【毕业设计】露天健身器材的创新毕业设计说明书

早晨和晚上是两个锻炼高峰期，我希望健身器材每天早晚清洗次。

位锻炼者如是说。

许多市民呼吁公共设施需要大家起爱护，希望各位在锻炼后都能随手用纸将器材擦下，这样会更卫生。

现象三器材无人维修。

据住在成都市区小区的群众介绍，小区里的健身器械非常受欢迎。

现在这里越来越挤了，甚至到晚上点，还有人在这里舒展舒展腿脚。

在健身器械处看到，这里立有告示牌，表明器械的功能使用方法注意事项等。

尽管小区居民都比较注意爱护这些公共器械，但可能因为老化的缘故，这些器材中有件已经损坏。

有台太空漫步机甚至已经坏了两个多月也不见人来维修。

现象四健身变成伤身。

经调查发现，社区中比较普遍的公共健身器械有健身车健步机太空漫步机太极柔推器转腰器等。

由于各种原因，有些市民在使用器械健身的时候受到意外伤害。

在次采访中我看到个小朋友跑到台漫步机上踩飞轮荡秋千，突然儿子双脚滑空，从漫步机上摔了下来，后来到医院花了近百元医疗费。

家长称孩子摔伤，健身器械的厂家和社区管理者都有定的责任，因为没有人教他们如何正确使用这些器械。

锻炼者不懂得如何使用漫步机，也没有看到旁边有任何提示性的标识。

虽然些社区公园的公共健身器械，虽然有标注器械的功能注意事项，却没有任何关于器械使用方面的说明文字，也没有标注该器械的适用人群，些初次到活动场所锻炼的人看见别人怎么使用，自己就试着怎么来。

就像摔伤的那位小朋友，不懂得规范使用漫步机，两腿都站在机上向同个方向前后摆动，就像是荡秋千，身体没有重心，结果失去平衡，脱手了自然就会摔伤身体。

有了标识，如果健身者不留意也等于零。

我在学校附近的小区发现，这里设置的公共健身器械种类比较多，布置也比较规范，些器械机架上还标注使用注意事项，如健身者应该如何根据身体状况选择健身器材，岁以下儿童应该在监护下方能使用健身器械，使用前确认该器械是否牢固变形等，还标注高血压心脏病患者要遵从医生建议使用健身器械，发觉不适时应该及时停止，锻炼时，人仅限使用个位置，其他人应该在安全距离以外，并不得在这些器械附近嬉戏打闹等。

但是据周围的群众反映，很多市民在使用这些公共健身器械的时候，缺乏安全意识，没有先看这些标识，不规范使用器械，锻炼前也没有先进行热身，而是接触器械就猛烈运动，造成身体拉伤或是扭伤等隐患。

公共体育器械面对的是各类社会群体，但是严格上说，有些器械只适合成年人使用，些器械却是只适合儿童使用。

如果成年人使用儿童器械，则器械容易损坏如果儿童使用成年人器械，则有出现意外的危险。

我从正在健身的市民当中选择个人做调查，有个人称自己在健身的时候从不留意健身器械的适应年龄，有个人不知道哪个是儿童用器械，也不知道哪个是成年人用器械，认为既然安装在这里，就是随便什么人都可以使用的。

据了解，个别市民在使用公共健身器械的时候不是以锻炼身体为目的，而更像是在泄私愤，以破坏器械为乐健身器械是露天放置的，雨水沙尘很容易侵入轴承里面，润滑油在轴承内部无法封存，轴承经常出问题，器械滚动突然很快，或是突然卡住等。

这些受人为或是自然影响已经损坏的器械没有得到及时的维修或更换，也容易让以后些安全意识比较差的健身者出现意外。

分析总结公共健身器械需要共同维护。

体育基础设施建设是开展全民健身活动的基础，社区公园公共健身器械时这个基础中的基础。

我从网上了解到，从年至今，成都市全市已安装了多条全民健身路径，其中在人群比较密集的社区小区公园街道安装了多条，极大地方便了群众就近开展健身活动。

但是，越来越多的公共体育设施也给相关部门提出各种问题来。

调查中，不少人认为当前体育健身器械最大的问题是维护和修复问题。

按照规定，健身器械的维修应由使用单位如社区等负责，但是，个别社区常以资金缺乏为借口不进行维修。

此外，对这些公用健身器械缺乏长期有效的管理，也是这些器械损坏严重的个重要原因。

至于安全问题，据些经常在社区健身的居民分析，健身器械伤人事故的主要原因是器械在设计时没有考虑到公园内健身的游人数量大使用频率高器械超负荷使用的情况，所以制作材料的强度不够，部件设计不合理，危及人身安全。

由于经费紧张，相关管理部门对器械日常的检查和保养不够及时，加上些市民安全意识薄弱，继续使用已经损坏的器械，造成安全隐患。

而些有特殊要求的器械，现场没有指导性标识，让市民不知道如何正确使用器械，出现不规范行为，难免会有意外事故出现。

为了减少健身器械伤人问题，每处健身场所都应设立警示牌，标注器械的使用方式，要求未成年人必须在成年人的指导下使用，否则后果自负。

不同年龄段的健身要点由于健身器材大多在人群比较聚集的地方出现，因此在设计的时候要从各个年龄层次来考虑，有主有次，能适应不同年龄层次的需要。

以下为各个年龄层次的健身调研岁以下这个年龄段正是少年儿童的生长发育阶段，健身锻炼的强度不要过大，以免损伤身体。

可以进行些诸如单杠吊环体操标枪等运动项目的锻炼，以促进身体的健康成长。

岁这个阶段应通过肌肉强化训练取得正常体力。

可以每间隔天进行次大约半个小时左右的负重训练，使主要肌肉群得到锻炼。

还可以经常进行有氧健身操慢跑骑自行车等方面的运动，以使心血管系统得到锻炼。

岁为了使各个关节保持定的柔韧性，要多做些伸展方面的运动其他人应该在安全距离以外，并不得在这些器械附近嬉戏打闹。

长宽高厘米图弹簧推力器力的校核弹簧力的校核弹簧的选择要了解拉力器就要更多的了解些弹簧得专业知识。

常用弹簧得种类分圆柱形螺旋拉伸弹簧，圆柱形螺旋压缩弹簧，锥形螺旋压缩弹簧，圆柱形螺旋扭转弹簧，环形弹簧与蝶形弹簧，盘形弹簧，板弹簧。

臂力锻炼器中则需用到圆柱形螺旋弹簧。

圆柱螺旋弹簧的设计在拉力器和推力器中均用到圆柱螺旋弹簧，以下对其做详细介绍圆柱螺旋弹簧圆柱螺旋弹簧得设计是金属丝按螺旋线卷绕而成，制造简单，应用广泛。

根据它得功用可分为压缩弹簧拉伸弹簧扭转弹簧。

图分别如所示拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧图圆柱螺旋弹簧压缩弹簧特性线图图弹簧的自由高度最小工作载荷，即预先承受的载荷，弹簧压缩量为工作时承受的最大工作载荷，弹簧压缩量为图压缩弹簧特性线图弹簧的工作行程弹簧的工作极限，弹簧相应的压缩变形量为般地拉伸弹簧弹性线图图螺旋弹簧地卷绕方式有冷卷法和热卷法两种。

弹簧丝直径时用冷卷法时用热卷法。

冷卷地弹簧多用于冷拉经过热处理地优质碳素弹簧钢丝，卷成后般不再经淬火处理。

热卷弹簧卷成后须经热处理。

按卷绕方式不同，拉伸弹簧分为无预应力和有预应力两种，图为无预应力拉伸弹簧地弹性线图，与压缩通航地特性线图相同。

图为有预应力拉伸弹簧地特性线图。

有预应力拉伸弹簧在卷绕后各圈互相并紧，各圈间有定压紧力，因而产生定的预应力。

即在自由状态下弹簧已承受了定的初拉力，相应变形为，总变形量。

图拉伸弹簧弹性线图弹簧强度计算强度校核公式弹簧丝直径的计算公式式中弹簧的许用扭矩剪应力最大工作载荷弹簧丝直径，其值应圆整为系列值弹簧圈中径弹簧指数弹簧的曲度系数弹簧刚度计算弹簧的工作圈数式中弹簧材料的剪切弹性模量工作行程若，则取为整数圈若，则为圈的倍数。

弹簧刚度的计算刚度越大，不易变形刚度越小，较易变形。

弹簧的选择户外健身器长期受到日晒雨淋，又由于健身者的不正确使用，长期受力不均，力的变化范围也比较大，因此在选择时，所选的材料不仅要防锈，耐磨擦，还应在温度变化范围较大时也应该能适应。

弹簧在工作时强度的确定，许用应力的大小都应该按照健身者所给的力来确定，因此在对弹簧的选择时可以按照下表表来进行表选择弹簧时的参数弹簧的选择结果类别钢丝材料许用剪切应力剪切弹性模量推荐硬度范围推荐推使用温度实例已知健身拉力器的压缩部位由Ⅱ组碳素弹簧钢丝卷绕的圆柱形螺旋压缩弹簧，工作时承受的载荷Ⅲ类载荷，要求弹簧内径。

试计算弹簧指数和弹簧丝直径。

解本题给出了弹簧内径的限制条件，需要用试算法来确定弹簧指数。

因碳素弹簧丝的许用应力与弹簧丝直径有关，故应采取试算法求弹簧丝直径。

按经验取，则取查表，则，且它们较接近，因此计算结果安全适用扭转盘力的校核图如图所示为转向轴，在工作时发生扭转变形，这类变形形式是大小相等，方向相反，作用面都垂至于杆轴的两个力偶引起的，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。

﹒外力偶矩要求截面上的内力系，必须求内力偶矩，由平衡方程求出，求出由于内力偶矩的数值与外力有关，外力的数值又与人的因素有直接的关系，所以主要要求出外力所给的扭转力。

对于环形闭口壁截面的和分别是图扭转盘的受力分析п﹡，п﹡﹡﹡﹡﹡﹡截面的周长应力п实心轴的最大剪应力应为扭转盘的主视图侧视图图扭转盘图扭转盘受力分析杆件力的校核杆件变形的基本形式材料力学上将长度远大于横截面尺寸的构件，称为杆件。

杆件分为曲杆和直杆，杆件变形的基本形式主要有以下四种拉伸或压缩剪切扭转弯曲。

如扭转盘根部的杆件的变形形式为扭转变形，连接扭转盘杆件上面的杆件为压缩变形。

杆件选择的结果材料名称钢材料结构中空杆状轴向拉伸或压缩时的变形衡量材料力学性能的指标主要有比例极限或弹性极限，屈服极限，强度极限，弹性模量Ε，延伸率和端面收缩率等，表给出了几种材料在常温静载下的数值，此值可在整个力的校核过程中直接引用。

表几种材料在常温静载下的，数值材料名称牌号优质碳素结构钢合金结构刚灰铸铁拉压杆件横截面上的应力为杆件的变形为由此公式可看出当应力不超过比例极限时，杆件的伸长与拉力和杆件的原长度成正比，与横截面面积成反比。

以上结果同样可以用于轴向压缩的情况，只要把轴向拉力变为压力就可以了。

下表表为几种常见材料的和值表几种常见材料的和值材料名称碳钢合金钢灰铸铁铜及其合金铝合金注弹性模量泊松比，都为固定值例如图所示在以上所设计的健身器上都有简单的托架。

杆为圆钢，横截面直径为。

杆为号槽钢。

若试校核该托架的强度。

设。

单位为图托架强度校核解三角形三边的长度比为，由此求出，并根据点的平衡方程，求得杆的轴力为和杆的轴力分别为拉压杆截面的面积平方米。

杆为号槽钢，根据型钢表材料力学页查得得截面面积为平方米。

于是和杆的应力分别为﹤﹤两杆都满足强度要求。

健身器表面涂料的选择般来说，涂料的重要性首先体现在其具有的优良保护作用上，目前，几乎所以工业产品都离不开涂料的保护。

随着现代工业的发展，对涂料的要求也越来越高，并发展了诸如绝缘涂料导电涂料示温涂料可剥涂料等具有特殊作用的涂料品种。

由于健身器放在户外长期经受日晒雨淋，为弥补这点及改善昼夜温差大的缺陷于是此种油漆要金属附着性好，有防锈功能还具有耐油碱盐水腐蚀适用温度范围宽使用寿命长等特点。

健身器表面涂料的作用保护作用物件暴露在大气之中，受到氧气水分盐分等的侵蚀，造成锈蚀风化等破坏现象。

在物件表面涂以涂料，形成定的保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展，使各种材料的寿命得以延长。

装饰作用物件涂上涂料，可得到五光十色绚丽多彩的外观，起到美化人类生活环境的作用，同时便于人们辨认。

特殊功能作用主要有电绝缘导电防静电防