做支撐，變形量會(huì)比較小，整個(gè)的變形程度如圖右上角顏色數(shù)據(jù)所示，紅色變形量表示最大，變形量單位為mm。因?yàn)槭卿摻Y(jié)構(gòu)，所以整體的變形量還是比較小的。圖7-6扶手部位分析對(duì)扶手的分析順序跟前面的分析流程是一樣的，也是劃分網(wǎng)格，選擇參數(shù)和施加壓力。具體數(shù)據(jù)參數(shù)見圖7-7,7-8,7-9所

圖7-7網(wǎng)格的劃分圖7-8施加壓力圖7-7網(wǎng)格的劃分-Mt-C6][kE'tt'3-簽物華阮[桐1[用pggaJm，「|“u，in一:h.l.L口i|L|T；土，甲hPs■‘尹設(shè)：卅:1]t-IH^1Sk|]iti-tr?好也耽日flWPIt「-一M申.MU'：|R'a，衛(wèi)伸j：|!土h7t-T林"‘」||[e-，-失赫a■''.—1.'?[旋L血冶圖7-9參數(shù)選擇8跑步機(jī)的使用維護(hù)和保養(yǎng)8.1跑臺(tái)潤滑油的添加跑步機(jī)在使用過程中，各個(gè)零件之間會(huì)發(fā)生摩擦，為了延長零件的使用壽命，同時(shí)防止使用過程中出現(xiàn)安全問題，所以要對(duì)跑步機(jī)的零件進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)，防患于未然，維護(hù)和保養(yǎng)的方法有很多，經(jīng)常擦拭，潤滑，盡量不要向上面潑水，當(dāng)有漏電狀態(tài)時(shí)，要及時(shí)拔掉電源，找專業(yè)修理人員進(jìn)行維修。潤滑油的添加，可以防止零件生銹，不需要摩擦力的地方可以減少摩擦等，添加潤滑油具體的注意事項(xiàng)和特點(diǎn)［1見表8-1所示表8-1作用品質(zhì)要求使用方法使用頻率注意事項(xiàng)1、減少跑步帶和跑步板之間的摩擦力，保護(hù)跑步板上的耐磨層，延長跑帶、跑板的使用壽命2、減少電能的損耗3、讓用戶在戶外運(yùn)動(dòng)時(shí)更流暢1、耐高溫2、粘度高3、不易揮發(fā)1、掀開左側(cè)跑步帶，將潤滑油沿著跑步帶方向倒在跑步板上，控制用量為10ml2、右側(cè)同左側(cè)一樣操作將跑步機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)在3km/h以內(nèi)，在跑步機(jī)上踩踏，使?jié)櫥途鶆蛲吭谂懿綑C(jī)上每6個(gè)月加注一次潤滑油加注量不可以過大，否則摩擦力太小，跑步帶和傳動(dòng)滾筒之間容易打滑8.2使用注意事項(xiàng)跑步機(jī)作為經(jīng)常使用的健身器材，所以為了更好更健康的使用，避免造成不必要的傷害，同時(shí)也是為了發(fā)揮跑步機(jī)最大的用處，就需要注意一些問題，現(xiàn)在把需要注意的問題列表8-2如下。所有的的注意事項(xiàng)都是平時(shí)稍加注意就可以解決的問題。表8-21在確認(rèn)安裝好，沒有安全隱患之后再使用2因?yàn)榕懿綑C(jī)電源線是專用的，若電源線發(fā)生損壞或者是發(fā)現(xiàn)有漏電的現(xiàn)象，不要隨意更換，應(yīng)該與賣家聯(lián)系，及時(shí)更換或維修，以免發(fā)生事故。3因?yàn)榕懿綑C(jī)是插電使用的，所以防水、防潮是正常的，而且跑步機(jī)本身也有一部分是塑料，還有就是都是用螺栓緊固上的在關(guān)健部位，所以要防撞擊。4跑步時(shí)也最好穿適合跑步的衣服，一是為了運(yùn)動(dòng)起來會(huì)舒服，二是，也是為了運(yùn)動(dòng)期間，防止危險(xiǎn)的發(fā)生。5當(dāng)你使用跑步機(jī)時(shí)，不要站在跑帶上啟動(dòng)，可以站在跑步機(jī)兩側(cè)的修飾板上，剛開始時(shí)速度不要太快，更不要試圖跳上正在快速運(yùn)行的跑帶上。6跑步機(jī)畢竟是機(jī)器，不能隨叫隨停，再安全的東西都存在安全隱患，所以請(qǐng)不要單獨(dú)讓老人小孩使用。結(jié)論本課題以研究折疊型跑步機(jī)的折疊性和多功能性為目標(biāo)，進(jìn)行了一系列的調(diào)查研究和理論分析。設(shè)計(jì)了折疊性跑步機(jī)的整體外觀圖，完成了基于CAE軟件的關(guān)鍵零部件的受力分析，主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：總體框架的設(shè)計(jì)，在綜合分析了各種跑步機(jī)的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，此款跑步機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，采用合金鋼，并且前端支架比較粗，由于前端安裝有帶，帶輪和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力系統(tǒng)，比較大的重量能增加機(jī)身的穩(wěn)定性。顯示屏采用五十度斜角的設(shè)計(jì)，正好符合人體視線的角度，并且便于跑步時(shí)的操作，可觀看視頻，并且上面設(shè)置了凹槽，可放置水杯、手機(jī)等小型物品。顯示屏是高清顯示屏，并且由電子系統(tǒng)控制，相當(dāng)于一個(gè)小型CPU，可實(shí)現(xiàn)心率