第章传动机构设计设计步骤及参数选择多楔带带轮结构和尺寸选择带传动的张紧装置的选择小结第章外型结构设计基架的设计支架的设计前后罩小结第章前后滚筒轴承的计算轴结构的设计强度计算滚筒要求小结第章跑步板及跑步带设计跑步板跑步带跑带调整两个螺栓调整法跑台润滑油的填加小结第章避震系统的设计小结第章多功能设计扭腰盘设计连接结构设计旋转结构设计仰卧起坐架的设计小结第章使用和维护跑步机的维护与保养如何使用跑步机小结致谢参考文献绪论跑步是目前国际流行并被医学界和体育界给予高度评价的有氧健身运动，是保持个人身心健康最有效最科学的健身方式，也越来越受到大家喜爱。户外长跑曾经是大众最喜闻乐见的运动形式，沿着林荫道呼吸着早晨清新的空气，听着枝头的鸟鸣，既能愉悦身心，又可锻炼体魄。只是随着都市的大气变得污浊，生活节奏变得紧张，户外长跑变得不那么流行了，而跑步机则成了时下健身最热门的健身器械。跑步机不仅可以让我们免受汽车尾气之苦，也使我们可以选择自己方便的时间随时锻炼。电动跑步机，又名电动跑台，是多年来国际流行的大众健身器材，通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。由于电动跑步机上的电子辅助装备功能非常多，锻炼者可体验不同的跑步环境，如平地跑上坡跑丘陵跑变速跑等，个人可以根据自己的锻炼目的进行锻炼。跑步机在健身者运动时能显示出跑步时的速度时间心率热量节拍距离等指标，使健身者能够随时根据自身的身体状况调节训练强度。跑步机双面宽厚的跑带带给您草地般舒适感觉，马力强劲的电机带给您澎湃恒久的动力，灵敏的控制器配合芯片使您在跑步过程中随心所欲，坚固的钢架以及防爆冲装置使您的安全尽在掌握。电跑使您在繁忙的工作之余仍然可以尽享运动的乐趣第章总体方案设计基本功能跑步机的基本功能就是构建条运动的跑道跑步带，跑道的运动方向与运动者的跑动方向相反，但速度必须自动保持致，这样就使得运动者能够在原地进行跑步锻炼了。实现跑步机的功能，对跑步带的驱动与速度控制通常使用直流电动机驱动，直流电动机通过半导体功率器件，使用脉冲宽度控制方式实现调速。构造设计多功能电动跑步机主要由机架电动机可调电源跑步皮带及仪表控制盘组成，其特征在于框架与支架垂直连接，前轴与后轴分别装在框架的两端，前滚筒与后滚筒分别用轴承套装在前后轴上，跑步皮带张紧绕装在前后滚筒上，跑步皮带下装有支撑跑步板，从动皮带轮紧装在前滚筒的端，电动机可调电源,安装在框架的前端，控制传感器装在电动机上，速度传感器安装在紧靠在从动皮带轮的框架上，皮带调节螺栓端连接在电动机外壳的孔板上，另端连接在焊接于框架前端的孔板上，跑步机扶手架安装于支架的顶端，仪表控制盘安装于扶手架上。传动方式采用带传动机构，传动级为级。同时在支架上安有扭腰盘和伏地挺身架使机器实现其多功能性。功能原理的确定目前市场上比较常见的有传统跑步机和电动跑步机两种。传统跑步机，俗称“被动式跑步机”。是我国上世纪年代从国外引进健身观念时为适应当时国情而开发的具有“中国特色”的过渡产物。它的动力来源是使用者通过自身臂部膝部踝关节的活动，推动跑步机而产生的运动。速度由运动者自己控制。这种运动方式，表面上看起来似乎能消耗更多的能量，但其造成的运动伤害也要比在大自然中跑步高出数倍。据北医三院运动医学专家林共周博士解释在马路上跑步，每跑米，每只脚就得撞击地面约次左右。而在传统跑步机上跑步，人体除自身重量产生的震荡外，脚踝膝部和臀部的肌肉，特别是肌腱，还要额外承担向后的扭力来确保跑带向后运动。由于扭力过度集中在韧带关节等几个关键受力部位，更容易使受力部位肌腱组织产生慢性疲劳，造成损伤。很多传统跑步机使用者，发现自己越是认真锻炼，腿部就越跑越粗，关节也越练越没有力气。传统跑步机并不适合患有脊椎软骨突出膝关节炎踝关节扭伤骨肌腱炎以及足底筋膜炎的人，因为长期的跑步可能会加重慢性扭伤的情形或加速膝关节的老化。电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，这种跑步机能减轻传统训练对关节的冲击，避免运动受伤，比自然跑步有明显的优势。跑步时后脚跟先着地，顺着跑带方向运动。手脚模仿跑步的动作，前后挥动，从而使全身肌肉得到均衡的锻炼。由于跑带的运动方向与脚步移动的方向致，韧带部位的扭力就抵消了，跑起来非常舒适。康复者儿童老年人也可以保持身体平衡，从而集中精力安心锻炼。如果增加运动量，可以加快舞动手脚的速度。用电动跑步机能消除关节的负载，不但能减肥健身，还有益于受伤后身体的恢复。它通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。由于被动地形成跑和走，从动作外形上看，几乎与普通在地面上跑或走样，但从人体用力上看，在电动跑步机上跑走比普通跑走省去了个蹬伸动作。正是这点使每个在电动跑步机上走跑的人感到十分轻松自如，可使人比普通跑步多跑左右的路程，能量消耗也比普通走跑为多。另外，由于电动跑步机上的电子辅助装备功能非常多，可体验不同的跑步环境。小结电动跑步机就是构造条运动的跑带，使运动者在原地进行跑步锻炼。第章电动机类型与参数的选择类型功率选择当人在跑步机上跑步或走路时，跑步机所承载的重量是人体重的倍，而马力就是在这样的载重量下，还能满足并维持所选择的速度，让人可以在跑步机上走跑自如的驱动力。通常跑步机个马力大概可提供公斤的承载重量，但跑步带面积大小也和跑步机马力有相当直接的关系，跑步机的马力越大，可以带动的跑步带面积也越大，所以衡量效率及安全性后，般建议，家用跑步机合宜的持续马力应该至少.马力以上，如果家人的体重有超過公斤，則应选.持续馬力以上的跑步机。此跑步机设计标准为公斤，则电动跑步机用电动机型永磁直流电动机该型电动机系大功率跑步机中配套的专用驱动元件，经定的电磁结构派生处理也可适用于相应的机械装置中作为驱动元件。该电动机显著的特点具有转速精度高，当人在跑步机上运动时，是个冲击负载，该机在这种冲击负载作用下转不差，保持同步转速，如同在平地上样感觉。表现在调速方便可无级调速，调速范围宽，低速性能启动转矩大，运行平稳，噪音低，效率高。技术参数型号电压功率.电流不大于.转速转向逆时针绝缘等级级图电动机外型图.电动机特性曲线表电动机特性曲线小结跑步机属于健康器材类产品,由于跑步机驱动电机必须满足各种体重的人来使用.般使用跑步机的目的有两种健身,减肥瘦身如果是减肥瘦身的人来使用,因为身体较肥胖,跑不快,因此驱动电机的低速必须转矩大才能使用.相反的,健身的人跑步快,但是重量轻,因此高速时的转矩需求较小跑步机必须满足家庭成员每个人都能使用,因此调速范围要宽广,低速转矩要大,才能满足不同重量的人.目前跑步机使用的驱动装置以直流有刷电机为多,优点是价格便宜第章传动机构设计工作机构类型选择带传动,属于定传动比匀速转动机构。带传动具有结构简单，成本低廉能缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声，过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏，具有过载保护作用设计步骤及参数选择初始条件选择电机为专门为跑步机生产的永磁直流电动机，传动功率.，主动轮转速为传动比定为.由于多楔带适于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合，特别能适应带轮直径小的传动，所以择之。以下计算过程所用到的表和图来源卜炎主编.机械传动装置设计手册上册，机械工业出版社，确定设计功率工作情况系数，根据跑步机使用的特性，选择每天工作时间小时，载荷变动小。.见表.带型号的选择对于多楔带的型号可根据设计功率.和小带轮转速由图选取,选型多楔带。确定带轮直径有效直径小带轮有效直径由表,由表选.大带轮有效直径小带轮节圆直径由表，.大带轮节圆直径.由表，选计算带速注意↑离心力离心应力↑单位时间内的应力循环次数↑可知，定时，↑张紧力↑般在，最大，在较好∏.,合适初定中心距中心距的大小对带传动的影响↑结构大由于载荷变化引起带的颤动掉带带的长度在定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳损坏当传动比较大时，包角对于带传动，中心距般可取初定确定带的有效长度∏.由表，选计算实际中心距中心距的变动范围考虑安装调整和补偿张紧力的需要如胶带伸长而松弛后的张紧，尚需给中心距留有定的调整余量。由表知中心距的调整量为,￡.则计算小带轮包角∏.带每楔所传递的额定功率及其增量由带型，.，按表用插值法计算的.由有表用插值法计算得.计算带的楔数由表用插值法计算.，由表选取，有效圆周力作用在轴上的载荷为设计轴和轴承，需确定带传动作在轴上的力得.则.多楔带带的选择图多楔带根据计算跑步机传动机构选择多楔带多楔带带轮结构和尺寸选择要求质量小结构工艺性好无过大的铸造内应力质量分均匀，转速高时要经过动平衡轮槽工作面要精细加工表面粗糙度般为.，以减少带的磨损各槽的尺寸和角度应保持定的精度，以使载荷分布较为均匀等。材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为或转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成小功率时可用铸铝或塑料。结构设计带轮由轮缘，轮辐和轮毂三部分组成实心式带轮基准直径小于为轴的直径时腹板式带轮基准直径小于时轮幅式带轮基准直径大于时带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径选择结构形式，并根据带的型号及根数确定轮缘宽度，根据带的型号确定轮槽尺寸则小带轮.选取实心式，大带轮选取腹板式小带轮随电机起购买。规格.以跑步机大带轮为例确定其结构和尺寸要求带轮每毫米有效直径的轮槽轴向圆跳动公差值为轮槽表面粗糙度的最大允许值为.。槽距槽角.楔顶圆角半径,最小值为.，槽底圆弧半径最大值为.，检验用圆球或圆柱直径,公称值为.，最大值.，最小值为.，有效线差公称值￡.径向跳动公差.，槽间直径差值最大.。槽数为带轮宽.带传动的张紧装置的选择传动中心不可变时，采用张紧轮传动中心可调时，采用滑轨螺旋或者浮动轴。.表张紧装置本跑步机中心距是可调的则范围在之间，则通过螺栓的前后移动来调节电机的前后移动，从而实现带的调紧和放松。小结多楔带适于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合，特别能适应带轮直径小的传动。第章外型结构设计基架的设计为了保证整个系统的稳定性和减震系统的有效性，基架全部采用焊接结构。基架的设计是整个设计的基础，也是其他设计的基准。支架，滚筒的选择，以及前后塑料罩等等，都是依据基架的尺寸和形状设计的，所以设计开始首先考虑基架的设计，进行样式，结构，还有尺寸的确定。主要是通过调研，看现有市场上的跑步机的基架结构的流行设计，在此基础上进行自己产品的开发，少走弯路，紧跟市场，在尺寸的确定方面参考了人体运动工学推算，宽跑带面积，以此保证给人以足够的运动面积，为主要数据展开对基架的设计，再考虑电机的尺寸，传动机构带传动的中心距离，电机的安装，前后滚筒的位置，调速电源的安装位置，以及传感器安装位置的预留等等，设计了上图的基架，在设计中特意将两边框设计了足够的宽度，以此为锻炼过程中短暂的休息提供两脚踩放的位置，另外也为万跑步机失灵发生意外，人可快速两脚分开脱离旋转的跑带，提供足够的安全踩放位置。图基架支架的设计支架设计分为上下两部分通过插拔的形式安装和拆卸，目的是包装时节省空间，材料采用空心钢管，连接为焊接，保证稳定性。支架包括扶手，仪表安装辅助支架，扭腰盘连接处等，仰卧起坐架直接焊接于辅助连杆上。与基架的连接采用螺栓连接，方便位置的调整和拆装。