坡度可變式跑步機【畢業(yè)設計】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p><b>　　坡度可變式跑步機</b></p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘　要</b&

3、gt;</p><p>　　摘要：在這個科學技術飛快發(fā)展的時代，各種各樣的健身器材飛快的進入了我們的生活中，比如跑步機，劃船器、健身車、太空漫步機、健身騎馬機等等。跑步是大多數(shù)人喜歡的運動項目，但是許多人卻因為沒時間，沒場地，或下雨而苦惱，因此跑步機就在這個時候展現(xiàn)出了其絕對的優(yōu)勢。我們平時戶外跑步時會遇到上坡或下坡的路段，因此用戶們也不滿足只在水平的跑步機上跑步，所以坡度可變式跑步機的理念就這么產(chǎn)生了。<

4、/p><p>　　人們擁有了這一功能的跑步機后就可以做到在家里也能體驗到一整套的戶外跑步運動。我們可以根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)不同的坡度來實現(xiàn)各種場地的運動模式，而無需為了尋找合適的跑步場地去發(fā)愁，可以天天進行適當?shù)呐懿竭\動，節(jié)省了更多的時間和精力，使我們擁有每天擁有良好的狀態(tài)去參加工作。</p><p>　　關鍵詞：跑步機；調(diào)節(jié)坡度；液壓系統(tǒng)；連桿機構；泄漏。</p><p&g

5、t;<b>　　Abstract</b></p><p>　　ABSTRACT: In this era of fast development of science and technology, all kinds of fitness equipments fast come into our life, for example the treadmill, row implement

6、, stationary bike, the spacewalk machine, fitness ride machine, and so on. Running is a sport which is liked by most people, but they are distressed for no time, no grounds, or rain, therefore the treadmill shows its abs

7、olute advantage at this time. We may usually meet uphill or downhill sections at outdoor running, so users aren't </p><p>　　After the treadmill having the function, people can experience a whole set of o

8、utdoor running at home. We can adjust gradient by our need to realize various sports mode of site , while needn't have to be worry to find suitable running site, can have proper running every day and save more time a

9、nd effort, and make us have good state to work every day. </p><p>　　KEYWORDS: The treadmill; regulate the slope; hydraulic system; link mechanism; and leakage.</p><p><b>　　目　錄</b><

10、;/p><p><b>　　摘　要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　目錄Ⅳ</b></p><p><b>　　緒論IVI</b></p><p><b>　　1總方案設計1</

11、b></p><p>　　1.1跑步機的基本構造1</p><p>　　1.1.1跑步機的運行方式1</p><p>　　1.1.2跑步機內(nèi)部安裝結構1</p><p>　　1.2坡度調(diào)節(jié)設計2</p><p>　　1.3功能原理說明2</p><p>　　2液壓系統(tǒng)

12、設計4</p><p>　　2.1液壓系統(tǒng)的設計原理4</p><p>　　2.1.1系統(tǒng)設計原理4</p><p>　　2.1.2單向閥4</p><p>　　2.1.3液壓系統(tǒng)設計5</p><p>　　3電動機類型與參數(shù)的選擇7</p><p>　　3.1電動機的類

13、型與功率7</p><p>　　3.2電動機的技術參數(shù)7</p><p>　　4傳動機構設計9</p><p>　　4.1帶傳動結構設計9</p><p>　　4.1.1設計及參數(shù)選擇9</p><p>　　4.1.2多楔帶帶、輪型號選擇11</p><p>　　4.2連

14、桿機構設計11</p><p>　　4.2.1連桿機構設計12</p><p>　　5外型結構設計13</p><p>　　5.1支架設計13</p><p>　　5.2基架的結構13</p><p>　　5.3跑步帶13</p><p><b>　　6滾筒設計

15、15</b></p><p>　　6.1軸承選擇15</p><p>　　6.2滾筒軸的結構設計15</p><p>　　6.3滾筒要求15</p><p><b>　　7滾筒設計16</b></p><p>　　7.1液壓系統(tǒng)的泄漏原因15</p>

16、<p>　　7.2液壓系統(tǒng)維護15</p><p><b>　　總結與展望17</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　致謝19</b></p><p><b>　　附錄20</b>&l

17、t;/p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　跑步這項全民都能參與的體育運動從古至今都是最受歡迎的一項健身方法。它可以燃燒人體脂肪，促進血液循環(huán)，增強心肺功能，發(fā)展肌肉力量，保持體型健美，調(diào)節(jié)人的心情，全身心地釋放壓力,因此跑步是各種體育運動中最平凡，最普及，最好的運動方法。然而，當今都市高樓林立，交通擁擠使得很大一部分人失去了跑步的場所，因此跑步機一躍

18、成為家庭及健身房最為常見的一種健身器材。它操作簡單，使用人群廣泛，更加不用為天氣、場地而發(fā)愁。</p><p>　　跑步機作為現(xiàn)今人們的健身的主流器材，其發(fā)展是與現(xiàn)代機器與技術的發(fā)展息息相關的。機器的發(fā)展經(jīng)歷了一個由簡單到復雜的過程，在蒸汽機出現(xiàn)后機器的進入了一個嶄新的階段，具有了完整的形態(tài)。一部機器的基本組成有原動部分，傳動部分，執(zhí)行部分，控制系統(tǒng)和潤滑、顯示、照明等輔助部分，其中原動機部分、傳動部分、執(zhí)行部分

19、是機器的基本組成部分。原動機部分是驅(qū)動整部機器完成預定功能的動力源。傳動部分是把原動機的運動形式、運動及動力參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行部分所需的運動形式、運動及參數(shù)。執(zhí)行部分是用來完成機器預定功能的?！?】現(xiàn)在的跑步機結構就是以這種機器結構而進行設計的。</p><p>　　現(xiàn)在跑步機一般不僅僅是單一功能，如仰臥起坐，扭腰等功能都是融入了跑步機中。這些跑步機的附加功能不僅僅增強了跑步機的使用性能，還大大節(jié)省了健身器材對地方的

20、占用。在每平米房價如此之高的今天節(jié)省健身器材的占地空間將會是廣大的消費者在選擇跑步機功能后的另一大考慮因素。然而我們現(xiàn)在看見的跑步機功能有些是比較齊全的，但是很少能見到可以調(diào)節(jié)坡度的跑步機。一般的跑步機都是呈水平狀態(tài)，只能滿足消費者一般的跑步需求，所以對于想要嘗試跑上、下坡的消費者而言就有所欠缺了。坡度可變式跑步機可以根據(jù)跑步者的要求對跑步機腳踏板的角度進行人為的調(diào)整，從而滿足消費者對各種跑步場地的需求，節(jié)省了更多的時間和精力，使我們擁

21、有每天擁有良好的狀態(tài)去參加工作。 </p><p>　　本設計是針對跑步機的坡度可調(diào)這一功能，著手于跑步機的機械部分的和外觀，并結合人因工程學設計出一款符合廣大消費群眾的跑步機。跑步機的坡度變動主要是由一個液壓結構來完成。使用者通過下壓活塞來控制液壓系統(tǒng)的吸油與壓油動作來實現(xiàn)液壓結構兩端的活塞升高，也可以通過放油閥來降低兩端活塞降低。液壓系統(tǒng)活塞的升高與降低通過一個連桿機構的轉(zhuǎn)化過程變成跑步機的坡度調(diào)節(jié)過程。本次

22、設計一共分為六個部分：</p><p><b>　?。ㄒ唬┛偡桨冈O計</b></p><p>　　這部分主要介紹這次設計的主要任務與設計方案，了解跑步機的基本結構，從整體上了解設計的本質(zhì)和要求。通過總方案的設計，我初步確定了本次設計的方向，在翻閱大量的資料后選擇了坡度可變式跑步機的坡度調(diào)節(jié)采用液壓結構來實現(xiàn)。</p><p>　?。ǘ┮簤合到y(tǒng)

23、的設計</p><p>　　根據(jù)“帕斯卡原理”以及液壓千斤頂?shù)慕Y構與工作原理【1】的了解，我受到了啟發(fā)，將液壓系統(tǒng)這一原理用于調(diào)節(jié)跑步機的坡度設計中。由于跑步機的坡度在使用者運動的時候是固定的，因此該調(diào)節(jié)系統(tǒng)中必須有調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)系統(tǒng)的自鎖功能。坡度的自鎖功能采用單向閥來實現(xiàn)。通過單向閥單向流通逆向關閉的特點可以輕松地做到系統(tǒng)的自鎖功能。當然，一個液壓系統(tǒng)必須也要有回路控制閥來實現(xiàn)系統(tǒng)的循環(huán)，這里采用一個簡單的圓球

24、結構的放油閥，通過人為的控制來實現(xiàn)液壓油的回路控制。</p><p><b>　?。ㄈ╇妱訖C的選擇</b></p><p>　　電動機需要根據(jù)具體情況來選擇合適的型號。我們在選擇電動機的時候需要考慮其功能能否滿足一般人的使用范圍，既不能因為為了選擇耗能小的電動機而使跑步機滿足不了大部分使用者的需求，也不能選擇大功率的電動機，這樣不僅浪費資源，更加提高了跑步機的生產(chǎn)成

25、本。</p><p>　?。ㄋ模﹤鲃訖C構的設計</p><p>　　傳動機構是連接跑步機跑步板與電動機，液壓系統(tǒng)的關鍵部分。這部分的設計需要通過合理的計算來確定尺寸，以保證跑步機的各個功能能夠正常運行。</p><p><b>　　（五）外形結構設計</b></p><p>　　跑步機的外形結構設計需要考慮人因工程學【5

26、】的理論，設計出一套人性化的跑步機外型，是跑步者在跑步時能夠有舒適感。跑步機的本質(zhì)就是健身用具，而跑步機的結構設計不合理往往會造成跑步者不但沒達到健身的目的，反而收到傷害，這是違背了跑步機設計的初衷的，所以跑步機外型的設計是需要認真對待的。</p><p><b>　?。L筒設計</b></p><p>　　滾筒中軸承，軸是滾筒設計的主要部分，通過查閱機械設計課程

27、設計手冊【3】來選擇合適的型號以及裝配方式是該部分的設計關鍵所在。除此之外，我們還要考慮到滾筒的跳動以及光潔度，以保證跑步機的正常運行。</p><p>　　近十幾年來，包括我國在內(nèi)的許多國家都普遍地興起了群眾性的體育運動鍛煉和健身健美熱潮。健身器材的設計符合人的生理、心理特點，在這方面的考慮失誤，可能會影響人們的健身效果，甚至會影響人們的安全、健康，反而達不到健身的目的了。跑步機作為最為常見且實用的健身器材越來

28、越受到人們的喜愛，而人因工程學對于健身器材的設計就顯得尤為關鍵了。人因工程學是一門新興的邊緣學科。它是運用人體測量學、生理學、心理學和生物力學以及工程學等學科的研究方法和手段，綜合地進行人體結構、功能、心理以及力學等問題研究的學科。用以設計使操作者能發(fā)揮最大效能的機械、儀器和控制裝置，并研究控制臺上各個儀表的最適合的位置。人因工程學把人的因素作為產(chǎn)品設計的重要條件和原則，研究人和機器及環(huán)境的互相作用，以達到人-機-環(huán)境系統(tǒng)總體性能的最優(yōu)

29、化。【5】【9】</p><p>　　在現(xiàn)在科技發(fā)展迅速的時代，人們對于跑步機的功能上的要求也是日益的提高。雖然現(xiàn)在這類跑步機在市場的比例并不大，但坡度可變式跑步機將會成為跑步機從單一功能向多功能方面發(fā)展的主要方向。</p><p><b>　　總方案設計</b></p><p><b>　　跑步機的基本構造</b><

30、;/p><p><b>　　跑步機的運行方式</b></p><p>　　跑步機的跑步機的主要功能就是提供一條固定的跑步帶，和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動速度來滿足跑步者在一個地方的運動。跑步機通過電機皮帶對滾筒的驅(qū)動來帶動跑步帶，通常使用直流電動機驅(qū)動。</p><p><b>　　跑步機內(nèi)部安裝結構</b></p><p

31、>　　跑步機主要由機架、跑步帶、基架、電源、及儀表盤和控制盤組成。機架與基架錘子連接，跑步帶通過滾筒安裝在基架兩端，電動機安裝在機架前端。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，傳動方式采用帶傳動機構，傳動級為一級。</p><p>　　圖1-1跑步機外觀圖</p><p><b>　　坡度調(diào)節(jié)設計<

32、/b></p><p>　　傳統(tǒng)的跑步機健身器材腳踏板的坡度是固定的，所以要實現(xiàn)坡度調(diào)節(jié)我們就需要改變腳踏板的坡度。我們可以通過調(diào)節(jié)腳踏板一端的高度來實現(xiàn)坡度的調(diào)節(jié)如圖（1-2）。</p><p>　　圖1-2跑步機坡度調(diào)節(jié)</p><p>　　我們可以在腳踏板后端安裝液壓系統(tǒng)，通過液壓系統(tǒng)的升降來達到升高和降低跑步機一端的高度，從而實現(xiàn)跑步機的坡度調(diào)節(jié)。&l

33、t;/p><p><b>　　坡度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計</b></p><p>　　跑步機的坡度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由兩部分組成：液壓升降系統(tǒng)和連桿機構。液壓升降系統(tǒng)安裝在跑步機后端，通過連桿和跑步機連接來轉(zhuǎn)化運動形式，從而達到跑步機后端的升降。連桿機構采用滑動軸承和液壓系統(tǒng)、跑步機進行連接。</p><p>　　液壓系統(tǒng)中設計單向閥來控制活塞的升高，使跑步機能夠

34、在一個角度內(nèi)穩(wěn)定的運行，實現(xiàn)我們進行下坡的跑步運動；通過放油閥來降低活塞的高度，實現(xiàn)上坡的跑步運動。</p><p><b>　　功能原理</b></p><p>　　現(xiàn)在市場上比較常見的跑步機有傳統(tǒng)跑步機和電動跑步機兩種，其中電動跑步機是健身房及家庭最為常見的健身設備。它通過電機帶動滾筒使跑帶以一定的速度向后運動和跑步者的運動方向與腳步移動一致，而從外形動作上看去與

35、在地面上跑步完全一樣，但是能量消耗卻是大大的減少了，因此跑步者跑起來會感覺非常舒適。通常跑步者在跑步機上跑步要比在地面上多跑1/3路程，所以在相同時間內(nèi)跑步者可以消耗更多的體力來運動，或者節(jié)省時間來做其他事情。</p><p>　　然而一般的跑步機跑步帶的安裝大都呈水平狀態(tài)。這種跑步機只能模擬跑步者在水平地面的跑步需求。大多數(shù)跑步者往往喜歡進行一段時間的上坡或者下坡跑步，所以一般的跑步機不能滿足這一的需求。怎么使

36、跑步機能實現(xiàn)平掃地，上坡，下坡三種模式之間的轉(zhuǎn)換來滿足跑步者的不同需求？坡度可變式跑步機通過對跑步機后端的高度調(diào)節(jié)簡單地來完成上坡，平地，下坡之間的轉(zhuǎn)換來達到跑步者需要的三種運動需求。</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的設計原理</b></p><p><b>

37、;　　系統(tǒng)設計原理</b></p><p>　　該液壓系統(tǒng)的基本工作原理是“帕斯卡原理”，利用密封缸體內(nèi)的液體壓力通過單向閥壓流向另一個密封缸體推動活塞以實現(xiàn)高度的變化，吸油管不斷通過單向閥從油箱吸油，重復進行壓油與吸油工作從而不斷升高另一只油箱活塞高度來提高腳踏板的高度?！?】</p><p><b>　　圖2-1液壓系統(tǒng)</b></p>

38、<p><b>　　單向閥</b></p><p>　　單向閥控制流體只能向一個方向流動、反向截止或有控制的反向流動。單向閥按其功能分為普通單向閥、液控單向閥、梭閥、雙壓閥和其他閥等?！?】</p><p>　　液壓系統(tǒng)采用普通單向閥，它是控制液壓油只能正向流動，不允許反向流動的閥，因此又可以稱為逆止閥或止回閥。主要由閥芯、閥體和彈簧等組成。液壓油從P1流入

39、時，克服彈簧力推動閥芯，使通道接通，液壓油從P2流出；當液壓油從反向流入時，液壓油的壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，使液壓油不能通過。【6】</p><p><b>　　圖2-2單向閥</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)中大活塞下壓使液壓油產(chǎn)生壓力關閉吸油管中的單向閥，液壓油壓向兩端液壓缸。液壓油打開壓油管中的單向閥進入大液壓缸，并且完成單向閥反向的逆向截止功能，使

40、大液壓缸中活塞自鎖。</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)設計</b></p><p>　　該液壓系統(tǒng)主要由油缸、活塞、單向閥、放油閥等部分組成。在單向閥的特性下，使用者通過對中間活塞的下壓使油缸內(nèi)的液壓油通過油管打開單向閥進入邊上兩只油缸。中間活塞在彈簧的作用下上移，使油缸壓力不斷減小在大氣壓作用下液壓油打開單向閥進入中間油缸。如此進行往復運動不斷將液壓油壓入邊上兩

41、只油缸。油缸內(nèi)第一級活塞在液壓油作用下向上移動到達最大行程后推動第二級活塞上移，當使用者打開放油閥后液壓油流回油缸。</p><p>　　圖2-3液壓系統(tǒng)裝備圖</p><p><b>　　液壓缸尺寸計算</b></p><p>　　液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚δ之比≧10的圓筒稱為薄壁圓筒。液壓缸一般用無縫鋼管做材料，大多屬于薄壁圓筒結構，壁厚計算

42、公式</p><p>　　δ≧PyD/2[σ]</p><p>　　式中 δ——液壓缸壁厚（m）</p><p>　　D——液壓缸內(nèi)徑（m）</p><p>　　Py——試驗壓力，一般取最大工作壓力的1.25~1.5倍（MPa）</p><p>　　[σ]——缸筒材料的許用應力。無縫鋼管[σ]=100~110

43、MPa</p><p>　　工作壓力取20MPa，</p><p>　　則 Py=20*1.25=0.2MPa,</p><p>　　則 δ≧PyD/2[σ]=25*0.08/220=9.1mm，</p><p><b>　　取δ=10mm

44、。</b></p><p><b>　　2、液壓缸有效行程</b></p><p>　　由于跑步機上下坡度調(diào)節(jié)在0-10°，液壓系統(tǒng)的最大升降高度為≧462.75mm，取463mm。如圖液壓系統(tǒng)CAD結構圖中每級缸的有效行程取231.5mm。</p><p>　　電動機類型與參數(shù)的選擇</p><p&g

45、t;<b>　　電動機的類型與功率</b></p><p>　　人在運動時跑步機所承受的重量是體重的0.8~2.5倍，一般人的體重在40~70公斤左右，跑步帶面積一般為45mm×130mm，一般家用跑步機選擇電動機馬力要≧1.5馬力以上。</p><p>　　此跑步機設計的標準為100kg，所以應該選擇—ZYT42（NEMA）型永磁直流電動機。該電動機轉(zhuǎn)速精

46、度高，當人在跑步機上運動時產(chǎn)生的沖擊不會影響電動機轉(zhuǎn)速的變化。在調(diào)速范圍大，運行平穩(wěn)，噪音低，效率高等特點，符合了現(xiàn)代都市的環(huán)保節(jié)能理念。</p><p><b>　　電動機的技術參數(shù)</b></p><p>　　型號 ZYT42/06 電壓220 VDC</p><p>　　功率 2.0 HP 電流

47、不大于9.8A</p><p>　　轉(zhuǎn)速3400±7% 轉(zhuǎn)向 逆時針</p><p><b>　　絕緣等級 F級</b></p><p><b>　　圖3-1電動機</b></p><p><b>　　電動機特性曲線：</b></p>

48、;<p>　　圖3-2電動機特性曲線</p><p><b>　　4傳動機構設計</b></p><p><b>　　帶傳動結構設計</b></p><p><b>　　設計及參數(shù)選擇</b></p><p>　　初選電機為永磁直流電動機，功率為1.5kw，主動輪

49、的轉(zhuǎn)速n1=3400r/min，傳動比i=2.1。因為多楔帶適合傳動功率比較大，結構緊湊的情況，適應直徑較小的帶輪傳動，因此本設計選擇該傳動。以下計算數(shù)據(jù)來源：卜炎主編. 機械傳動裝置設計手冊（上冊），機械工業(yè)出版社，1999</p><p><b>　　1、確定功率Pd</b></p><p>　　Pd＝KAP （4-1）<

50、;/p><p>　　KA——工作情況系數(shù)，按一般的跑步機使用特性，每天工作時間在10小時以下，載荷變動小，取KA=1.1參見表8-9。</p><p>　　Pd=1.1*1.5=1.65kw</p><p><b>　　2、選擇多楔帶型號</b></p><p>　　多攜帶型號由功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1決定。由圖8-21選P

51、J型多楔帶。</p><p>　　3、計算帶輪有效直徑</p><p>　　由表8-90取demin=20mm，由表8-91可得小帶輪有效直徑de1=29.8mm;</p><p>　　小帶輪節(jié)圓直徑dp1=de1+2△e，由表8-90取△e=1.2，得dp1=32.2mm</p><p>　　大帶輪節(jié)圓直徑dp2=idp1=66.4mm&l

52、t;/p><p>　　de2=dp2-2△e=66.4-2*1.2=64mm</p><p>　　由表8-91取de2=63mm。</p><p><b>　　4、計算帶速v</b></p><p>　　v=πdp1n1 /（60×1000） m/s （4-2）</p&g

53、t;<p>　　v=3.14*32.2*3400/60*1000=5.73<30m/s,符合要求。</p><p>　　5、初定中心距a02</p><p>　　中心距太大會因為載荷的變化引起帶的顫動而發(fā)生掉帶的問題，而中心距太小使得帶的長度變小，容易使帶疲勞損壞。當傳動比較大時，包角越小。</p><p>　　對于v帶傳動，中心距一般可取<

54、;/p><p>　　2（de1 ＋de2 ）≥a0≥0.7（de1＋de2） （4-3）</p><p>　　67.34﹤a0﹤192.4</p><p>　　初定a0=150mm</p><p>　　6、計算帶的有效長度Le </p><p>　　Le0=2a0+∏/2（de

55、1＋de2）+(de2-de1)2/4a0</p><p>　　=2*150+ 151.034+ 1.6854</p><p><b>　　=452.72mm</b></p><p>　　由表8-52，選取Le=450mm</p><p>　　7、確定實際中心距a</p><p>　　考慮安裝調(diào)整

56、和補償張緊力的需求，需要給中心距留有一定的調(diào)整量。由表8-54，中心距的調(diào)整量△min=5,￡min=8，</p><p>　　a=a0﹢﹙Le- Le0﹚/2</p><p><b>　　=150-1.36</b></p><p><b>　　=148.64mm</b></p><p>　　則a1

57、=153.64mm a2=140.64mm</p><p><b>　　8、計算小帶輪包角</b></p><p>　　α1 ≈∏-（de2-de1 ）/a</p><p>　　=3.14-0.214</p><p><b>　　=2.926rad</b></p><p&g

58、t;　　9、帶每楔傳遞的額定功率與增量計算</p><p>　　由帶型，小帶輪有效直徑de1=29.8mm和轉(zhuǎn)速n1=3400r/min查表8-55得p0=0.12kw</p><p>　　由i=2，n1=3400r/min查表8-55得△p0=0.018kw</p><p><b>　　10、計算帶楔數(shù)</b></p><

59、p>　　由表8-56查得Kα=0.95，KL=0.80</p><p>　　Z=1.65／﹙0.16*0.95*0.80﹚=13.57</p><p>　　由表8-51取Z=12</p><p>　　11、計算有效圓周率</p><p>　　FT= Pd/v*103</p><p>　　=0.288*103<

60、;/p><p><b>　　=288N</b></p><p><b>　　12、計算軸上載荷</b></p><p>　　設計軸和軸承，要確定帶傳動作用在軸上的力Fr，由Kr=1.57則得</p><p>　　Fr=1.57*288*0.995</p><p><b>

61、;　　=449.9N</b></p><p>　　多楔帶帶、輪型號選擇</p><p>　　1、多楔帶的帶的選擇</p><p><b>　　圖4-1 多楔帶</b></p><p>　　由以上計算跑步機多楔帶選擇12PJ450型</p><p>　　2、多楔帶的帶輪的選擇<

62、/p><p>　　跑步機的多楔帶的帶輪一般選擇質(zhì)量輕，結構工藝好，鑄造內(nèi)應力小，質(zhì)量均勻分布，高轉(zhuǎn)速時經(jīng)動平衡，輪槽工作面要求進行精加工表面粗糙度一般選取3.2，其他槽的尺寸與角度要保持一定精度使載荷分布均勻。多楔帶的帶輪的材料一般選用HT150或HT200鑄鐵。</p><p>　　多楔帶帶輪由輪緣、輪輻以及輪轂三個部分組成。小帶輪D=29.8mm選擇實心式型號為P12PJ33.5的帶輪，大

63、帶輪D=64選擇型號為P12PJ63腹板式帶輪</p><p><b>　　連桿機構設計</b></p><p><b>　　連桿機構設計</b></p><p>　　該連桿機構是由二力桿、跑步板與液壓系統(tǒng)三部分組成。由于液壓系統(tǒng)的動力傳遞后是固定的，因此它們之間的連接采用一般的滑動軸連接就可以滿足運動的需要。二力桿的長

64、度取476.35mm。</p><p><b>　　5外型結構設計</b></p><p><b>　　支架設計</b></p><p>　　支架的設計的材料主要采用空心鋼管（減輕跑步機重量），部分連接采用焊接保證穩(wěn)定性。支架與基架之間采用螺栓連接。與地面接觸的部分套上橡膠來減少跑步機的震動。考慮到運動時候的安全，跑步機的

65、需要安裝防滑手柄，這是必不可少的。</p><p><b>　　圖5-1支架</b></p><p><b>　　基架的結構設計</b></p><p>　　基架的結構全部采取焊接方式以保持跑步機在整個運作時的穩(wěn)定性。在支架的尺寸以及所需功能需要進行市場調(diào)查，并且根據(jù)人因工程學[5]來確定跑步機的基架的尺寸。為了保證給予人

66、運動的充足的運動空間在設計中選取跑步帶的面積為45 mm×100 mm。基架的兩邊留有一段固定踏板以方便停止跑步時安全地落地。跑步機與主動滾筒之間采用固定螺栓連接，從動滾筒之間采用的是可調(diào)節(jié)螺栓連接（可以用于跑步帶的調(diào)整）。</p><p><b>　　圖5-2 基架</b></p><p>　　圖5-3 從動滾筒安裝</p><p&

67、gt;<b>　　跑步帶</b></p><p>　　跑步帶是雙層粘合結構，傳導性高，防滑性強的特性。跑步機跑帶設計要根據(jù)人體運動時候的所需要得面積大小來確定。根據(jù)跑步者的運動需求和基架的尺寸，該設計的跑帶尺寸為43cm×100cm。跑步帶的設計考慮到了人與跑步機之間的人因關系，使跑步者能夠在跑步機上舒適地運動。</p><p><b>　　6滾筒

68、設計</b></p><p><b>　　軸承選擇</b></p><p>　　該設計選用6301型深溝球軸承。軸承內(nèi)徑12mm，外徑37mm，軸承寬度為12mm，額定動載荷7580N，額定靜載荷4650N，極限轉(zhuǎn)速為22000r/min，使用壽命30000h，潤滑方式為脂潤滑。</p><p><b>　　滾筒軸的結構設

69、計</b></p><p>　　滾筒軸的設計要有準確的定位，易于裝拆和調(diào)整，牢靠的緊固性能和良好的制造工藝性，并且減少應力集中，提高抗疲勞強度。</p><p>　　滾筒軸只承受彎矩，扭矩為零，因此其材料要求強度高，剛度大，應力集中敏感度小，能抗疲勞，加工性能良好，其材料主要用中碳鋼35、45號鋼、合金鋼20Cr或者40Cr等。該設計采用45號鋼（具有較高的機械性能）。為防止軸

70、上零件在運轉(zhuǎn)的時候發(fā)生軸向移動，在軸的兩端采用圓螺母進行固定。</p><p>　　圖6-1 主動滾筒</p><p><b>　　滾筒要求</b></p><p>　　為了使跑步者能穩(wěn)定的在跑帶上運動，跑步機主動滾筒應該盡量的減小跳動。前滾筒的外圓全跳動應﹤0.33mm，后滾筒的外圓全跳動應﹤0.25mm。滾筒為壁厚2.1mm的優(yōu)質(zhì)鋼管，0

71、.8一下的光潔度。</p><p>　　7液壓系統(tǒng)的泄漏分析與維護</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的泄漏原因</b></p><p>　　在現(xiàn)實生活中絕對的防漏設施是不存在的，幾乎所有的液壓系統(tǒng)在使用一段時間后都發(fā)生泄漏現(xiàn)象。泄漏嚴重的液壓系統(tǒng)將導致整個系統(tǒng)無法正常運動，有些甚至造成嚴重的事故。液壓系統(tǒng)的泄漏可分為兩種：固定密封處和運動密

72、封處泄漏。從液壓油的泄漏上也可分為外泄漏和內(nèi)泄漏。外泄漏主要是指液壓油從系統(tǒng)泄漏到環(huán)境中，內(nèi)泄漏是指由于高低壓側(cè)的壓力差的存在以及密封件失效等原因，使液壓油在系統(tǒng)內(nèi)部由高壓側(cè)流向低壓側(cè)?！?】</p><p>　　液壓系統(tǒng)泄漏的原因有很多種。設計的不合理，密封件選擇不規(guī)范，液壓油與密封件不相容，制造時候精度不夠，裝備不合理等因素往往是導致泄漏的主要原因。在使用過程中由于機器的沖擊和振動，密封件及配合件互相磨損也會

73、造成液壓系統(tǒng)的泄漏。個別由于環(huán)境因素的影響也會造成系統(tǒng)泄漏，如潮濕環(huán)境下控制閥容易損壞。【7】【8】</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的維護</b></p><p>　　泄漏這一問題在液壓系統(tǒng)中是不可能完全解決的，只能用現(xiàn)有的技術盡量減少泄漏事故的發(fā)生。使用者盡量按照規(guī)范去使用產(chǎn)品來減少人為的損壞。</p><p>　　從影響液壓系統(tǒng)泄漏因

74、素出發(fā)，泄漏的控制措施主要有：</p><p>　　（一）減少沖擊和振動，可以使用減震支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動；適當布置壓力控制閥來保護系統(tǒng)的所有元件；盡量減少管接頭的使用數(shù)量，管接頭盡量用焊接連接；正確安裝管接頭?！?】</p><p>　　（二）減少動密封件磨損，消除活塞桿和驅(qū)動軸密封件上的側(cè)載荷；用防塵圈，防護罩和橡膠套保護活塞桿，防止磨料，粉塵等雜質(zhì)進入；設計選取合適的過

75、濾裝置和便于清洗的油箱防止粉塵累積；活塞桿和軸速度盡可能低?！?】【8】</p><p>　?。ㄈ┛刂朴蜏胤乐姑芊饧冃蚊芊饧^早變質(zhì)是由多種因素引起的，一個重要因素是油溫過高，所以應合理設計高效液壓系統(tǒng)或設置冷卻裝置，使油溫保持在65~C以下；另一個因素是使用的油液與密封材料的相容性問題，應按使用說明書或有關手冊選用液壓油和密封件的型式和材質(zhì)，以解決相容性問題，延長密封件的使用壽命?！?】【8】</p&

76、gt;<p><b>　　總結與展望</b></p><p>　　跑步機已經(jīng)成為了現(xiàn)代健身器材行業(yè)中較受歡迎的健身器材。在幾個月的坡度可變式跑步機的了解與設計后，我對跑步機的基本結構以及功能有了深入的了解，并翻閱大量的資料，最終完成了這次畢業(yè)設計。從跑步機的主體到各個零件，我都是結合了手中的材料和自己的想法設計出來的。這次設計使我對自己這四年來所學習的知識有了更加好理解與鞏固，

77、其中有自己的汗水，有老師和同學們的幫助，所以從中我不僅僅學習到了跑步機的專業(yè)方面的知識，更是增加了和周圍人的交流與認識。</p><p>　　跑步機的設計除了結構上需要關注，還要注意跑步機各部分的防銹，振動，抗磨損，連接方式等。跑步機中許多地方需要通過焊接處理，容易受到機械損傷，所以這些地方更加需要注重防銹處理。跑步機支架四周通過套上橡膠圈來減輕震跑步機的振動，給跑步者一種舒心的感覺，增加跑步機的美感。跑步機調(diào)節(jié)

78、坡度部分設計是簡單的通過使用者對液壓系統(tǒng)的控制來完成的，坡度的大小隨跑步者的需求而定，輕松地做到坡度的控制。</p><p>　　雖然現(xiàn)在坡度可變式跑步機的這一產(chǎn)品的使用并不廣泛，但我相信這是以后廣大群眾的需求。本次設計是對該類型的跑步機的一次初步功能實現(xiàn)的設計，還有很多部分需要進一步的專業(yè)知識及技術的改進。希望以后有更多的同學能進行這類型的設計，不斷完善坡度可變式跑步機的設計理念。</p><

79、;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 趙海、郭愛東.隨車液壓千斤頂?shù)慕Y構與工作原理及其正確使用[J]. 汽車運用, 2010 · 7.P：31</p><p>　　[2]濮良貴主編.《機械設計》.第七版.北京：高等教育出版社，2001.P:3-8</p><p>　　[3]吳宗澤主編.《機械設計課程設計

80、手冊》.第二版.北京：高等教育出版社，1999</p><p>　　[4]孫恒主編.《機械原理》.第七版.北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[5]王曉光、武永強.考慮人因工程學的橢圓機設計[J].工程圖學報，2007,1(1)</p><p>　　[6]姜繼海、宋錦春、高常識主編.《液壓與氣壓傳動》（第二版）北京：高等教育出版社，2009.5<

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