多功能自動(dòng)跑步機(jī)設(shè)計(jì)

摘要跑步機(jī)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(jiǎn)單的一種，是家庭健身器的最正確選擇。專(zhuān)家們相信未來(lái)跑步機(jī)市場(chǎng)將以高價(jià)位產(chǎn)品為主導(dǎo)。低價(jià)位產(chǎn)品銷(xiāo)售也不錯(cuò)，近幾年價(jià)格已有上升趨勢(shì)。注重生活時(shí)尚的消費(fèi)者認(rèn)為跑步機(jī)價(jià)格在1000美元以上是理所當(dāng)然的事。這些跡象說(shuō)明，未來(lái)跑步機(jī)仍會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。此次設(shè)計(jì)的任務(wù)為學(xué)習(xí)相關(guān)三維軟件并使用軟件進(jìn)行電動(dòng)跑步機(jī)機(jī)械局部的零件建摸，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的裝配，設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了三維實(shí)體軟件SOLIDWORKS進(jìn)行了零件的實(shí)體建模，和總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)包括支架，基架，滾筒，跑步板，跑步帶等，設(shè)計(jì)中參考了國(guó)內(nèi)外各品牌結(jié)構(gòu)和樣式，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了精確計(jì)算，而且設(shè)計(jì)中重點(diǎn)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(jì)更為人性化，使跑步者能感受到跑步機(jī)的力量。由于跑步機(jī)的特殊性，平安問(wèn)題更值關(guān)注，如何正確使用跑步機(jī)，和跑步機(jī)的保養(yǎng)同樣重要。關(guān)鍵詞總體結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減震系統(tǒng)，跑步板，跑步機(jī)目錄TOC\h\z\t"摘要,1,Abstract,1,參考文獻(xiàn),1,章標(biāo)題,1,一級(jí)節(jié)標(biāo)題,2,二級(jí)節(jié)標(biāo)題,3,三級(jí)節(jié)標(biāo)題,4"24155摘要 I2407第1章緒論 127304第2章總體方案設(shè)計(jì) 2135452.1根本功能 232082.2構(gòu)造設(shè)計(jì) 285072.3功能原理確實(shí)定 35215第3章電動(dòng)機(jī)類(lèi)型與參數(shù)的選擇 5233983.1類(lèi)型功率選擇 5185403.2技術(shù)參數(shù) 54284第4章傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7185784.1設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇 7291654.2多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇 10147804.3帶傳動(dòng)的張緊裝置的選擇 1113152第5章外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12156635.1基架的設(shè)計(jì) 12158105.2支架的設(shè)計(jì) 1370345.3前后罩 1530637第6章前后滾筒 1620296.1軸承的計(jì)算 1666066.2軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16186206.3強(qiáng)度計(jì)算 17186766.4滾筒要求 1812595第7章跑步版及跑步帶設(shè)計(jì) 20199547.1跑步版 2017127.2跑步帶 20166997.3跑帶調(diào)整：兩個(gè)螺栓調(diào)整法 21282157.4跑臺(tái)潤(rùn)滑油的填加 2228827第8章避震系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2312253第9章多功能設(shè)計(jì) 24142039.1扭腰盤(pán)設(shè)計(jì) 24180199.2連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2416869.3旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2493879.4仰臥起坐架的設(shè)計(jì) 2532268總結(jié) 2610236參考文獻(xiàn) 2721798致謝 28緒論跑步是目前國(guó)際流行并被醫(yī)學(xué)界和體育界給予高度評(píng)價(jià)的有氧健身運(yùn)動(dòng)，是保持一個(gè)人身心健康最有效、最科學(xué)的健身方式，也越來(lái)越受到大家喜愛(ài)。戶(hù)外長(zhǎng)跑曾經(jīng)是群眾最喜聞樂(lè)見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式，沿著林蔭道呼吸著早晨清新的空氣，聽(tīng)著枝頭的鳥(niǎo)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(hù)外長(zhǎng)跑變得不那么流行了，而跑步機(jī)那么成了時(shí)下健身最熱門(mén)的健身器械。跑步機(jī)不僅可以讓我們免受汽車(chē)尾氣之苦，也使我們可以選擇自己方便的時(shí)間隨時(shí)鍛煉。電動(dòng)跑步機(jī)，又名電動(dòng)跑臺(tái)，是多年來(lái)國(guó)際流行的群眾健身器材，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。由于電動(dòng)跑步機(jī)上的電子輔助裝備功能非常多，鍛煉者可體驗(yàn)不同的跑步環(huán)境，如平地跑、上坡跑、丘陵跑、變速跑等，個(gè)人可以根據(jù)自己的鍛煉目的進(jìn)行鍛煉。跑步機(jī)在健身者運(yùn)動(dòng)時(shí)能顯示出跑步時(shí)的速度、時(shí)間、心率、熱量、節(jié)拍、距離等指標(biāo)，使健身者能夠隨時(shí)根據(jù)自身的身體狀況調(diào)節(jié)訓(xùn)練強(qiáng)度。跑步機(jī)雙面寬厚的跑帶帶給您草地般舒適感覺(jué)，馬力強(qiáng)勁的電機(jī)帶給您澎湃恒久的動(dòng)力，靈敏的控制器配合芯片使您在跑步過(guò)程中隨心所欲，鞏固的鋼架以及防爆沖裝置使您的平安盡在掌握。電跑使您在繁忙的工作之余仍然可以盡享運(yùn)動(dòng)的樂(lè)趣。總體方案設(shè)計(jì)根本功能跑步機(jī)的根本功能就是構(gòu)建一條運(yùn)動(dòng)的跑道〔跑步帶〕，跑道的運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)者的跑動(dòng)方向相反，但速度必須自動(dòng)保持一致，這樣就使得運(yùn)動(dòng)者能夠在原地進(jìn)行跑步鍛煉了。實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)的功能，對(duì)跑步帶的驅(qū)動(dòng)與速度控制：通常使用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)半導(dǎo)體功率器件，使用脈沖寬度控制〔PWM〕方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速。構(gòu)造設(shè)計(jì)多功能電動(dòng)跑步機(jī)主要由機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、可調(diào)電源、跑步皮帶及儀表控制盤(pán)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(dòng)皮帶輪緊裝在前滾筒的一端，電動(dòng)機(jī)、可調(diào)電源,安裝在框架的前端，控制傳感器裝在電動(dòng)機(jī)上，速度傳感器安裝在緊靠在從動(dòng)皮帶輪的框架上，皮帶調(diào)節(jié)螺栓一端連接在電動(dòng)機(jī)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(jī)扶手架安裝于支架的頂端，儀表控制盤(pán)安裝于扶手架上。傳動(dòng)方式采用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)級(jí)為一級(jí)。同時(shí)在支架上安有扭腰盤(pán)和伏地挺身架使機(jī)器實(shí)現(xiàn)其多功能性。圖2-1多功能跑步機(jī)功能原理確實(shí)定目前市場(chǎng)上比擬常見(jiàn)的有傳統(tǒng)跑步機(jī)和電動(dòng)跑步機(jī)兩種。傳統(tǒng)跑步機(jī)，俗稱(chēng)“被動(dòng)式跑步機(jī)〞。是我國(guó)上世紀(jì)80年代從國(guó)外引進(jìn)健身觀念時(shí)、為適應(yīng)當(dāng)時(shí)國(guó)情而開(kāi)發(fā)的具有“中國(guó)特色〞的過(guò)渡產(chǎn)物。它的動(dòng)力來(lái)源是使用者通過(guò)自身臂部、膝部、踝關(guān)節(jié)的活動(dòng)，推動(dòng)跑步機(jī)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。速度由運(yùn)動(dòng)者自己控制。這種運(yùn)動(dòng)方式，外表上看起來(lái)似乎能消耗更多的能量，但其造成的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)專(zhuān)家林共周博士解釋?zhuān)涸隈R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(jī)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，還要額外承當(dāng)向后的扭力來(lái)確保跑帶向后運(yùn)動(dòng)。由于扭力過(guò)度集中在韌帶、關(guān)節(jié)等幾個(gè)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(jī)使用者，發(fā)現(xiàn)自己越是認(rèn)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(jī)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?yàn)殚L(zhǎng)期的跑步可能會(huì)加重慢性扭傷的情形或加速膝關(guān)節(jié)的老化。電動(dòng)跑步機(jī)是健身房及家庭較高檔的器材，這種跑步機(jī)能減輕傳統(tǒng)訓(xùn)練對(duì)關(guān)節(jié)的沖擊，防止運(yùn)動(dòng)受傷，比自然跑步有明顯的優(yōu)勢(shì)。跑步時(shí)后腳跟先著地，順著跑帶方向運(yùn)動(dòng)。手腳模仿跑步的動(dòng)作，前后揮動(dòng)，從而使全身肌肉得到均衡的鍛煉。由于跑帶的運(yùn)動(dòng)方向與腳步移動(dòng)的方向一致，韌帶部位的扭力就抵消了，跑起來(lái)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(yùn)動(dòng)量，可以加快舞動(dòng)手腳的速度。用電動(dòng)跑步機(jī)能消除關(guān)節(jié)的負(fù)載，不但能減肥健身，還有益于受傷后身體的恢復(fù)。它通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。由于被動(dòng)地形成跑和走，從動(dòng)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(dòng)跑步機(jī)上跑、走比普通跑、走省去了一個(gè)蹬伸動(dòng)作。正是這一點(diǎn)使每一個(gè)在電動(dòng)跑步機(jī)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(dòng)跑步機(jī)上的電子輔助裝備功能非常多，可體驗(yàn)不同的跑步環(huán)境。電動(dòng)機(jī)類(lèi)型與參數(shù)的選擇類(lèi)型功率選擇當(dāng)人在跑步機(jī)上跑步或走路時(shí)，跑步機(jī)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(mǎn)足并維持所選擇的速度，讓人可以在跑步機(jī)上走跑自如的驅(qū)動(dòng)力。通常跑步機(jī)一個(gè)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(jī)馬力有相當(dāng)直接的關(guān)系，跑步機(jī)的馬力越大，可以帶動(dòng)的跑步帶面積也越大，所以衡量效率及平安性后，一般建議，家用跑步機(jī)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(guò)80公斤，則應(yīng)選2.0持續(xù)(continuous)馬力以上的跑步機(jī)。此跑步機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100公斤，那么電動(dòng)跑步機(jī)用電動(dòng)機(jī)—ZYT42〔NEMA〕型永磁直流電動(dòng)機(jī)該型電動(dòng)機(jī)系大功率跑步機(jī)中配套的專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)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(jī)械裝置中作為驅(qū)動(dòng)元件。該電動(dòng)機(jī)顯著的特點(diǎn)：具有轉(zhuǎn)速精度高，當(dāng)人在跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，是一個(gè)沖擊負(fù)載，該機(jī)在這種沖擊負(fù)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(jué)。表現(xiàn)在調(diào)速方便〔可無(wú)級(jí)調(diào)速〕，調(diào)速范圍寬，低速性〔啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大〕，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，效率高。技術(shù)參數(shù)型號(hào)ZYT42/06電壓220VDC功率2.0HP電流不大于9.8A轉(zhuǎn)速3400±7%轉(zhuǎn)向逆時(shí)針絕緣等級(jí)F級(jí)L1=28.5L2=272電動(dòng)機(jī)特性曲線(xiàn)：表3-1電動(dòng)機(jī)特性曲線(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇初始條件：選擇電機(jī)為專(zhuān)門(mén)為跑步機(jī)生產(chǎn)的永磁直流電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)功率P=1.5KW，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1=3400r/min傳動(dòng)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(chǎng)合，特別能適應(yīng)帶輪直徑小的傳動(dòng)，所以擇之。以下計(jì)算過(guò)程所用到的表和圖來(lái)源：卜炎主編.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)〔上冊(cè)〕，機(jī)械工業(yè)出版社，19991、確定設(shè)計(jì)功率PdPd＝KAP〔3-1〕KA——工作情況系數(shù)，根據(jù)跑步機(jī)使用的特性，選擇每天工作時(shí)間〈10小時(shí)，載荷變動(dòng)小。KA=1.1見(jiàn)表8-9Pd=1.1*1.5=1.65kw2、帶型號(hào)的選擇對(duì)于多楔帶的型號(hào)可根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)算帶速vv=πdp1n1/〔60×1000〕m/s〔3-2〕注意：v↑—→離心力、離心應(yīng)力↑—→FQ↓—→單位時(shí)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(shí)，F(xiàn)↑—→張緊力↑一般v在5～25m/s，最大30m/s，在8～15m/s較好V=∏*36*3400/60*1000=6.4<30m/s,適宜5、初定中心距a0中心距的大小對(duì)帶傳動(dòng)的影響：a↑—→結(jié)構(gòu)大—→由于載荷變化引起帶的顫抖—→掉帶a↓—→帶的長(zhǎng)度↓—→在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)N愈多，會(huì)加速帶的疲勞損壞；—→當(dāng)傳動(dòng)比i較大時(shí)，包角↓對(duì)于V帶傳動(dòng)，中心距a一般可取2〔de1＋de2〕≥a0≥0.7〔de1＋de2〕〔3-3〕67.55〈a0〈193初定a0=150mm6、確定帶的有效長(zhǎng)度LeLe0=2a0+∏/2〔de1＋de2〕+(de2-de1)2/4a0=2*150+151.505+1.45=452.96mm由表8-52，選Le=450mm7、計(jì)算實(shí)際中心距a中心距的變動(dòng)范圍考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償張緊力的需要〔如膠帶伸長(zhǎng)而松弛后的張緊〕，尚需給中心距留有一定的調(diào)整余量。由表8-54知中心距的調(diào)整量為△min=5,￡min=8.a=a0+(Le-Le0)/2=150-1.48=148.52mm那么a1=153.52mma2=140.52mm8、計(jì)算小帶輪包角α1≈∏-〔de2-de1〕/a=3.14-0.199=2.94rad9、帶每楔所傳遞的額定功率及其增量由帶型，de1=33.5mm，n1=3400r/min按表8-55用插值法計(jì)算得p0=0.14kw由i=2,n1=3400r/min,有表8-55用插值法計(jì)算得△p0=0.02kw10、計(jì)算帶的楔數(shù)由表8-56用插值法計(jì)算Kα=0.97，KL=0.78Z=1.65/〔0.16*0.97*0.78〕=13.63由表8-51選取Z=1211，有效圓周力FT=Pd/v*103=0.26*103=260N12．作用在軸上的載荷為設(shè)計(jì)軸和軸承，需確定帶傳動(dòng)作在軸上的力Fr得Kr=1.57那么Fr=1.57*260*0.995=406.16N多楔帶帶的選擇圖4-1多楔帶根據(jù)計(jì)算跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇12PJ450多楔帶多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇要求質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工〔外表粗糙度一般為3.2〕，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。材料帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼〔或用鋼板沖壓后焊接而成〕；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪由輪緣，輪輻和輪轂三局部組成1〕實(shí)心式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于3d(d為軸的直徑)時(shí)2〕腹板式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于300～350mm時(shí)3〕輪幅式：帶輪基準(zhǔn)直徑大于300～350mm時(shí)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，并根據(jù)帶的型號(hào)及根數(shù)確定輪緣寬度，根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸那么小帶輪D=33.5選取實(shí)心式，大帶輪D=63選取腹板式小帶輪隨電機(jī)一起購(gòu)置。規(guī)格：P12PJ33.5以跑步機(jī)大帶輪P12PJ63為例確定其結(jié)構(gòu)和尺寸：要求帶輪每毫米有效直徑的輪槽軸向圓跳動(dòng)公差值為0.002mm.輪槽外表粗糙度Ra的最大允許值為3.2。槽距e=2.34±0.03槽角α=40o±0.5o楔頂圓角半徑rb,最小值為0.2，槽底圓弧半徑rt最大值為0.4，檢驗(yàn)用圓球或圓柱直徑db=1.5±0.01,2X公稱(chēng)值為0.23，2N最大值1.22，f最小值為1.8，有效線(xiàn)差公稱(chēng)值￡e=1.2徑向跳動(dòng)公差0.25，槽間直徑差值最大0.16。n槽數(shù)為12。帶輪寬=11*2.34+1.8*2=29.34MM帶傳動(dòng)的張緊裝置的選擇傳動(dòng)中心不可變時(shí)，采用張緊輪傳動(dòng)中心可調(diào)時(shí)，采用滑軌+螺旋或者浮動(dòng)軸。表4-2張緊裝置本跑步機(jī)中心距是可調(diào)的：a=a0+(Le-Le0)/2=150-1.48=148.52mm那么a1=153.52mma2=140.52mm范圍在140.52153.52之間，那么通過(guò)螺栓的前后移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)帶的調(diào)緊和放松。外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基架的設(shè)計(jì)為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和減震系統(tǒng)的有效性，基架全部采用焊接結(jié)構(gòu)。基架的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的根底，也是其他設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)。支架，滾筒的選擇，以及前后ABS塑料罩等等，都是依據(jù)基架的尺寸和形狀設(shè)計(jì)的，所以設(shè)計(jì)開(kāi)始首先考慮基架的設(shè)計(jì)，進(jìn)行樣式，結(jié)構(gòu)，還有尺寸確實(shí)定。主要是通過(guò)調(diào)研，看現(xiàn)有市場(chǎng)上的跑步機(jī)的基架結(jié)構(gòu)的流行設(shè)計(jì)，在此根底上進(jìn)行自己產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，少走彎路，緊跟市場(chǎng)，在尺寸確實(shí)定方面參考了人體運(yùn)開(kāi)工學(xué)推算，45cm寬X130cm跑帶面積，以此保證給人以足夠的運(yùn)動(dòng)面積，為主要數(shù)據(jù)展開(kāi)對(duì)基架的設(shè)計(jì)，再考慮電機(jī)的尺寸，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)的中心距離，電機(jī)的安裝，前后滾筒的位置，PWM調(diào)速電源的安裝位置，以及傳感器安裝位置的預(yù)留等等，設(shè)計(jì)了上圖的基架，在設(shè)計(jì)中特意將兩邊框設(shè)計(jì)了足夠的寬度，以此為鍛煉過(guò)程中短暫的休息提供兩腳踩放的位置，另外也為萬(wàn)一跑步機(jī)失靈發(fā)生意外，人可快速兩腳分開(kāi)脫離旋轉(zhuǎn)的跑帶，提供足夠的平安踩放位置。圖5-1基架支架的設(shè)計(jì)支架設(shè)計(jì)分為上下兩局部通過(guò)插拔的形式安裝和拆卸，目的是包裝時(shí)節(jié)省空間，材料采用空心鋼管，連接為焊接，保證穩(wěn)定性。支架包括扶手，儀表安裝輔助支架，扭腰盤(pán)連接處等，仰臥起坐架直接焊接于輔助連桿上。與基架的連接采用螺栓連接，方便位置的調(diào)整和拆裝。底部安有橡膠墊和尾套，保證平衡，最重要的是實(shí)現(xiàn)減震的二級(jí)緩沖。圖5-2上支架圖5-3下支架圖5-4總支架前后罩旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須與執(zhí)行機(jī)構(gòu)隔離，保證平安性，同時(shí)為了技術(shù)保護(hù)和美觀，前后罩使用ABS塑料，美觀，有質(zhì)感，能起到有效的防護(hù)作用。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為基架，通過(guò)螺釘與基架連接，方便安裝和維護(hù)維修。圖5-5前罩圖5-6后蓋前后滾筒軸承的計(jì)算軸承類(lèi)型：深溝球軸承，軸承代號(hào)：6301軸承參數(shù)：軸承內(nèi)徑：12，軸承外徑：37，軸承寬度：12，額定動(dòng)載荷：7480，額定靜載荷：4650，極限轉(zhuǎn)速：22000，潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑。工作參數(shù)：徑向載荷：406.16，軸向載荷：0，使用壽命：30000，工作轉(zhuǎn)速：1819.8，載荷系數(shù)：1.5。計(jì)算結(jié)果：當(dāng)量動(dòng)載荷：609.24當(dāng)量靜載荷：609.24計(jì)算壽命：16950軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)滾筒軸屬于固定心軸——只承受彎矩M≠0；不承受扭矩T=0；軸的毛坯一般用圓鋼或鍛件。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的根本要求軸與軸上零件應(yīng)具有準(zhǔn)確的工作位置——定位要求軸上零件應(yīng)易于裝拆和調(diào)整——安裝調(diào)整要求軸上零件的固定應(yīng)牢固可靠——緊固要求軸應(yīng)具有良好的制造工藝性——工藝要求應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中——提高疲勞強(qiáng)度的要求軸的各局部結(jié)構(gòu)名稱(chēng)制造安裝要求——為便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯軸?！獮槭馆S上零件易于安裝，軸端和各軸段的端部應(yīng)有導(dǎo)角——軸的形狀和尺寸力求簡(jiǎn)單，以便于加工——軸上磨削的軸段有砂輪越程槽；需車(chē)制螺紋的軸段，應(yīng)有推刀槽；軸的材料軸常在交變應(yīng)力的作用下工作，其材料的要求是：強(qiáng)度高、剛度好、應(yīng)力集中的敏感度小，抗疲勞，加工性能好，有的軸外表要求也較高。軸的材料主要采用中碳鋼35或45鋼和合金鋼20Cr或40Cr等。最常用的是45#鋼〔含碳量０.45％〕，它具有較高的綜合機(jī)械性能。此設(shè)計(jì)采用45#鋼。軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：使軸具有合理的結(jié)構(gòu)形狀，良好的加工工藝性。強(qiáng)度計(jì)算：保證軸在載荷作用下不致斷裂或產(chǎn)生過(guò)大的變形。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的端部應(yīng)有45度倒角，以便安裝時(shí)對(duì)中，防止銳邊劃手。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要根據(jù)以下幾個(gè)方面：軸上零件的配置；軸上零件的固定；軸上零件的裝拆；軸的加工工藝性。軸上零件的固定可分為兩個(gè)方向：周向固定：傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)。采用過(guò)盈配合〔軸承內(nèi)圈〕、軸向固定：防止零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。采用圓螺母圖6-1滾筒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算由于心軸工作時(shí)只承受彎矩而不承受扭矩，所以在應(yīng)用上式時(shí)，應(yīng)取T=0。由于是固定心軸，考慮啟動(dòng)，停止等影響，彎矩在軸截面上所引起的應(yīng)力可視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。所以固定心軸的許用應(yīng)力應(yīng)為1.7[σ-1]。最大彎矩M=0.54/2*300=81N.M抗彎截面系數(shù)W=∏*d4/64=[3.14*(0.012)4/64]=2*10-8強(qiáng)度=M/W=81/(∏*d4/64)=81/2*10-8=40MPa材料采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼許用彎應(yīng)力為102MP40〈102那么通過(guò)設(shè)計(jì)能承受足夠的工作強(qiáng)度。滾筒要求主動(dòng)滾筒的外圓全跳動(dòng)小于0.33mm，從動(dòng)滾筒的外圓全跳動(dòng)小于0.25mm。滾筒均采用2.1mm壁厚的優(yōu)質(zhì)鋼管，光潔度到達(dá)0.8以下。滾筒均有防靜電處理。滾筒外部經(jīng)防銹處理。圖6-2前滾筒圖6-3后滾筒圖6-4滾筒的動(dòng)平衡調(diào)節(jié)跑步版及跑步帶設(shè)計(jì)跑步版電動(dòng)跑步機(jī)的跑步板，它由基板以及覆蓋在基板上或上下兩個(gè)外表的導(dǎo)電耐磨層構(gòu)成。導(dǎo)電耐磨層既可長(zhǎng)期承受跑步帶的摩擦，使用壽命高；又可隨時(shí)將摩擦產(chǎn)生的靜電荷通過(guò)底座導(dǎo)出，防止靜電對(duì)人體的不舒感和對(duì)跑步機(jī)造成的損害?；逵筛呙芏然蛑忻芏壤w維板制作，也可由其它材料制作。使用高密度或中密度纖維板時(shí)，強(qiáng)度較高、重量較輕，本錢(qián)較低，效果較好，本身也提供一部份的吸震功能，導(dǎo)電耐磨層可以在基板上噴涂導(dǎo)電耐磨涂料固化制成，也可以在基板上復(fù)合耐磨金屬板制成。導(dǎo)電耐磨涂料層工藝較簡(jiǎn)單，本錢(qián)也較低。復(fù)合耐磨金屬板那么更牢固。復(fù)合耐磨金屬板為復(fù)合銅板時(shí)效果更好，更耐磨。跑步帶跑帶要求雙層粘合跑帶，具有高傳導(dǎo)性，跑步帶國(guó)際防滑型，運(yùn)動(dòng)時(shí)平安可靠。跑步機(jī)，其實(shí)就是提供一個(gè)跑步的面積，所以絕對(duì)要在乎跑步帶面積的大小，左右寬度及前后長(zhǎng)度都要夠，否那么無(wú)法自然邁開(kāi)步伐，跑起來(lái)彎扭不順暢，更容易跌倒。根據(jù)人體運(yùn)開(kāi)工學(xué)推算，45cm寬X130cm長(zhǎng)，應(yīng)是一個(gè)合宜的參考面積，然后再依個(gè)人的實(shí)際條件做增減。有不少?gòu)S商生產(chǎn)"加碼"跑步機(jī)，跑臺(tái)加寬，左右踏條增大，以營(yíng)造物超所值得虛胖假象，但最重要的跑步帶面積并沒(méi)增加；所以焦點(diǎn)要放在跑步帶面積上。理論上來(lái)說(shuō)，在相同的馬力條件下，如果跑步機(jī)所能提供的跑步帶面積越大，且整臺(tái)實(shí)際的占地面積越小，應(yīng)是較佳的設(shè)計(jì)。跑帶調(diào)整：兩個(gè)螺栓調(diào)整法圖7-1跑帶的調(diào)整如果跑帶偏向左邊，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)左后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)，還有以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶位在中央位置。如果跑帶偏向右邊，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)左后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)，還有以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶位在中央位置。圖7-2跑帶左右偏調(diào)整方式要增加跑帶的張力時(shí)，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母板手，以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)后側(cè)的兩個(gè)滾筒調(diào)整螺栓各四分之一轉(zhuǎn)。跑帶張力適當(dāng)時(shí)，應(yīng)該可以將跑帶的任何一邊移離跑臺(tái)3-4"。不能過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分種。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶張力適當(dāng)為止。要減少跑帶的張力時(shí)，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)后側(cè)的兩個(gè)滾筒調(diào)整螺栓各四分之一轉(zhuǎn)。跑帶張力適當(dāng)時(shí)，應(yīng)該可以將跑帶的任何一邊移離跑臺(tái)3-4"。不能過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶張力適當(dāng)為止。圖7-3跑帶張力大小調(diào)整方式跑臺(tái)潤(rùn)滑油的填加1、減小跑步帶和跑步板之間的摩檫力，保護(hù)跑步板外表的耐磨涂層，延長(zhǎng)跑帶、跑板的使用壽命。2、減少跑步機(jī)的電能消耗。3、讓用戶(hù)在運(yùn)動(dòng)時(shí)更流暢。品質(zhì)要求：1、耐高溫。2、黏度高。3、不易揮發(fā)。使用方法：1、掀開(kāi)左側(cè)跑步帶，將潤(rùn)滑油沿跑步帶方向倒在跑步板上，控制用量為10ml。2、右側(cè)同左側(cè)一樣操作方法。3、將跑步機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)在3KM/H以?xún)?nèi)，人站上去隨著跑步帶一起運(yùn)動(dòng)，用腳有意識(shí)的踏壓跑步帶下涂有潤(rùn)滑油的區(qū)域，使其在跑步板上散布均勻。使用頻率：

6個(gè)月加注1次潤(rùn)滑油考前須知：不可過(guò)量使用，防止摩檫力太小后跑步帶和傳動(dòng)滾筒之間打滑影響正常使用。避震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)跑步的“頭等大事〞就是要保護(hù)好膝蓋———跑步鞋具有緩沖減震的效果就是這個(gè)道理。使用跑步機(jī)比起在戶(hù)外路跑最大的好處是：跑步機(jī)它提供了避震效果，大量消除每一步伐的反作用沖擊力，保護(hù)了膝蓋關(guān)節(jié)。跑步機(jī)的避震方式采用具彈性的橡膠墊將跑臺(tái)和底座框架墊隔開(kāi)，使跑臺(tái)成懸吊狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生吸收震動(dòng)的功能而到達(dá)避震的效果。因此避震效果是否可以有效的展現(xiàn)發(fā)揮，完全得看跑步機(jī)的基座結(jié)構(gòu)是否牢靠穩(wěn)固。所以采用了足夠牢固的鋼材規(guī)格，結(jié)構(gòu)撐架以焊熔連接，沒(méi)有采用螺栓，在基座結(jié)構(gòu)上再加上橡膠墊和橡膠尾套，使整個(gè)基架又對(duì)力產(chǎn)生一個(gè)緩沖，實(shí)現(xiàn)二級(jí)緩沖！本設(shè)計(jì)中跑步板采用高密度纖維板，本身也提供一部份的吸震功能，但厚度至少需有2.5公分以上，以確保在吸震同時(shí)，不因沖擊而龜裂，另外在使用時(shí)可在跑步機(jī)的支撐點(diǎn)下，加鋪具有彈性的鋪墊，以增加避震效果?，F(xiàn)在高級(jí)跑步機(jī)的最大賣(mài)點(diǎn)之一就是避震系統(tǒng)，所以設(shè)計(jì)和改良跑步機(jī)避震系統(tǒng)首當(dāng)其沖，是設(shè)計(jì)思路和技術(shù)攻克的重點(diǎn)?！疤炸暸婆懿綑C(jī)減震系統(tǒng)設(shè)計(jì)相當(dāng)敏感，站上跑步板，它會(huì)自動(dòng)測(cè)出你的體重，根據(jù)數(shù)據(jù)，機(jī)器自動(dòng)調(diào)整適合你的減震指數(shù)，防止膝蓋受傷。健身器目的是鍛煉身體，好的避震系統(tǒng)是跑步機(jī)的保障，如果沒(méi)有對(duì)力的多重緩沖，跑步機(jī)就成為了跑步的隱型殺手，在不自覺(jué)中會(huì)損傷關(guān)節(jié)，而設(shè)計(jì)獨(dú)特的避震系統(tǒng)能給鍛煉者帶來(lái)草地般舒適感覺(jué)，使在跑步機(jī)上的運(yùn)動(dòng)真正成為一種享受。圖7-1支架減震多功能設(shè)計(jì)扭腰盤(pán)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：①采用ABS塑料+磁鐵制成，抗沖擊強(qiáng)度高，密度小，便于運(yùn)輸，完全可以替代鑄件，外表光潔度好，不用噴涂，可節(jié)省費(fèi)用3-5元，重量?jī)H是鑄件的1/7，從運(yùn)費(fèi)上可節(jié)省6/7，采用此產(chǎn)品綜合本錢(qián)效益可降低40%盤(pán)面突起直指病理反射區(qū)穴位，在扭腰同時(shí)進(jìn)行腳底按摩。②附有磁鐵，有足療作用。③身體隨著轉(zhuǎn)盤(pán)扭動(dòng)，使腰部、跨部得到充分鍛煉，瘦腰美腿、保持身材。④通過(guò)磁療，把磁波傳列到人體，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生旋渦狀的二次電流，排除多余脂肪及毒素。⑤增強(qiáng)血液循環(huán)，健美強(qiáng)身兩不誤。連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)直徑為250mm，通過(guò)長(zhǎng)桿與支架相連，用時(shí)把鐵銷(xiāo)把出，旋轉(zhuǎn)放在皮帶上方，即可使用，鍛煉完畢旋轉(zhuǎn)折疊，插上鐵銷(xiāo)，那么扭腰盤(pán)依附與支架上，可以進(jìn)行別的工程的鍛煉。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此扭腰盤(pán)選用單向推力軸承和深溝球軸承配合完成對(duì)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的的支撐。單向推力軸承計(jì)算：軸承類(lèi)型：?jiǎn)蜗蛲屏η蜉S承(50000)，軸承代號(hào)：51104軸承參數(shù)：軸承內(nèi)徑：20，軸承外徑：35，軸承寬度：10，額定動(dòng)載荷：11000，額定靜載荷：19800，極限轉(zhuǎn)速：6700，潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑工作參數(shù)：徑向載荷：0，軸向載荷：1000，使用壽命：3000，工作轉(zhuǎn)速：20，載荷系數(shù)：1.1計(jì)算結(jié)果：當(dāng)量動(dòng)載荷：1100.00，當(dāng)量靜載荷：1100.00，計(jì)算壽命：833350深溝球軸承只是簡(jiǎn)單起個(gè)軸向固定和保持軸位置的固定的作用。仰臥起坐架的設(shè)計(jì)根據(jù)美國(guó)醫(yī)療協(xié)會(huì)報(bào)導(dǎo),做仰臥起坐對(duì)人體新陳代謝有絕對(duì)的幫助,其可增進(jìn)肺部運(yùn)動(dòng)量因而提升免疫力。此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與支架焊接在一起，平穩(wěn)鞏固、使用簡(jiǎn)單，屬于很群眾化的設(shè)計(jì)，對(duì)強(qiáng)化胸部、腰部大小肌肉，消除腹部贅肉最有效，在鍛煉中與跑步配合，使跑步機(jī)不再成為乏味的單一運(yùn)動(dòng)器械，而且結(jié)構(gòu)位置絲毫不影響跑步帶鍛煉。圖8-5仰臥起坐架總結(jié)電動(dòng)跑步機(jī)就是構(gòu)造一條運(yùn)動(dòng)的跑帶，使運(yùn)動(dòng)者在原地進(jìn)行跑步鍛煉跑步機(jī)屬于健康器材類(lèi)產(chǎn)品,由于跑步機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須滿(mǎn)足各種體重的人來(lái)使用.使用跑步機(jī)的可以健身,減肥瘦身;如果是減肥瘦身的人來(lái)使用,因?yàn)樯眢w較肥胖,跑不快,因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(shí)的轉(zhuǎn)矩需求較小;跑步機(jī)必須滿(mǎn)足家庭成員每一個(gè)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(mǎn)足不同重量的人.跑步機(jī)使用的