跑步機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　生命在于運(yùn)動(dòng)，健康源于運(yùn)動(dòng)。跑步是目前非常流行的一種有氧健身運(yùn)動(dòng)，它在醫(yī)學(xué)界和體育界享有高度評(píng)價(jià)，它是保持一個(gè)人身心健康最有效、最科學(xué)的健身方式。</p><p>　　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(jī)市場將以高價(jià)位產(chǎn)品為主

2、導(dǎo)。低價(jià)位產(chǎn)品銷售不錯(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)格在萬元以上是理所當(dāng)然的事。這些跡象表明，未來跑步機(jī)仍會(huì)持續(xù)增長。此次設(shè)計(jì)的任務(wù)為使用作圖軟件進(jìn)行電動(dòng)跑步機(jī)機(jī)械部分的零件建摸，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的裝配。設(shè)計(jì)包括支架，基架，滾筒，跑步板，跑步帶等，設(shè)計(jì)中參考了國內(nèi)外各品牌結(jié)構(gòu)和樣式，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了精確計(jì)算，對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行校核檢驗(yàn)，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，根據(jù)所學(xué)機(jī)械

3、設(shè)計(jì)學(xué)知識(shí)，利用人機(jī)學(xué)原理，使設(shè)計(jì)更為人性化。由于跑步機(jī)的特殊性，安全問題更值關(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。設(shè)計(jì)過程中使用Caxa進(jìn)行裝配圖和零件圖的繪制。</p><p>　　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)使用；多功能設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Li

4、fe is movement, movement from health. A kind of aerobic exercise currently very popular - running, In the medical profession and the sport enjoys a high rating, It is to keep a person well-being the most effective way of

5、 scientific fitness, but also increasingly being loved.</p><p>　　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 cu

6、rrent 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

7、, price in recent years had the tendency to rise. Pay attention to consumers with fashionable life and think the price of the race apparat</p><p>　　Key words：Overall structure；Main transfer machinery；Damping

8、 system；Run board；Run , machine use；Muti-function design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒

9、論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)題目背景1</p><p>　　1.2 研究意義1</p><p>　　1.3 國內(nèi)外相關(guān)情況2</p><p>　　1.4 選題意義3</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 主要技術(shù)參數(shù)及要

10、求4</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容包括4</p><p>　　2.2.2主要技術(shù)參數(shù)：4</p><p>　　2.2 總體方案選擇及評(píng)價(jià)4</p><p>　　2.2.1基本功能4</p><p>　　2.2.2設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化5</p><p>　　2.2.3確定工藝路線

11、5</p><p>　　2.2.4構(gòu)造設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.2.5功能分解5</p><p>　　2.3 確定邊界條件6</p><p>　　2.3.1邊界條件6</p><p>　　2.3.2方案評(píng)價(jià)6</p><p>　　2.4 跑步系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p>&

12、lt;p>　　2.5 坡度調(diào)節(jié)及折疊系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.6輔助鍛煉系統(tǒng)9</p><p>　　2.7總體結(jié)構(gòu)布局9</p><p>　　第3章 電動(dòng)機(jī)類型與參數(shù)的選擇11</p><p>　　3.1 動(dòng)力機(jī)的類型選擇11</p><p>　　3.2 總傳動(dòng)比計(jì)算及傳動(dòng)比分配11<

13、/p><p>　　3.3 選擇動(dòng)力機(jī)功率12</p><p>　　3.4 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速12</p><p>　　3.5 各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算13</p><p>　　第4章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算14</p><p>　　4.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算14</p><p>　　第5章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

14、19</p><p>　　5.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算19</p><p>　　5.1.1軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.1.2強(qiáng)度計(jì)算20</p><p>　　5.2 滾動(dòng)軸承的選擇及壽命驗(yàn)算23</p><p>　　5.2.1.滾動(dòng)軸承的選擇23</p><p>　　5.2.2

15、.軸滾動(dòng)軸承壽命驗(yàn)算23</p><p>　　5.3 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算23</p><p>　　5.3.1.鍵聯(lián)接的類型和尺寸選擇25</p><p>　　5.3.2.對(duì)電機(jī)軸上鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核25</p><p>　　5.4滾筒要求25</p><p>　　第6章 跑步板及跑步帶設(shè)計(jì)26</p&g

16、t;<p>　　6.1 跑步板26</p><p>　　6.2 跑步帶27</p><p>　　6.3 跑帶調(diào)整：兩個(gè)螺栓調(diào)整法28</p><p>　　6.4 跑臺(tái)潤滑油的填加29</p><p>　　第7章 人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)31</p><p>　　7.1 人體尺寸百分位數(shù)運(yùn)用的基本原則31&l

17、t;/p><p>　　7.2 電動(dòng)跑步機(jī)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)32</p><p>　　第8章 外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36</p><p>　　8.1 基架的設(shè)計(jì)36</p><p>　　8.2 支架的設(shè)計(jì)36</p><p>　　8.3 前后罩37</p><p>　　第9章 避震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)38<

18、/p><p>　　第10章 多功能設(shè)計(jì)39</p><p>　　10.1 扭腰盤設(shè)計(jì)39</p><p>　　10.2 連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39</p><p>　　10.3 旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39</p><p>　　10.4 仰臥起坐架的設(shè)計(jì)40</p><p>　　第11章 驗(yàn)算各折疊部分是否發(fā)生

19、干涉現(xiàn)象40</p><p>　　第12章 使用和維護(hù)41</p><p>　　12.1.跑步機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)41</p><p>　　12.2 跑步機(jī)使用方法和注意事項(xiàng)41</p><p>　　第13章 總結(jié)43</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)42</p><p><b&g

20、t;　　致 謝43</b></p><p>　　附錄Ⅰ 英語資料原文45</p><p>　　附錄Ⅱ 中文譯文51</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目背景</b></p><p>　　電動(dòng)跑步機(jī)，是近年來國際

21、流行的大眾健身器材，通過電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步。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、變速跑等，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。</p><p><b>　　研究意義</b></p>&l

22、t;p>　　跑步機(jī)屬于健康器材類產(chǎn)品，由于跑步機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須滿足各種體重的人來使用。一般使用跑步機(jī)的目的有兩種：健身和減肥瘦身；如果是減肥瘦身的人來使用，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，才能滿足不同重量的人。目前跑步機(jī)使用的驅(qū)動(dòng)裝置以直流有刷電機(jī)為多，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜。

23、</p><p>　　跑步機(jī)雙面寬厚的跑帶讓人有草坪般舒適感覺，馬力強(qiáng)勁的電機(jī)帶來恒久的動(dòng)力，靈敏的控制器配合芯片讓人在跑步過程中隨心所欲，堅(jiān)固的鋼架以及防護(hù)裝置使人的安全盡在掌握。電跑使人們?cè)诜泵Φ墓ぷ髦嗳匀豢梢员M享運(yùn)動(dòng)的樂趣。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以更好地檢查大學(xué)四年來我們所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和實(shí)際操作能力；通過設(shè)計(jì)，我們可以更好的把課本所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作

24、中，而且可以鍛煉我們的創(chuàng)新能力。</p><p><b>　　國內(nèi)外相關(guān)情況</b></p><p>　　1996年之前,電動(dòng)跑步機(jī)都是國外產(chǎn)品，進(jìn)入家庭的大都是由自行車廠改制的生產(chǎn)廠制造的機(jī)械跑步機(jī),國人對(duì)價(jià)格幾萬乃至十幾萬元的進(jìn)口電動(dòng)跑步機(jī)望而生畏。</p><p>　　1993年以后，隨著國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，韓國企業(yè)向我國轉(zhuǎn)移，首先是山東

25、祥和集團(tuán)公司利用該地區(qū)電機(jī)、控制電源生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，于1994年組建了專廠，通過充實(shí)機(jī)加工能力，結(jié)合國內(nèi)外信息，祥和集團(tuán)于1995年生產(chǎn)出了全部為自制部件的家用電動(dòng)跑步機(jī)，并于次年的南昌體博會(huì)上參展。被譽(yù)為第一個(gè)民族品牌的匯祥電動(dòng)跑步機(jī)，當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)到七千臺(tái)，銷量達(dá)到五千臺(tái)，開了生產(chǎn)國產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的先河。</p><p>　　通過不停的技術(shù)改造，到2004年達(dá)到了年產(chǎn)十萬臺(tái)的生產(chǎn)能力，同年銷售跑步機(jī)4.8萬臺(tái)，產(chǎn)值93

26、60萬元，銷售收入7200萬元，同時(shí)完成了ISO9001及歐盟CE認(rèn)證，并被評(píng)為山東名牌產(chǎn)品。</p><p>　　匯祥電動(dòng)跑步機(jī)為擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，合理利用生產(chǎn)資源，先后為一些國產(chǎn)企業(yè)貼牌生產(chǎn)，極大地提高了電動(dòng)跑步機(jī)的國產(chǎn)占有率，也為眾多企業(yè)提供了發(fā)展樣品，帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。</p><p>　　目前，生產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的企業(yè)集中在長江三角洲、山東半島及粵、閩沿海地區(qū)，總數(shù)約為50余家，

27、其中具備規(guī)模的約為15家，而合資、獨(dú)資企業(yè)約占50%。</p><p><b>　　選題意義</b></p><p>　　本次論文的題目主要來源于實(shí)際的生產(chǎn)生活中。</p><p>　　電動(dòng)跑步機(jī)設(shè)計(jì)是時(shí)代和人民生活水平發(fā)展所需，非常具有現(xiàn)實(shí)意義。有力推進(jìn)全民健身，拉動(dòng)體育消費(fèi)的，有效地帶動(dòng)了體育產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展，對(duì)提升中國體育用品公眾認(rèn)知度具有

28、深遠(yuǎn)意義，對(duì)包括電動(dòng)跑步機(jī)在內(nèi)的體育用品業(yè)的發(fā)展，對(duì)促進(jìn)體育用品業(yè)行業(yè)的整體提升，構(gòu)筑規(guī)模效益，進(jìn)入全球市場，都將提供一個(gè)大舞臺(tái)。</p><p><b>　　總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù)及要求</b></p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容包括</p><p>　

29、　跑步機(jī)跑步系統(tǒng)設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　坡度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；</b></p><p><b>　　折疊系統(tǒng)設(shè)計(jì)；</b></p><p><b>　　輔助鍛煉系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　2.2.2主要技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　

30、1、馬力：4-6匹馬力交流電機(jī)；</p><p>　　2、坡度升降調(diào)節(jié)范圍：0—15o ；</p><p>　　3、速度范圍：5—12公里/小時(shí)；</p><p>　　4、占地面積：面積450~550毫米×1500~1600毫米；</p><p>　　5、凈重：小于200公斤；</p><p>　　6、電機(jī)：

31、跑步機(jī)專用可調(diào)電機(jī)；</p><p>　　7、人機(jī)學(xué)：符合人機(jī)學(xué)；</p><p>　　8、特制緩沖墊，起到減震效果；</p><p>　　9、安全性：安全鑰匙緊急停止開關(guān)和安全帶。</p><p><b>　　總體方案選擇及評(píng)價(jià)</b></p><p><b>　　2.2.1基本功能&

32、lt;/b></p><p>　　設(shè)計(jì)一臺(tái)電動(dòng)跑步機(jī)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，使得運(yùn)動(dòng)者能夠在原地進(jìn)行跑步鍛煉，實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)的功能，通常使用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)跑步帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制速度，直流電動(dòng)機(jī)通過半導(dǎo)體功率器件，使用脈沖寬度控制(PWM)方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速。設(shè)計(jì)添加坡度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和折疊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)坡度調(diào)節(jié)，并能進(jìn)行折疊以方便存放。</p><p>　

33、　2.2.2設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)跑步者需要進(jìn)行不同速度的跑步運(yùn)動(dòng)。并能實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)健身運(yùn)動(dòng)。根據(jù)上述條件繪制黑箱如圖2-1。</p><p>　　2.2.3確定工藝路線</p><p>　　本設(shè)計(jì)的工藝路線即從系統(tǒng)接到開始信號(hào)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，動(dòng)力源通過傳動(dòng)系統(tǒng)把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu).根據(jù)以上過程繪制工藝路線圖，如圖2-2。</

34、p><p><b>　　2.2.4構(gòu)造設(shè)計(jì)</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)各項(xiàng)功能，動(dòng)力系統(tǒng)連接傳動(dòng)系統(tǒng)連接執(zhí)行系統(tǒng)，包括坡度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，折疊系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.2.5功能分解</b></p><p>　　跑步機(jī)功能分解如下表</p><p>

35、　　表2.1跑步機(jī)功能分解</p><p>　　對(duì)機(jī)器的動(dòng)力功能，傳動(dòng)功能，執(zhí)行功能進(jìn)行功能分解。功能分解的目的是有更多的方案解用來參考，以便找到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　動(dòng)力功能 傳動(dòng)功能 執(zhí)行功能</p><p><b>　　確定邊界條件</b></p><p>　　2.3.1邊界條件溫度合適，環(huán)境

36、潔凈，控制噪音，體積適中，動(dòng)力自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)省能源。</p><p><b>　　2.3.2方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源</p><p>　　考慮到本機(jī)器為小型非重載的機(jī)械，所以從方便簡單啟動(dòng)考慮選擇電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。</p><p><b>　　2.執(zhí)行系統(tǒng)傳動(dòng)</b>&

37、lt;/p><p>　　首先考慮帶傳動(dòng)，因?yàn)閹鲃?dòng)適用于非重載遠(yuǎn)距離的機(jī)械中，制造和設(shè)計(jì)比較容易是比較理想的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。帶傳動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確降速進(jìn)而較容易的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)所需的速度。</p><p><b>　　3.啟停制動(dòng)功能</b></p><p>　　此功能是為了操縱本機(jī)械的人能夠不用切斷電源的情況下實(shí)現(xiàn)執(zhí)行系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。選擇電腦程序的控制，操作選

38、用觸摸屏。急停按鈕采用傳統(tǒng)按鈕形式。</p><p>　　4.總結(jié)出設(shè)計(jì)最佳方方案，方案解如表2.2</p><p>　　表2.2 最佳方案解</p><p><b>　　跑步系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　跑步系統(tǒng)由支架，電機(jī)，電控系統(tǒng)，帶輪，多楔帶，滾筒，軸，軸承，跑帶，安全防滑道，安全帶等部分組成，電控系統(tǒng)控

39、制電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過帶傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一級(jí)變速。機(jī)器開始運(yùn)行后跑帶帶動(dòng)人在其上奔跑。通過兩滾筒間距調(diào)節(jié)預(yù)緊跑帶。跑帶采用防滑帶，帶兩側(cè)設(shè)有防滑道，系統(tǒng)設(shè)置急停開關(guān)，以防止意外發(fā)生。跑步機(jī)是由電機(jī)帶動(dòng)，則跑步者須與跑帶節(jié)奏保持一致，在跑步時(shí)出現(xiàn)意外，要迅速的使跑步帶停下來，所以在跑步機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要盡多的考慮安全問題。</p><p><b>　　圖2-3跑步系統(tǒng)</b></p>&

40、lt;p>　　坡度調(diào)節(jié)及折疊系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　坡度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用杠桿原理，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給齒條作直線運(yùn)動(dòng)，在與調(diào)節(jié)杠桿連接處施力，調(diào)節(jié)桿桿支點(diǎn)固定在跑步機(jī)支架上，通過桿機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)坡度調(diào)節(jié)，原理圖如圖2-3。圖2-4所示為折疊前后機(jī)構(gòu)極限位置。</p><p>　　圖2-4坡度調(diào)節(jié)及折疊機(jī)構(gòu)</p><p><b>

41、　　=</b></p><p>　　圖2-5折疊前后示意圖</p><p><b>　　2.6輔助鍛煉系統(tǒng)</b></p><p>　　輔助鍛煉系統(tǒng)包括扭腰盤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和仰臥起坐架，圖四是扭腰盤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖2-6 扭腰盤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　

42、2.7總體結(jié)構(gòu)布局</b></p><p>　　整體布局結(jié)構(gòu)要緊湊，在整體部局上要符合人機(jī)工程學(xué)原理。如圖5所示。</p><p>　　圖2-7 總體結(jié)構(gòu)布局圖</p><p>　　圖2-8 總體布置簡圖</p><p>　　綜上所述：設(shè)計(jì)的多功能電動(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等組成，其特征在于框架

43、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

44、一級(jí)。跑步機(jī)配有坡度調(diào)節(jié)裝置，可實(shí)現(xiàn)坡度調(diào)節(jié)，同時(shí)結(jié)合折疊功能的二合一設(shè)計(jì)。同時(shí)在支架上安有扭腰盤和伏地挺身架使機(jī)器實(shí)現(xiàn)其多功能性。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)類型與參數(shù)的選擇</p><p><b>　　動(dòng)力機(jī)的類型選擇</b></p><p>　　根據(jù)工作負(fù)荷的大小和性質(zhì)、工作機(jī)的特性和工作環(huán)境等選擇。當(dāng)人在跑步機(jī)上跑步或走路時(shí)，由于產(chǎn)生動(dòng)

45、量，跑步機(jī)所承載的重量是人體重的1~2.5倍，而電動(dòng)機(jī)動(dòng)力在這樣的載重量下，能滿足并維持所選擇的速度，讓人可以在跑步機(jī)上走跑自如。通常跑步機(jī)一個(gè)馬力(1馬力=736W)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，所以衡量效率及安全性后，一般建議，跑步機(jī)合宜的持續(xù)馬力應(yīng)該至少1.5馬力以上，如果人的體重有超過80公斤，則應(yīng)選2.0持續(xù)馬力以上的跑步機(jī)。&

46、lt;/p><p>　　此跑步機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100公斤，則電動(dòng)跑步機(jī)轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)—ZYT42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。</p><p>　　表現(xiàn)在調(diào)速方便

47、（可無級(jí)調(diào)速），調(diào)速范圍寬，低速性能（啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大），運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，效率高。</p><p>　　總傳動(dòng)比計(jì)算及傳動(dòng)比分配</p><p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)多級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置時(shí)，分配傳動(dòng)比很重要。要做到尺寸緊湊，結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，成本低，維修方便。注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1) 各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在薦用值范圍內(nèi)。</p><p>　　2) 各級(jí)傳動(dòng)間

48、應(yīng)作到尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱。一般使iVB > iG.若帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比分配過大，大帶輪的外徑v大于減速器中心 H 時(shí)，會(huì)造成尺寸不協(xié)調(diào)或安裝不便。</p><p>　　3) 各級(jí)傳動(dòng)件彼此不發(fā)生碰撞現(xiàn)象。</p><p>　　4) 兩級(jí)齒輪傳動(dòng)比可按下式分配</p><p>　　i1=(1.3 ~ 1.4)i2 </p><p>　　i

49、 =[(1.3 ~ 1.4)iΣ ]-1/2 </p><p><b>　　5) 傳動(dòng)比分配</b></p><p>　　總傳動(dòng)比:i=n0/nW=3,據(jù)表4.2-9：取i多楔帶=2.5，n0=4000r/min</p><p>　　則跑帶帶傳動(dòng)比：i跑帶=i/i多楔帶=3/2.5=1.2</p><p><b&

50、gt;　　選擇動(dòng)力機(jī)功率</b></p><p>　　傳動(dòng)筒所需功率： PW =FV /1000 </p><p>　　傳動(dòng)裝置的總效率 ： η= η多楔帶η跑帶η2承</p><p>　　按表4.2-9確定各部分效率如下：</p><p>　　皮帶傳動(dòng)效率：η多楔帶=0.95；η跑帶= 0.90</p>

51、;<p>　　滾動(dòng)軸承效率： η承 = 0.99</p><p>　　則傳動(dòng)總效率：η=0.95×0.90×0.992=0.816</p><p>　　所需電動(dòng)機(jī)功率： Pr = PW/η </p><p>　　P電機(jī)=P/η多楔帶η帶η軸承=2×736÷0.95×0.90×0.992=166

52、8.76W取1670W</p><p><b>　　確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　由表4.12-1查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)</p><p>　　永磁式直流馬達(dá)-型號(hào)：ZY120-8060 </p><p>　　馬達(dá)容量：1.5HP </p><p>　　電壓：DC180V </p>

53、<p><b>　　功率：1.5KW</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速：4000rpm</p><p>　　各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)軸</b></p><p>　　Po=Pr=1670w </p><p>　　no=4000

54、r/min </p><p><b>　　3989.5Nm</b></p><p><b>　　前軸：</b></p><p>　　P1=P0×η帶 =1670×0.9=1503W</p><p>　　n1=no/i帶=4000/2.5=1600r/min </p>

55、<p><b>　　8971Nm </b></p><p><b>　　后軸：</b></p><p>　　P2=P1×η帶=1503×0.95=1428w </p><p>　　n2=n1/i12= 1600/1.2=1333.3r/min</p><p&g

56、t;<b>　　Nm</b></p><p><b>　　上述結(jié)果匯于下表：</b></p><p>　　按工作要求條件選用電動(dòng)跑步機(jī)專用永磁直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，電壓380伏，YT42型。</p><p><b>　　傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　4.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)

57、算</p><p>　　輸出功率P=1.5kw，滿載轉(zhuǎn)速n1=4000r/min，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2=1600r/min，載荷有輕度沖擊，使用5年。動(dòng)力來源：電力三相交流380/220V。速度允差小于5%。選擇電機(jī)為專門為跑步機(jī)生產(chǎn)的永磁直流電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)功率P=1.7KW，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)緊湊的場合，特別能適應(yīng)帶輪直徑小的傳動(dòng)，所以擇之

58、。 </p><p>　　1、確定設(shè)計(jì)功率Pc</p><p>　　由文獻(xiàn)[17] 第14篇中表3-4，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，查得工作情況系數(shù)kA=1.2，則計(jì)算功率：</p><p>　　Pc= kA×P =1.1×1.67=

59、1.84kw</p><p><b>　　2、帶型號(hào)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)Pc、n1由圖3-12確定。對(duì)于多楔帶的型號(hào)可根據(jù)設(shè)計(jì)功率Pd=1.84KW和小帶輪轉(zhuǎn)速n1=3400r/min由pd-n1圖選取,選PJ型多楔帶，楔距2.34mm，帶高4mm。</p><p>　　3、確定帶輪直徑de1、de2(有效直徑)</p

60、><p>　　選擇小帶輪直徑dd1由表3-5、3-6確定，由于占用空間限制不嚴(yán)格，</p><p>　　取dd1>dmin=80mm對(duì)傳動(dòng)有利，按表3-6取標(biāo)準(zhǔn)值，取dd1=90mm</p><p><b>　　小帶輪有效直徑：</b></p><p>　　由多楔帶直徑系列表知demin=20mm,</p>

61、<p>　　由表選取de1=33.5mm</p><p><b>　　小帶輪節(jié)圓直徑</b></p><p>　　dp1=de1+2△e=33.5+2×1.2=36mm</p><p><b>　　由表，△e=1.2</b></p><p>　　確定從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 dd2 &

62、lt;/p><p>　　dd2=n1/n2×dd1=1420/507×90=252mm </p><p>　　查表3-6取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=250mm</p><p>　　大帶輪節(jié)圓直徑dp2=idp1=2×33.5=67mm</p><p><b>　　大帶輪有效直徑:</b></p>

63、<p>　　de2=dp2－2△e=67－2×1.2=64.6mm</p><p>　　由表，選de2=63mm</p><p><b>　　4、計(jì)算帶速v</b></p><p><b>　　驗(yàn)算帶速V </b></p><p>　　V=πdd1n1/(60×10

64、00)=π×90×1420/(60×1000)=6.68/s</p><p>　　在5 ~ 25m/s之間，故合乎要求。</p><p>　　v=πdp1n1 /(60×1000) m/s </p><p>　　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↑<

65、/p><p>　　v↓ —→P=F×v/100可知，P一定時(shí)，F(xiàn)↑—→張緊力↑</p><p>　　一般v在5～25 m/s，最大30 m/s，在8～15 m/s較好</p><p>　　V=π×36×3400/60×1000=6.4 m/s <30m/s,合適</p><p>　　實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n

66、2和實(shí)際傳動(dòng)比i</p><p>　　i=dd2/dd1=250/90=2.107</p><p>　　n2=n1/i=1420/2.107=673.94r/min</p><p>　　(673.94-507)/507=0.33%5%</p><p><b>　　5、初定中心距a0</b></p><

67、p>　　中心距的大小對(duì)帶傳動(dòng)的影響：</p><p>　　a↑—→結(jié)構(gòu)大—→由于載荷變化引起帶的顫動(dòng)—→掉帶</p><p>　　a↓—→帶的長度↓—→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↓ </p><p>　　對(duì)于V帶傳動(dòng)，中心距a一般可取</p><p><b>

68、　　初定中心距a0</b></p><p>　　按：0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) </p><p>　　初定 a0=150mm</p><p>　　得：238≤a0 ≤680</p><p>　　取a0 = 500 mm</p><p>　　

69、6、確定帶的有效長度Le </p><p>　　確定帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度Lc 查表3-3取按式3-26 </p><p>　　Lc =2a0+π/2(dd2+dd1)+(dd2-dd1)2/4a0 </p><p>　　=2 ×500+π/2(250+90)+(250-90)2/(4×500)=1536mm</p><p

70、>　　由表8-52，選Le=1540mm</p><p>　　7、計(jì)算實(shí)際中心距a</p><p>　　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</p><p>　　a=a0+(Le- Le0)/2=150-1.48=148.52mm&

71、lt;/p><p><b>　　a調(diào)整范圍：</b></p><p>　　amax=a+0.03Ld=140.52mm</p><p>　　amin=a-0.015Ld=153.52mm</p><p><b>　　8、計(jì)算小帶輪包角</b></p><p>　　驗(yàn)算包角α按式(

72、3-28)使α120o</p><p>　　α=1800-(dd2-dd1)/a×600=180-11.41=168.590 >1200 符合要求。</p><p>　　9、帶每楔所傳遞的額定功率及其增量</p><p>　　由帶型，de1=33.5mm，n1=3400r/min按表8-55用插值法計(jì)算的</p><p>&l

73、t;b>　　p0=0.14kw</b></p><p>　　由i=2, n1=3400r/min,有表8-55用插值法計(jì)算得</p><p>　　△p0=0.02kw</p><p><b>　　10、計(jì)算帶的楔數(shù)</b></p><p>　　由表8-56用插值法計(jì)算Kα=0.97，KL=0.78<

74、;/p><p>　　Z=1.65/(0.16×0.97×0.78)=13.63</p><p>　　由表8-51選取Z=12</p><p><b>　　11，有效圓周力</b></p><p>　　FT= Pd/v×103 =0.26×103=260N</p><

75、p>　　12．作用在軸上的載荷</p><p>　　確定初拉力F0 按式(3-30)查表3-1得 q=0.1kg/mm</p><p>　　F0 =500pc/vZ(2.5/kα-1)+qv2</p><p>　　=500×2.49/(6.68×3)×(2.5/0.956-1)+0.1×6.682 </p>

76、;<p><b>　　= 125N</b></p><p>　　Q=2F0Zsin(α/2)</p><p>　　=2×125×2×sin(1620/2)</p><p><b>　　= 622.24N</b></p><p>　　為設(shè)計(jì)軸和軸承，需確定帶

77、傳動(dòng)作在軸上的力Fr</p><p><b>　　得Kr=1.57</b></p><p>　　則 Fr=1.57×260×0.995=406.16N</p><p>　　根據(jù)計(jì)算跑步機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇12PJ450多楔帶</p><p>　　13. 多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇</p>&

78、lt;p>　　要求：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡 ；輪槽工作面要精細(xì)加工(表面粗糙度一般為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。</p><p>　　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。</p>&

79、lt;p>　　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</p><p>　　d1=1.8d=1.8×25=45mm </p><p>　　查表7-8得 e=15，f=10，he =12，δ=6，φ=340，ba=11mm，hamin=2.75</p><p>　　B=(z-1)e

80、+2f=(4-1)×15+2×10=65mm </p><p>　　L=2d=2×28=56mm </p><p>　　查表7-9得 δ=min=10mm，</p><p>　　da1=da2+2ha=34mm</p><p>　　da2=da2+2ha=65mm</p><p>　　小

81、帶輪D=33.5mm≤(2.5-3)d，采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)；大帶輪D=63mm選取腹板式。小帶輪隨電機(jī)一起購買。</p><p>　　以跑步機(jī)大帶輪P12PJ63為例確定其結(jié)構(gòu)和尺寸：</p><p>　　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.輪槽表面粗糙度Ra的最大允許值為3.2。槽距e=2.34±0.0，槽角α=40o±0.5o 楔頂圓角半徑r

82、b,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公稱值為0.23，2N最大值1.22，f最小值為1.8，有效線差公稱值￡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。。</p><p>　　帶輪寬=11×2.34+1.8×2=29.34mm取30mm</p><p><b>

83、;　　執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　5.1.1軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　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。</p><p>　　1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求：</p><

84、p>　　軸與軸上零件應(yīng)具有準(zhǔn)確的工作位置——定位要求</p><p>　　軸上零件應(yīng)易于裝拆和調(diào)整——安裝調(diào)整要求</p><p>　　軸上零件的固定應(yīng)牢固可靠——緊固要求</p><p>　　軸應(yīng)具有良好的制造工藝性——工藝要求</p><p>　　應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中——提高疲勞強(qiáng)度的要求</p><p>　　

85、2)軸的各部分結(jié)構(gòu)名稱制造安裝要求：</p><p>　　為便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯軸；為使軸上零件易于安裝，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單，以便于加工；軸上磨削的軸段有砂輪越程槽；需車制螺紋的軸段，應(yīng)有推刀槽。</p><p><b>　　3)軸的材料選擇：</b></p><p>　　軸常在交變應(yīng)力的作用下工作

86、，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，有的軸表面要求也較高。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。</p><p>　　4)軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：</p><p>　　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。</p>

87、<p>　　強(qiáng)度計(jì)算：保證軸在載荷作用下不致斷裂或產(chǎn)生過大的變形。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p>　　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。</p>

88、<p>　　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)。采用過盈配合</p><p>　　軸向固定：防止零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。</p><p>　　5.1.2強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　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

89、應(yīng)力。所以</p><p>　　固定心軸的許用應(yīng)力應(yīng)為1.7[σ-1] 。</p><p>　　最大彎矩M=0.54/2×300=81N.M</p><p>　　抗彎截面系數(shù)W=π×d4/64 =[3.14×(0.012)4/64]=2×10-8 </p><p>　　強(qiáng)度=M/W=81/(π×

90、;d4/64)=81/2×10-8=40MPa</p><p>　　材料采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼許用彎應(yīng)力為40〈102</p><p>　　則通過設(shè)計(jì)能承受足夠的工作強(qiáng)度。</p><p>　　軸的材料選45鋼，調(diào)質(zhì)處理 </p><p><b>　　估算前軸最小直徑</b></p><p>

91、　　d1min≥A0(D/n)1/3=130(2.45/507)1/3=21.9m 取25mm </p><p>　　估算后軸安軸承處最小直徑</p><p>　　d2min≥A0(D/n)1/3=130(2.24/119.8)1/3=34.5mm 取35mm</p><p><b>　　軸的強(qiáng)度計(jì)算</b></p>&l

92、t;p>　　已知：T1=43.98Nm，Q=622.24N,d1=48.78mm,β=11.40,=20.370</p><p>　　5.1.3按彎矩合成強(qiáng)度條件校核軸</p><p>　　1)畫出空間力系圖，如圖所示。</p><p>　　Ft=2 T1/d1=(2×43.89×1000)/48.78=1800N</p>&

93、lt;p>　　Fr=Ft=1800N×=666N </p><p>　　Fa=Fttanβ=1490×tan11.4°=356N </p><p>　　3)求軸的彎矩M，畫彎矩圖，如下圖所示。</p><p>　　M1=M1H=48535Nmm</p><p>　　畫軸的扭矩圖，Ｔ＝31930Nmm,如下

94、圖所示。</p><p>　　求計(jì)算彎矩Mca，畫計(jì)算彎矩圖</p><p><b>　　根據(jù)：，并取，算得</b></p><p>　　確定危險(xiǎn)剖面，校核強(qiáng)度</p><p>　　根據(jù)圖一中軸的結(jié)構(gòu)尺寸，選擇彎矩最大的剖面和彎矩較大、軸頸較細(xì)的剖面進(jìn)行驗(yàn)算。</p><p><b>　

95、　剖面的計(jì)算應(yīng)力：</b></p><p><b>　　剖面的計(jì)算應(yīng)力：</b></p><p>　　5.1.4按疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核軸</p><p>　　45鋼調(diào)質(zhì)的機(jī)械性能參數(shù)：，，Ш剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核。</p><p>　　因軸單項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)處理。<

96、/p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　根據(jù)教材附表查取應(yīng)力集中系數(shù)、絕對(duì)尺寸影響系數(shù)和表面質(zhì)量系數(shù)。</p><p><b>　　根據(jù)：，<

97、;/b></p><p>　　查得：,,,,,并取，則</p><p>　　所以Ш剖面疲勞強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的選擇及壽命驗(yàn)算</p><p>　　5.2.1.滾動(dòng)軸承的選擇</p><p>　　減速器中的軸承主要承受徑向載荷，可采用角接觸球軸承。</p><p>

98、　　軸上按4.6-2標(biāo)準(zhǔn)可得軸直徑35mm，可得軸承代號(hào)7107C；</p><p>　　前軸直徑40mm，可得軸承代號(hào)7208C；</p><p>　　后軸軸直徑50mm，可得軸承代號(hào)7210C。</p><p>　　軸承類型：深溝球軸承，軸承代號(hào)：6301 </p><p>　　5.2.2.軸滾動(dòng)軸承壽命驗(yàn)算</p>

99、<p>　　R1=(R1H2+R1V2)1/2=841N </p><p>　　R2=(R2H2+R2V2)1/2=1484N </p><p>　　A1=653N A2=1009 </p><p>　　查2.5-1得cr=15000N c0=10000N </p><p><b>　　載荷由1軸承承受 &l

100、t;/b></p><p>　　A1/c0=0.035 e1=0.22 </p><p>　　A2/c0=0 e2=0.22 </p><p>　　A1/R1=0.77 〉e1，</p><p>　　取X=0.44 Y=1.47取輕微沖擊載荷fd=1.0</p><p>　　p1=fd(x1R1+

101、Y1A1)=1.0×0.56×906.7+1.9×347.2=1167.4N</p><p>　　A2/R2=0.67〈e2 由表2.5-1得 X2=1 Y2=0</p><p>　　此軸承受力矩載荷 fm=1.5 輕微沖擊載荷fd=1.0</p><p>　　p2=fdfm(x2R2+Y2A2)=1.5×0.56&#

102、215;2088.1=1754N </p><p>　　p2 >p1 故按p2計(jì)算軸承壽命。</p><p>　　溫度系數(shù)ft由9-4得ft=0.85。</p><p><b>　　軸承適用</b></p><p><b>　　鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算</b></p><p>

103、;　　6.3.1.鍵聯(lián)接的類型和尺寸選擇</p><p>　　由于精度為8級(jí)，應(yīng)有較好對(duì)中性，故選圓頭普通平鍵。</p><p><b>　　鍵的材料：45鋼。</b></p><p><b>　　電機(jī)軸上的鍵：</b></p><p>　　軸徑為54mm、41mm，采用不同鍵寬，選鍵14×

104、;9和12×8，選鍵長分別為L=45mm、L=70mm。</p><p>　　6.3.2.對(duì)電機(jī)軸上鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核</p><p>　　鍵聯(lián)接的失效形式是軸、輪轂和鍵三個(gè)零件中較弱零件的壓潰。故應(yīng)進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核。</p><p>　　鍵工作長度：L=L-b=50-10=40mm </p><p>　　由表5-1查得：[σp]=1

105、00N/mm2 </p><p>　　σp=4T/dhL=4×43890/20×6×40=19.2N/mm2<σp，安全</p><p><b>　　跑步板及跑步帶設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　跑步板</b></p><p>　　電動(dòng)跑步機(jī)的跑步板，

106、它由基板以及覆蓋在基板上或上下兩個(gè)表面的導(dǎo)電耐磨層構(gòu)成。導(dǎo)電耐磨層既可長期承受跑步帶的摩擦，使用壽命高；又可隨時(shí)將摩擦產(chǎn)生的靜電荷通過底座導(dǎo)出，避免靜電對(duì)人體的不舒感和對(duì)跑步機(jī)造成的損害。基板由高密度或中密度纖維板制作，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，成本較低，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

107、單，成本也較低。復(fù)合耐磨金屬板則更牢固。復(fù)合耐磨金屬板為復(fù)合銅板時(shí)效果更好，更耐磨。力學(xué)模型如圖7-1所示。</p><p><b>　　由材料力學(xué)可知</b></p><p><b>　　當(dāng)b取時(shí)y得最大值</b></p><p>　　由手冊(cè)(文獻(xiàn)[11]~[13])可查得E=2.10×105 Mpa，l=45

108、0mm，P=1500N</p><p><b>　　(d=20 mm)</b></p><p>　　計(jì)算得：ymax=1.73(mm)</p><p>　　按l=600mm算得：ymax=16.4(mm)</p><p>　　按兩端固定的模型計(jì)算，如圖3-2所示：</p><p>　　按，l=60

109、0mm算，ymax=4.2(mm)</p><p><b>　　跑步帶</b></p><p>　　跑帶要求雙層粘合跑帶，具有高傳導(dǎo)性，跑步帶國際防滑型，運(yùn)動(dòng)時(shí)安全可靠</p><p>　　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，左右寬度及前后長度都要夠，否則無法自然邁開步伐，跑起來彎扭不順暢，更容易跌倒。根據(jù)人體運(yùn)

110、動(dòng)工學(xué)推算，45cm寬X130cm長，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。有不少廠商生產(chǎn)"加碼"跑步機(jī)，跑臺(tái)加寬，左右踏條增大，以營造物超所值得虛胖假象，但最重要的跑步帶面積并沒增加；所以焦點(diǎn)要放在跑步帶面積上。理論上來說，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)。</p><p>　　跑帶調(diào)整：兩個(gè)螺栓調(diào)整法</

111、p><p>　　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)針方向旋轉(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)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過度鎖緊跑帶。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。</p><p>　　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)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)

112、左后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)，還有以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過度鎖緊跑帶。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。</p><p>　　圖7-2 跑帶左右偏調(diào)整方式</p><p>　　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)針方向旋轉(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

113、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。</p><p>　　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)針方向旋轉(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"。不能過度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)

114、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。</p><p>　　圖 7-3 跑帶張力大小調(diào)整方式</p><p><b>　　跑臺(tái)潤滑油的填加</b></p><p>　　1、減小跑步帶和跑步板之間的摩檫力，保護(hù)跑步板表面的耐磨涂層，延長跑帶、跑板的使用壽命。</p><p>　　2、減少跑

115、步機(jī)的電能消耗。</p><p>　　3、讓用戶在運(yùn)動(dòng)時(shí)更流暢。</p><p><b>　　品質(zhì)要求：</b></p><p><b>　　1、耐高溫。</b></p><p><b>　　2、黏度高。</b></p><p><b>　　3

116、、不易揮發(fā)。</b></p><p><b>　　使用方法：</b></p><p>　　1、掀開左側(cè)跑步帶，將潤滑油沿跑步帶方向倒在跑步板上，控制用量為 10 ml。</p><p>　　2、右側(cè)同左側(cè)一樣操作方法。</p><p>　　3、將跑步機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)在3 KM / H以內(nèi)，人站上去隨著跑步帶一起運(yùn)動(dòng)

117、，用腳有意識(shí)的踏壓跑步帶下涂有潤滑油的區(qū)域，使其在跑步板上散布均勻。</p><p><b>　　使用頻率：</b></p><p>　　6個(gè)月加注1次潤滑油</p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p><p>　　不可過量使用，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。&l

118、t;/p><p>　　跑步板和跑步帶的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，不光要提供一個(gè)寬敞舒適的跑步平臺(tái)，還得考慮之間的摩擦問題，還有摩擦產(chǎn)生的靜電問題，盡量通過細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，提供一個(gè)真正的健康的鍛煉平臺(tái)。</p><p><b>　　人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　利用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法，并根據(jù)“中國成年人人體尺寸”作為基本依據(jù)，對(duì)電動(dòng)跑步機(jī)的主要部件

119、的一些尺寸、形狀、材質(zhì)和色彩進(jìn)行設(shè)計(jì)，使電動(dòng)跑步機(jī)具有良好的使用性，達(dá)到安全、舒適、健康。</p><p>　　人體尺寸百分位數(shù)運(yùn)用的基本原則</p><p>　　電動(dòng)跑步機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合人體的尺寸，由于受人的年齡、性別、種族、地區(qū)等因素的影響，人的身材大小各不相同，在對(duì)人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性的人體尺寸測量時(shí)，各種身材的人頻數(shù)分布狀態(tài)(出現(xiàn)率)用百分位數(shù)表示。在國標(biāo)GB10000 中分別給出了不同年

120、齡段第1、5、10、50、90、95、99 百分位的人體尺寸，在跑步機(jī)設(shè)計(jì)中，常用的是18~60 歲年齡組的第5 百分位數(shù)和第95 百分位數(shù)，它考慮了絕大多數(shù)的使用者群體。</p><p>　　按人體尺寸確定相關(guān)結(jié)構(gòu)與空間的尺寸的原則為：</p><p>　　(1)容空間尺寸設(shè)計(jì)按第95 百分位數(shù)(P 95 )</p><p>　　包容空間是指以人為中心，包容人體(

121、或某部分)的空間。例如：最小作業(yè)空間(區(qū)域)、通道、維修空間、肢體自由活動(dòng)空間、門、艙口等，對(duì)于這類空間，要求其能包容大多數(shù)人，按大身材人設(shè)計(jì)，小身材的人當(dāng)然也就包括在內(nèi)。</p><p>　　(2)被包容空間尺寸設(shè)計(jì)按第5 百分位數(shù)(P 5 )</p><p>　　被包容空間是指以人為中心，被人體(或某部分)所包容的空間。例如，肢體的可及范圍、椅面高度、搬運(yùn)物的寬度等，對(duì)于這類空間，應(yīng)使

122、小身材(P 5 )能包容其空間，大身材人當(dāng)然也就沒有問題。</p><p>　　(3)最佳工作區(qū)位置尺寸按第50 百分位數(shù)(P 50 )</p><p>　　在包容與被包容關(guān)系中，要求空間適應(yīng)人的極限狀態(tài)，而對(duì)于某些頻繁使用的操縱器，則是希望能以最舒適的狀態(tài)來進(jìn)行操作，才不容易疲勞，并達(dá)到準(zhǔn)確和高效。例如，重要的、使用頻繁的或需精細(xì)操作的開關(guān)、旋鈕等控制器的設(shè)置，各類機(jī)械主要操作手柄的設(shè)置

123、等。這時(shí)應(yīng)按中等身材人設(shè)計(jì)，因第50 百分位附近，人的密度高，可使多數(shù)人處于舒適、高效的作業(yè)狀態(tài)下。</p><p>　　(4)可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸的調(diào)節(jié)范圍為第5 至第95 百分位數(shù)</p><p>　　由于人體尺寸的差異，欲使每個(gè)工作者能處于一種舒適、準(zhǔn)確、高效的工作狀態(tài)，則應(yīng)將有關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為可調(diào)節(jié)的，例如，與控制臺(tái)有關(guān)的座高度和腳踏板的高度等，應(yīng)是可調(diào)節(jié)的，其尺寸應(yīng)以P 50 為基準(zhǔn)，

124、調(diào)節(jié)范圍擴(kuò)展到P 5 至P 95 。</p><p>　　電動(dòng)跑步機(jī)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)</p><p>　　最早的跑步機(jī)是沒有動(dòng)力的普通跑步機(jī)，在這種跑步機(jī)上跑步時(shí)，需要用力蹬踏跑步機(jī)來完成運(yùn)動(dòng)，跑步的姿勢(shì)不夠自然，運(yùn)動(dòng)難以協(xié)調(diào)，效果并不理想。而應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的電動(dòng)跑步機(jī)，人們?cè)谂懿綍r(shí)，感到輕松、自如，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更貼近自然運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。跑步機(jī)主要由以下部分組成：底架、跑步帶、電機(jī)、電機(jī)蓋、立架、

125、扶手、以及電子顯示器。</p><p><b>　　8.2.1 跑步帶</b></p><p>　　跑步帶是電動(dòng)跑步機(jī)的一個(gè)重要部件，跑步帶的性能好壞直接影響著跑步機(jī)質(zhì)量，影響跑步效果。要求跑步帶抗延展性好，使用壽命長，不易變形。因此跑步帶可以采用雙層PVC+單層胚布材料。跑步帶的尺寸應(yīng)滿足跑步這一功能的需要，長度方向應(yīng)讓人能輕松邁開步伐，設(shè)計(jì)為1300 mm；寬度應(yīng)