實務性可回旋式健身車機構設計

1、1實務性可迴旋式健身車機構設計機械工程系.陳振山摘要本研究利用市售的健身器材，針對使用者的方便性加以探討，發(fā)現(xiàn)除了製造廠商的設計外，亦可添加一些功能，使其使用上更具方便與趣味，而不是一位的追求無聊單調的汗水遊戲，設計具有迴旋功能的健身車，使使用者更具趣味，達到健身的功能。Inthisresearchwetrytofindmeconvergentequipmentthatcanmaketheusermefunfromthemarket.W

2、efindtheexercisebikeinthemarketisbingsincethefunctionistoolittleftheuser.Themechanismweaddedgyrationintheexercisebikecanmaketheathletemefuninexercise.Keywd:gyrationexercisebikegear一、前言現(xiàn)今社會處於工作繁忙的環(huán)境中，都市人口密度過高，因此缺乏時間和活動地點來

3、運動。所以許多人都在家中安置健身器材來代替，健身慢慢變成每個人空閒時的活動，為了不讓人在健身時感到無聊乏味，於是在健身器材上加以改變。本次創(chuàng)新的健身器材中，選擇比較適合一般家庭用的健身器材為主，加上現(xiàn)在大多是對於車子本身所佔的體積來加以改良，相繼研發(fā)的產品也走向摺疊式的方向，本次研究偏向於健身車的另一方面發(fā)展，及健身車的附屬功能方向，即是用旋轉和偏擺的方式，應用在健身車上，讓正在做健身車運動的人，視野能遼闊，假如在野外的話，更能欣賞各方

4、面的風景。研究的過程必須精確計算出齒輪變速機構的旋轉速度，還有釋出搖擺機構的搖擺方式及角度，由於底座的行星惰輪組擺動的方式複雜，負責搖擺滑塊的溝槽和內齒輪及行星惰輪組的密合度，還有影響旋轉切換成搖擺的因素，都是創(chuàng)新改良設計的問題。二、設計理論21傳動系統(tǒng)的選用在健身車的動力傳輸上有：摩擦輪、齒輪、鏈輪、皮帶輪等方式。在各種傳動方式下21.1摩擦輪方面：因考慮到須使健身車加上人員所產生的負荷，有大約120~60kg不等的負荷，而要使這個摩

5、擦輪產生相當?shù)牧α?，則軸和軸間所須的正應力N相當大，且效率損失很大。21.2傳動軸變換系統(tǒng)設計在健身車的傳動來源，主要是由乘員踏動踏板而來，故主動輪軸為水平式傳動，但本次製作的主要目的為使健身車作旋轉和擺動，所以需要將輪軸的旋轉改變?yōu)橹笔降男D，才能使健身車作旋轉和搖擺的運動。23齒輪設計因本機構的設計上，是使乘員能在健身時，兼具運動和休閒的功能為讓使用者在旋轉時，不會因旋轉速度太快而導致昏眩，故需要大量的減速比，且能傳遞整體負重，輸出

6、較大的扭力，並能使乘員可不須太費力，就能使健身車旋轉，因此需要大量的減速比24骨架設計為了把齒輪系組和蝸桿蝸輪組給立起來，因此須要骨架來支撐起來，我門考慮到整體外表的美觀與支撐力，所以利用數(shù)學的幾何圖形與三角函數(shù)來計算距離。25變速系統(tǒng)設計車頭設有變速開關，控制其旋轉335齒輪加工因惰輪不須固定於心軸上，故將部份齒輪凸圓用車床車除，以TM205.1?節(jié)省其整體厚度。為使齒輪和心軸作同步轉動，傳遞動力；所以在齒輪凸圓上鑽4.2mm的孔，並

7、攻的螺絲，再用螺絲鎖於心軸8.05?M上，作為定位與固定。36齒輪組裝先將一邊的骨架依設計圖的位置用中心衝衝孔，以每兩個孔為一單位來衝孔，才不會因為在鑽孔時萬一造成偏差後導致後面的齒輪沒有互相嚙合，再將齒輪和軸依序放入，並注意齒輪和齒輪之間是否有嚙合，依序前面步驟鑽其他的孔，將各軸依序試看看是否能順利插入孔內，並試看看齒輪是否能滑順的轉動，當各齒輪組裝完成後，再將另一邊的骨架插入，並將卡環(huán)固定於軸桿上，使齒輪不會因為轉動而滑動，再將各齒

8、輪的螺絲鎖緊於軸心上，如此便完成齒輪組裝的部分。37整體組合及測試將上半部齒輪組裝完後，試轉踏板軸，看看齒輪相對傳動是否順暢。有無干涉現(xiàn)象，上半部車體是否能作旋轉運動。測試變速機構，試轉動踏板軸，能否在齒輪傳動時改變速度。行星惰輪組能否順利作搖擺運動。蝸桿蝸輪是否能達到減速的要求。切換搖擺切換桿，將其切換至搖擺狀態(tài)，使上半部車體作搖擺運動，同時測試搖擺是否能達到改變速度。四、結果與結論本次的設計上，主要的部分為變速、旋轉、搖擺的設計；在

9、變速上：因變速時需要考慮到其齒輪的嚙合的位置，因此將60齒的齒輪和30齒的齒輪作同速轉動，變速輪無論嚙合哪一組齒輪，另外一組依然會作轉動，所以在變速上，就沒有無法嚙合的問題。另外在旋轉和搖擺的切換上，如果在行星惰輪輪盤下沒設置彈簧，則在變速時並無法作水平上升，會使齒輪傾斜而無法變速，解決方法則為加設彈簧，利用彈簧使行星惰輪盤能均勻的受力上升，並可減輕使用者變速時所需的施力。在齒輪方面，因具有干涉和摩擦的影響，故在動力的傳輸上具有相當?shù)膿p

10、失，雖然能確實的傳遞偏擺的角度，但使用者須較大的力量來使其轉移。本機械的設計為使健身車作旋轉和搖擺的功能，因本機構為一創(chuàng)新的設計，故初步尚未建造一專用之設施，因此有許多的地方值得作更進一步的探討和研究。五、參考文獻：1.賴耿陽，中華民87年4月，機械運動機構2.鐘永鎮(zhèn)，自行車內變速器之設計，國立中山大學機械工程研究所，中華民國88年6月3.蔡寧遠，新訂實用齒輪寸法表，光田出版社4.林實泓?江可達?宋仁群，張福仁?陳振山?孫榮宏，莊錦陽?