基于UG的家用多功能電動跑步機(jī)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 華僑大學(xué)廈門工學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 課題名稱： 基于 家用多功能電動跑步機(jī)設(shè)計 所在學(xué)院 ： 專 業(yè) ： 其余不得隨意更改 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2015 年 3 月 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 摘 要 跑步機(jī) 是家庭 日常生活經(jīng)常用到的 器材，它具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于各場所和家庭。根據(jù)人體工程學(xué)而設(shè)計的 跑步機(jī) ，符合一般人的健身要求，這樣的設(shè)計科學(xué)合理。 本題目是休閑娛樂類 跑步機(jī) , 跑步機(jī)為主要設(shè)計對象 ，并駕駛，動力由 共同提供，并且使用壽命長，容易維修，可在路面長時間行駛，安全性能高的 跑步機(jī) 。 跑步機(jī) 在現(xiàn)今市場上依舊比較少見， 其原因主要在于其市面已有結(jié)構(gòu)設(shè)計部分不合理，使用的穩(wěn)定性不高。 至此導(dǎo)致市面上多為 跑步機(jī) 較 為少見。此次課題設(shè)計，力求設(shè)計出優(yōu)于市面原有的產(chǎn)品，完善 跑步機(jī) 的缺點(diǎn)，真正意義上的讓 跑步機(jī) 推廣出來。 關(guān)鍵詞： 跑步機(jī) ， 跑步機(jī) ， 健身 ， 機(jī)械設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 he is in of it of in is to is is as is to to be on a on a on is is of is is to is to of to 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 目 錄 華僑大學(xué)廈門工學(xué)院 . 1 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） . 1 摘 要 . 2 . 3 目 錄 . 4 第 1 章 緒論 . 8 跑步機(jī)市場調(diào)查 . 8 言 . 8 步機(jī)的發(fā)展史 . 8 類分析 . 10 跑步機(jī)的設(shè)計分析 . 10 第 2 章 人體工程學(xué)與跑步機(jī)設(shè)計 . 14 計原則 . 14 機(jī)工程設(shè)計設(shè)計 . 15 響跑步機(jī)性能的人體因素 . 16 步機(jī)設(shè)計結(jié)構(gòu)要素分析 . 18 一機(jī)動態(tài)特性分析 . 19 第 3 章 總體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 20 步機(jī)的構(gòu)成 . 20 步機(jī)方案設(shè)計 . 20 步帶的概述 . 21 步帶介紹 . 21 步帶的特點(diǎn) . 22 步帶傳動的主要失效形式 . 22 步帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則 . 24 步帶分類 . 25 步帶傳動計算 . 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 步帶計算選型 . 25 步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分） . 28 步帶的設(shè)計 . 30 步帶輪的設(shè)計 . 31 傳動的張緊裝置的選擇 . 32 的設(shè)計 . 33 輪上力的計算 . 33 料 . 33 算軸的最小直徑 . 33 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 34 的校核 . 34 的校核 . 35 承的校核 . 36 結(jié) 論 . 38 參考文獻(xiàn) . 39 致 謝 . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 第 1 章 緒論 跑步機(jī) 市場調(diào)查 言 跑步機(jī) 的設(shè)計涉及到功能、造型、材料、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、藝術(shù)等多方面要素，有深厚的理論基礎(chǔ)和廣泛的應(yīng)用實(shí)踐價值，更是一個國家家具設(shè)計水平的最好體現(xiàn)。 跑步機(jī) 不僅僅用于供人休息，除了提供座位之外，還可以掛放衣物和包之類的東西。 跑步機(jī) 是人類坐姿活動不可缺少的家具，根據(jù)實(shí)用性 質(zhì)的不同， 跑步機(jī) 包括多種形態(tài)，而且由于材料、結(jié)構(gòu)等的差別，又可以形成許多不同的形式。 步機(jī) 的發(fā)展史 早的古埃及的黃金扶手 器材 到當(dāng)前多種多樣的坐具， 跑步機(jī) 經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展歷程，從重象征性、裝飾性向重實(shí)用性、舒適性發(fā)展。發(fā)展至當(dāng)代，雖然各種 跑步機(jī) 在設(shè)計風(fēng)格方面的界限已經(jīng)不那麼分明，但我們?nèi)钥梢詫⑵錃w結(jié)為以下幾種：即波普及后現(xiàn)代主義風(fēng)格；簡約設(shè)計風(fēng)格；有機(jī)現(xiàn)代主義風(fēng)格：高技術(shù)派設(shè)計風(fēng)格。 跑步機(jī) 的名稱始見于唐代，而 跑步機(jī) 的形象則要上溯到漢魏時傳入北方的胡床。敦煌 285 窟壁畫就有兩人分坐 在 跑步機(jī) 上的圖象； 257 窟壁畫中有坐方凳和交叉腿長凳的婦女；龍門蓮花洞石雕中有坐圓凳婦女。這此圖象生動地再現(xiàn)了南北朝時期 器材 、凳在買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 仕宦貴族家庭中的使用情況。盡管當(dāng)時的坐具已具備了 跑步機(jī) 、凳子的形狀，但因其時沒有 器材 、凳的稱謂，人們還習(xí)慣稱之為“胡床”，在寺廟內(nèi)，常用于坐禪，故又稱禪床。唐代以后， 跑步機(jī) 的使用逐漸增多， 跑步機(jī) 設(shè)計子的名稱也被廣泛使用，才從床的品類中分離出來。因此，論及 器材 、凳的起源，必須從漢魏時的胡床談起。高承事物紀(jì)原引風(fēng)俗通稱：“漢靈帝好胡服，景師作胡床，此蓋其始也，今交 器材 是也” 。后漢書。五行志一：“漢靈帝好胡服、胡帳、胡床、胡坐、胡飯，京都貴戚皆竟為之。”這兩段記載可證，我國古代 跑步機(jī) 的出現(xiàn)當(dāng)在漢靈帝時期（ 168）。胡床在魏晉南北朝至隋唐時期使用較廣，有錢、有勢人家不僅居室必備，就是出行時還要由侍從扛著胡床跟隨左右以備臨時休息之用。胡床在當(dāng)時家具品類中是等級較高的品種，通常只有家中男主人或貴客才有資格享用。在方人雅士中還多有褒詞及生動描述。如南朝梁庾肩吾詠胡床詩曰： 傳名乃外域，入用信中京。 足欹形已正，文斜體自平。 臨堂對遠(yuǎn)客，命旅誓出征。 何如淄館下，淹 流奉盛明。 胡床因其形態(tài)特點(diǎn)又有“交床”和“繩床”之稱。隋朝稱“交床”，是因?yàn)樗甯咦嬉庠诩伞昂弊?，器物涉“胡”字者，咸令改之。宋。陶清異錄云：“胡床施轉(zhuǎn)關(guān)以交足，穿繃帶以容坐，轉(zhuǎn)縮須臾，重不數(shù)斤。相傳明皇行幸頻多，從臣扈駕，欲息無以寄身，遂創(chuàng)意如此，當(dāng)時稱逍遙坐”。胡床開始并無靠背，形如今天所見的馬扎兒。唐代始有靠背。這種逍遙坐很可能就是帶靠背的胡床。胡床最早出現(xiàn)于漢代，比唐明皇早幾百年，要說為唐明皇創(chuàng)意顯然不妥。所以這里所說的創(chuàng)意，應(yīng)指增加了靠背。胡床在唐宋時期盛行，宋代尤甚，不過宋時稱胡床者漸 少，而稱其為交 器材 的逐漸增多了。 帶靠背的胡床始自唐明皇，還可以從唐代濟(jì)瀆廟北海壇祭器雜物銘。碑陰的記載中得到印證，文中記有：“繩床十，內(nèi)四 跑步機(jī) ”。從這段記載可知在唐代貞元元年已有了跑步機(jī) 的名稱。這里所說的“繩床十，內(nèi)四 跑步機(jī) ”是指在十件繩床中有四件是可以倚靠的 跑步機(jī) ，顯然是為了與另外六件無靠背繩床相區(qū)別?？梢?， 跑步機(jī) 的名稱雖已出現(xiàn)，在日常生活中可是常見家具，但它還未完全從床概念中分離出來。在唐代的典籍中，把跑步機(jī) 稱為床的仍很普遍。唐代著名詩人杜甫在少年行。七絕中寫道： 馬上誰家白面郎，臨街下馬坐 人床。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 不通姓名粗豪甚，指點(diǎn)銀瓶索酒嘗。 五代至宋，高型坐具空前普及， 跑步機(jī) 的形式也多起來，出現(xiàn)靠背 器材 、扶手 器材 、圈 器材 等。同時根據(jù)尊卑等級的不同， 跑步機(jī) 的形制、質(zhì)料和功能也有所區(qū)別。五代至兩宋時期的家具大體保留著唐代遺風(fēng)，只是高型家具較前更加普及了。高型家具的使用在民間形成時尚，居家必備高型桌 器材 ，這從當(dāng)時的繪畫中可見一斑。如宋代張擇端清明上河圖中的市肆小店，無不陳放各式高型家具。宋代會昌九老圖中描繪的圈 器材 也是前代沒有品種。在近年發(fā)掘的宋代墓葬中還有以石、陶制作的家具模型或在墓室墻壁用磚砌成或 雕成各式家具，其中表現(xiàn)墓主夫婦對坐在 跑步機(jī) 上的場面最為普遍。如河南方城出土的石 器材 殘件、河北井徑縣柿莊七號宋墓墓室磚雕桌 器材 、柿莊二號墓墓室壁畫對坐圖中的桌 器材 、洛陽澗西宋墓墓室的磚雕家具等。這說明 跑步機(jī)等高型坐具不僅在人們?nèi)粘Ｉ钪衅毡槭褂?，還被人微言輕殉葬用器。 類分析 跑步機(jī) 價格較為廉價，已然普遍到各家各戶，隨著“時尚、運(yùn)動、健康、綠色、環(huán)?！崩砟畹纳钊肴诵模?跑步機(jī) 類產(chǎn)品的設(shè)計、材料、工藝、款式也跟隨市場需求，新材料、精加工、巧構(gòu)思、高品質(zhì)和高附加值的 跑步機(jī) 精品不斷涌現(xiàn)。 跑步機(jī) 不但成為人 們的代步交通工具，而且進(jìn)入運(yùn)動、休閑、娛樂、時尚領(lǐng)域，并融入更多的科技、文化元素，成為所有家庭的必備用具。 跑步機(jī) 發(fā)展，在使用功能上說變化已很少了，現(xiàn)代 跑步機(jī) 的主要發(fā)展在于 機(jī) 架的造型行變化，表面的處理如烤漆、商標(biāo)的變化使其外觀更美；對自 機(jī) 上的每一個零件進(jìn)行精雕細(xì)琢的改進(jìn)，使其更合理、美觀；對 跑步機(jī) 的材料上的選用與開發(fā)。由此致使 跑步機(jī) 功能上的變化也沒有很大的改變。 跑步機(jī) 的設(shè)計分析 跑步機(jī) 是對人們活動起輔助作用的工具，首先必須能夠承受人們活動帶來的各種力量和沖擊。設(shè)計師在設(shè)計初期就 應(yīng)該考慮到 跑步機(jī) 對外部沖擊的承受力，否則就不能充分體現(xiàn) 跑步機(jī) 的實(shí)用功能。因此設(shè)計師應(yīng)在充分了解 跑步機(jī) 構(gòu)造的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，以達(dá)到既美觀又實(shí)用的目的。為實(shí)現(xiàn)這個目的構(gòu)筑了如下的設(shè)計流程。 1 概念化階段 概念化階段是整體設(shè)計的理念和宗旨，是保證今后具體設(shè)計得以順利進(jìn)行的前提條買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 件。對 跑步機(jī) 設(shè)計概念化進(jìn)行設(shè)定的過程，涉及 跑步機(jī) 相關(guān)的功能性、構(gòu)造和材料以及形狀等問題。對于“某種設(shè)計為什么應(yīng)該采取那樣的形狀或構(gòu)造？”“為什么應(yīng)該用那樣的材料生產(chǎn)？”等問題，概念化階段都要做出總體的說明。設(shè)計的概念化要充分反映設(shè)計師的理念 和價值，發(fā)揮他們的創(chuàng)造性，所以它不應(yīng)是其他人的意見，而應(yīng)該是設(shè)計師自己的想法。 2 體化階段 具體化階段是按照在概念化階段設(shè)定的設(shè)計方案，解決家具的構(gòu)造、功能和美觀問題并創(chuàng)造出其基本形狀。在這個階段要畫很多草圖、圖樣，做出模型，還要選擇材料，討論 跑步機(jī) 的構(gòu)造以及其他一些細(xì)節(jié)問題等。 跑步機(jī) 設(shè)計的具體化階段就是創(chuàng)造出產(chǎn)品形狀的過程，簡單地講就是做出 跑步機(jī) 造型的外觀圖樣，并對其進(jìn)行論證。 3 整體外觀 階段 跑步機(jī) 設(shè)計的關(guān)鍵是將重點(diǎn)放在符合整體的外觀和核心架構(gòu)的設(shè)計上。產(chǎn)品的外觀、 跑步機(jī) 的造型以及穩(wěn)定的構(gòu)造應(yīng)該既反映設(shè) 計師的精湛設(shè)計，又能實(shí)現(xiàn)人們對舒適的要求，這就是設(shè)計家具的重點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們以在具體化階段提出的產(chǎn)品外觀為基準(zhǔn)做出了如下的骨架模型。可以說這是為實(shí)現(xiàn)自頂向下的設(shè)計方式而做出的基本模型。 跑步機(jī) 設(shè)計的關(guān)鍵是將重點(diǎn)放在符合整體的外觀和核心架構(gòu)的設(shè)計上。產(chǎn)品的外觀、 跑步機(jī) 的造型以及穩(wěn)定的構(gòu)造應(yīng)該既反映設(shè)計師的精湛設(shè)計，又能實(shí)現(xiàn)人們對舒適的要求，這就是設(shè)計家具的重點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們以在具體化階段提出的產(chǎn)品外觀為基準(zhǔn)做出了如下的骨架模型?？梢哉f這是為實(shí)現(xiàn)自頂向下的設(shè)計方式而做出的基本模型。 從這個骨架模型 中，我們不僅可以看到體現(xiàn)著產(chǎn)品概念的外觀，還可以獲得產(chǎn)品各種配件位置和連接的信息，如核心架構(gòu)（ 傾斜度 (底座（ 扶手（ 。這可以由設(shè)計師在設(shè)計產(chǎn)品并做出草圖的同時，從 3 個角度，即曲面（ 曲線（ 基準(zhǔn)面（ 表現(xiàn)。這種骨架模型是與上面提到的三個階段中對家具設(shè)計的內(nèi)容相聯(lián)系的，用于設(shè)計師很少接觸的筋（ 凸臺（ 體格構(gòu)造等的設(shè)計中。當(dāng)然這對于沒有相關(guān)基本知識的設(shè)計師來說幾乎是不可能的事情，但只要是在內(nèi) 部開發(fā)過 2個以上模型產(chǎn)品的設(shè)計師，都可以親自完成模型各部分器具設(shè)計。 4 計檢驗(yàn)階段 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 通過以上各階段步驟完成的產(chǎn)品設(shè)計并不是完美的。尤其是 跑步機(jī) 與人體結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，可以說人們對產(chǎn)品設(shè) 跑步機(jī) 設(shè)計合理性和適用性的評判是很重要的。因此應(yīng)該對設(shè)計進(jìn)行檢驗(yàn)。對于 跑步機(jī)的設(shè)計來說， 跑步機(jī) 的大腿 底座（ 分能否穩(wěn)定地支撐人體體重是很重要的。當(dāng)然除此之外對 支撐人體背部的 器材 背部分和 扶手部分的檢驗(yàn)也是很必要的。 對 跑步機(jī) 底座（ 說明通過以上一系列說明，我們可以了解設(shè) 計師對產(chǎn)品零部件進(jìn)行親自設(shè)計的整個過程。當(dāng)然比起專門的零部件設(shè)計者來說，他們的設(shè)計可能還存在著不足，但是這拓展了設(shè)計師的工作領(lǐng)域，重要的是創(chuàng)造產(chǎn)品的設(shè)計師通過參與產(chǎn)品的整個開發(fā)過程，可以開發(fā)出更具親和力，符合人體工程學(xué)的產(chǎn)品。 計要素 1 實(shí)用性 實(shí)用性就是泛指滿足人們生活需求開始與發(fā)展的。現(xiàn)代家具不但要可靠、適用、安全，更重要的是滿足它的使用功能與舒適度。無論是靜負(fù)荷類家具或動負(fù)荷類家具，都應(yīng)根據(jù)人體工效學(xué)的基本法則，結(jié)合人體的生理和心理的需求，設(shè)計出合理的家具尺度的和空間分割距離，給消費(fèi)者創(chuàng) 造一種最大限度的舒適和方便以及安全感、視覺美感等，最終回歸到最佳實(shí)用效果的目的上來?，F(xiàn)代家具賦予人們的美感是，通過人們的視覺、觸覺感官來體會與感應(yīng)的。而家具的實(shí)用性程度，則是通過人們的反復(fù)使用、接觸與鑒別驗(yàn)證的。現(xiàn)代家具設(shè)計師水平的高低，只有通過努力探索、長期實(shí)踐與不斷總結(jié)，才能使自己的設(shè)計作品逐步達(dá)到日臻完善的設(shè)計追求目的 。 2 藝術(shù)性 現(xiàn)代家具已不單純是簡單的日用消費(fèi)品，家具產(chǎn)品作為一種文化現(xiàn)象發(fā)展到今天，它已經(jīng)是現(xiàn)代人類生活中調(diào)劑居室環(huán)境的藝術(shù)品、裝飾品、是融藝術(shù)與實(shí)用于一體的一代全新消費(fèi)品。同時也是 直接影響到室內(nèi)陳設(shè)藝術(shù)效果和現(xiàn)代居室文化品味的重要樂章和主旋律。為此，現(xiàn)代家具設(shè)計師就必須從這一高度來認(rèn)真研究與分析家具設(shè)計的要素中的藝術(shù)性問題。家具設(shè)計過程中，不可或缺地要靈活借用實(shí)用美術(shù)設(shè)計中的一些基本做法，其中如產(chǎn)品外觀形體穩(wěn)定的均衡；線型的諧和與靈氣；裝飾紋樣的生動與形象逼真；五金輔件的格調(diào)的選擇；都需要設(shè)計師在實(shí)踐工作中，不斷提高自己的實(shí)用美術(shù)學(xué)科修養(yǎng)水平，才能適應(yīng)當(dāng)前中國國內(nèi)市場國際化的激烈競爭態(tài)勢。沒有好的產(chǎn)品設(shè)計，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 便沒有較多市場份額的占有 。 3 工藝性 誠如以上所述，當(dāng)前，我國家具工業(yè)產(chǎn)品的 科技制造含量已經(jīng)發(fā)生了巨大變化，幾代構(gòu)造特點(diǎn)的不同工藝構(gòu)造款式的家具，都在不同的陳設(shè)環(huán)境與商場中頻煩亮相、爭奇斗妍。發(fā)展最為突出的是板式家具，或稱實(shí)木家具。 70年代 跑步機(jī) 設(shè)計 宣傳比較多的 家具，今天已經(jīng)發(fā)展到具有國際先進(jìn)水平的 家具。筆者可以斷言，板塊構(gòu)成，實(shí)木裝飾型的新一代板式家具將會在我國家具工業(yè)產(chǎn)品系列中，長期占有一席之地，其發(fā)展前景也是舉足輕重的。 早在 1995年的家具雜志編委年會上，業(yè)內(nèi)著名學(xué)者專家就曾針對中國國內(nèi)家具業(yè)發(fā)展趨勢，明確提出了今后我國家具工業(yè)新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)目標(biāo)應(yīng)本著“ 板式家具高檔化，實(shí)木家具藝術(shù)化，現(xiàn)代家具時裝化，設(shè)計手法個性化”的設(shè)計理論導(dǎo)向和真知灼見。姑且不論上述論點(diǎn)正確與否，但有一點(diǎn)勿庸置辯，現(xiàn)代家具，無論其工藝構(gòu)成特點(diǎn)與含量如何，企業(yè)為適應(yīng)國內(nèi)市場國際化的竟?fàn)幮枰?，愈來愈趨向多品種、小批量、短周期的設(shè)計與生產(chǎn)方式。為便于家具實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，又要兼顧到這類產(chǎn)品的工藝特殊性，形勢迫使我們家具設(shè)計師在完成造型設(shè)計的同時，還必須把握與駕馭產(chǎn)品工藝設(shè)計一環(huán)的工作。先迸的技術(shù)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)造型工藝的具體手段，由于科技的發(fā)展，給復(fù)雜的造型工藝提供了可靠保證，設(shè)計師匠心獨(dú)造和綜合技 術(shù)，可以創(chuàng)造出新的造型表現(xiàn)形式，傳統(tǒng)的加工方式，技術(shù)與造型的關(guān)系是同等的，現(xiàn)代家具設(shè)計師，則必須是家具工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)先進(jìn)設(shè)備與高工藝水平加工技藝的熟知者與掌握者。從事專業(yè)設(shè)計的工程技術(shù)人員，應(yīng)該是具有新型結(jié)構(gòu)工藝制造學(xué)方面的復(fù)合型人材，方能挑起歷史賦予我們的重任。 4 經(jīng)濟(jì)性 現(xiàn)代家具設(shè)計中，經(jīng)濟(jì)性設(shè)計亦應(yīng)是設(shè)計師不容忽視的一個重要設(shè)計環(huán)節(jié)，這其中也包涵了工藝性設(shè)計的外延與內(nèi)涵，諸如加工手段與方法、材料的選擇與構(gòu)成 ,工藝程序排列等等。板式家具設(shè)計中的單塊構(gòu)件下料法 (配料法 )與零部件綜合下料法，前后兩者對比， 后一種方法可節(jié)約原料 8其中，同樣也包括人造板材類型的選擇與應(yīng)用；裝飾貼在材料的應(yīng)用方法與成本節(jié)約問題。 舉一例，毗鄰的兩家工廠設(shè)計一種雷同的巴洛克風(fēng)格的休閑 器材 ，由于其中一家工廠不注重研究產(chǎn)品設(shè)計中的經(jīng)濟(jì)性沒計內(nèi)容和方法，忽視了物耗成本這一價值規(guī)律，結(jié)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 果是兩家工廠的材料利用率相差 3誠然，這其中不乏含有設(shè)計師水平高低之別。現(xiàn)代家具設(shè)計師只有在設(shè)計實(shí)踐中，將實(shí)用性、藝術(shù)性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性 (目標(biāo)成本法則 )有機(jī)地結(jié)合與靈活運(yùn)用，才能實(shí)現(xiàn)不斷推出好的產(chǎn)品 ,奉獻(xiàn)給廣大消費(fèi)者 第 2 章 人體 工程學(xué)與 跑步機(jī) 設(shè)計 計原則 跑步機(jī) 的設(shè)計尺寸是根據(jù)人體尺寸來設(shè)計的 ,各個部分的定位均參照人體尺寸。人體的主要尺寸 :國標(biāo) 重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長共六項(xiàng)主要尺寸數(shù)據(jù)。 下表是我國成年人人體主要尺寸和坐姿人人體尺寸 (摘自 國成年人人體尺寸 ): 主要尺寸 男 (18 60歲 ) 女 (15 55歲 ) 百分位數(shù) 5 50 95 5 50 95 身高 1583 1678 1775 1484 1570 1659 體重 8 59 75 42 52 66 上臂長 289 313 338 262 284 308 前臂長 216 237 258 193 213 234 大腿長 428 465 505 402 438 476 小腿長 338 369 403 313 344 376 坐姿尺寸 男 (18 60歲 ) 女 (15 55歲 ) 坐高 858 908 958 809 855 901 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 坐姿頸椎 615 657 701 579 617 657 坐姿眼高 749 798 847 695 739 783 坐姿肩高 557 598 641 518 556 594 坐姿肘高 228 263 298 215 251 284 坐姿大腿 112 130 151 113 130 151 坐姿膝高 456 493 532 424 458 493 小腿加足 383 413 448 342 382 405 坐深 421 457 494 401 433 469 臀膝距 515 554 595 496 529 570 坐姿下肢 921 992 1063 851 912 975 表 我國成年人人體主要尺寸和坐姿人體尺寸 設(shè)計要點(diǎn)： 1. 座的形式與尺度及其功用有關(guān) 2. 座 材 的尺度必須參照人體測量學(xué)數(shù)據(jù)確定 3. 身體的主要重量應(yīng)由臀部坐骨結(jié)節(jié)承擔(dān) 4. 座 材 前緣處，大腿與 跑步機(jī) 之間壓力應(yīng)盡量減小 5. 腰椎下部應(yīng)提供支承，設(shè)置適當(dāng)?shù)目勘骋越档捅巢烤o張度 6. 器材 墊必須有足夠的墊料和適當(dāng)?shù)挠捕龋蛊溆兄隗w重壓力均勻地分布于坐骨結(jié)節(jié)區(qū)域 組成 跑步機(jī) 的功能是供人騎行，就發(fā)揮 跑步機(jī) 的功能作用而言，把人看作 跑步機(jī) 的組成部分是完全合理的。因此，人在騎 機(jī) 時組成了人一 機(jī) 系統(tǒng)，該人一 機(jī) 系統(tǒng)中的 人一機(jī) 界面關(guān)系可由圖 1 機(jī)工程設(shè)計 設(shè)計 1、人與支撐部件的關(guān)系 支撐部件主要有 機(jī) 架、前叉、鞍座等，是 跑步機(jī) 的構(gòu)架。支撐部分將其他零部件固定在相互間正確的位置上，保證 跑步機(jī) 的整體性，實(shí)現(xiàn) 跑步機(jī) 的功能。從人機(jī)關(guān)系來看，鞍座、 機(jī) 把和 機(jī) 架等的位置和大小，以及它們間的相互關(guān)系，與騎 機(jī) 人的位置和肌肉的動作有著性的設(shè)計參數(shù)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 2、 人與動力接受部件關(guān)系 動力接受部件主要是腳蹬和曲柄。動力是靠騎 機(jī) 人的雙腳踩在腳蹬上，下肢運(yùn)動的力使曲柄轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的。為了使人省力和有舒適感，必須在騎 跑步機(jī) 人 的體格和體力與 跑步機(jī) 元件的尺寸關(guān)系上下功夫，即研究人體下肢肌肉的收縮運(yùn)動與曲柄轉(zhuǎn)動之間的能量轉(zhuǎn)換問題。 3、 人與傳動部件關(guān)系 傳動部件主要是滾珠、鏈條和 帶輪 。人的作用力是通過鏈條和 帶輪 傳動而帶動后輪轉(zhuǎn)動，從而使 跑步機(jī) 前移。傳動部分的設(shè)計關(guān)鍵是要有較高的傳動效率和可靠性，且有易操縱的變速機(jī)構(gòu)。保證較高的傳動效率，才能使人用一定的肌力而獲得較大的輸出功率。 4、 人與工作部件關(guān)系 工作部件就是 機(jī) 輪，即 機(jī) 圈、輪胎等。絕大部分輪胎是充氣的，少數(shù)是實(shí)心的。機(jī) 輪一方面把騎 機(jī) 人的肌肉力量，有效地轉(zhuǎn)換為同地面接觸而 向前運(yùn)動的力；另一方面將騎 機(jī) 人的握力轉(zhuǎn)換為與接地部分所產(chǎn)生的剎 機(jī) 阻力。在設(shè)計 跑步機(jī) 的各部分尺寸、 機(jī) 閘及變速器等時，應(yīng)該著眼于騎 機(jī) 人一動力一傳動一工作的連貫性，才可能設(shè)計出同騎 機(jī) 人手的大小或握力相適應(yīng)的閘把、剎 機(jī) 力適當(dāng)?shù)?機(jī) 閘，才不會發(fā)生剎 機(jī) 阻力不夠而造成失誤現(xiàn)象。 響 跑步機(jī) 性能的人體因素 影響 跑步機(jī) 性能的人體因素很多，如圖 1示。現(xiàn)主要分析下述幾點(diǎn)： 1人的體格因素 以身高 H 為基本因素，其他身體的能力與 H 成比例，并有與 手 臂、腿、氣管等的長度與 身高成比例，從而以骨關(guān)節(jié)為中心所產(chǎn)生的力矩、步幅等，都取決于 肉、大動脈、骨骼的截面積以及肺泡的表面積等都可看成與 活量、血液量、心臟容量等都可看成與 格對出力性能的影響，從理論上講，彈跳能力與 度能力與 功能力和 實(shí)際上因每個人身體素質(zhì)不同，常有 20以上的偏差。 2人的下肢肌力 跑步機(jī) 騎行的原動力，主要是騎 機(jī) 人的下肢肌力。人騎 機(jī) 時，骨骼肌肉內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為肌肉收縮的機(jī)械能。 跑步機(jī) 腳蹬的轉(zhuǎn)動就是通過腿肌收縮出力而完 成買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 的，一般說腿肌長的人比腿肌短的人有利。肌肉收縮時產(chǎn)生的力，一般與肌肉的截面積成比例，約為每平方厘米 40通過一定訓(xùn)練的人可提高到 65N 。 圖 1響 跑步機(jī) 性能的人體因素 3人的輸出功率 人輸出的功率隨著騎 機(jī) 人的體格、體力、騎 機(jī) 姿勢、持續(xù)時間和速比等的變化而變化。一 般成年男人的最大輸出功率約為 力（ ，能持續(xù) 10果持續(xù)時間長，其值要小得多，持續(xù) 大約只有 4人的腳踏速度 跑步機(jī) 運(yùn)動是很有節(jié)奏的，其節(jié)奏常常與人的心臟節(jié)律保持一定關(guān)系。健康人的心臟跳動為 70 次 一般腳踏以 60r/奏轉(zhuǎn)動較為合適。設(shè)計時以這一常用速度來確定相關(guān)設(shè)計參數(shù)。 5人的平衡機(jī)能 騎 機(jī) 人本身的平衡機(jī)能是影響 跑步機(jī) 性能的重要因素，如果缺少平衡機(jī)能，哪怕是運(yùn)動性 能很好的 跑步機(jī) 也不能平穩(wěn)行駛；若人有很好的平衡機(jī)能，卻可掩蓋 跑步機(jī) 設(shè)計上的某些缺陷。 6人的手和握力 影響剎 機(jī) 性能的人的因素主要是人的手和握力，男性和女性，成年人和兒童，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 手的大小和握力都不相同。據(jù)試驗(yàn)，為了長時間施閘而不致使手有疼痛的感覺，希望只用最大握力的 10左右便能得到必要的減速度。 7 人的疲勞 人體疲勞和疼痛是對騎 機(jī) 出力性能的不利因素，其產(chǎn)生原因有人體因素，也有 跑步機(jī) 結(jié)構(gòu)因素。疲勞和疼痛一般是由于部分肌肉負(fù)擔(dān)過大，騎 機(jī) 姿勢不合適，以及體重對鞍座的體壓分體不合適等引起的。 此外，影響出力因素還有人的最大攝氧量。 步機(jī) 設(shè)計結(jié)構(gòu)要素分析 影響 跑步機(jī) 性能的因素除了上述人的因素外，還有許多機(jī)械因素，如圖 1了獲得 跑步機(jī) 較佳的性能，必須把人的因素與機(jī)械因素有機(jī)地結(jié)合起來，以使人一機(jī) 協(xié)調(diào)。為此，著重分析與人體相關(guān)的結(jié)構(gòu)要素。 1速比 大小 帶輪 的齒數(shù)比，與 帶輪 直徑比相一致，一般控制在 用速比關(guān)系可取得騎行時所必要的功率和必要的速度。速比要合適，如果太小，無論人的肌力有多大，由于不能充分提高轉(zhuǎn)速，所以就得不到大的輸出功率。也由于速比小，在 限定的曲柄轉(zhuǎn)速下，得不到必要的騎行速度（后輪轉(zhuǎn)速）。速比過大時，要求的踏力也大，容易使人疲勞。為了保持不疲倦的持續(xù)騎行，希望肌肉的負(fù)擔(dān)約為最大肌力的 10% ，按此選擇速比和曲柄轉(zhuǎn)速，可得到比較好的效果。 2曲柄長度 傳統(tǒng)的 跑步機(jī) 設(shè)計，一般從杠桿原理考慮比較多，對人研究少，認(rèn)為曲柄越長越有力。曲柄 過長后，為了不使腳蹬碰到前泥板，不得不加大中軸至前軸的距離（前心距）。這樣勢必加長 機(jī) 架，影響了正確的坐 機(jī) 姿勢，使人感到臀部痛。若能按人的身長或下肢長來考慮曲柄長度，則可使人省力和舒適。通常曲柄長度的基準(zhǔn)，取人體身長的 1 10 ，也相當(dāng)于大腿骨長的 1 2 。 4 鞍座位置 鞍座裝得過低，騎行時雙腳始終呈彎曲狀態(tài)，腿部肌肉得不到放松，時間長了就會感到疲軟 無力；鞍座裝得過高，騎行時腿部的肌肉拉得過緊，腳趾部分用力過多，雙腳也容易疲勞。騎 機(jī) 時適當(dāng)?shù)挠昧Σ课皇悄_掌。設(shè)計或校正鞍座位置高低最常用的方法，是使買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 手臂的腋窩部位中心緊靠鞍座中部，使手的中指能觸到裝配 帶輪 的中軸心為宜。人體各部尺寸都有一定的聯(lián)系，只要腋窩中 心至中指的長度確定下來，鞍座高度便可大致確定。行駛較快的 機(jī) ，鞍座位置要向前移動，行駛較慢的 機(jī) ，鞍座位置要向后移動，否則都不利于騎行，如圖 1 b ）、（ c ）所示。 5 機(jī) 閘 設(shè)計時，閘把開擋、力率和閘把力要與人手的大小和握力相適應(yīng)。靈敏度高的 機(jī) 閘，隨著閘把上力的增大，剎 機(jī) 力也按比例地增加。如果閘把力到達(dá)某一程度不發(fā)生剎 機(jī)作用，繼而又驟然生效，說明這種 機(jī) 閘設(shè)計不良。在緊急情況下操縱時，理想的施閘力和減速度見表 1 表 1想的施閘力和減速度 閘把施閘力 /N 相對握力 % 減速度 說明 60 350 500 10 70 100 制下坡速度 全剎 機(jī) 緊急全剎 機(jī) 注： g=一 機(jī) 動態(tài)特性分析 1 動態(tài)穩(wěn)定性 跑步機(jī) 的穩(wěn)定是行駛過程中的穩(wěn)定，是一種動態(tài)平衡的穩(wěn)定性。動態(tài)穩(wěn)定性影響到 跑步機(jī) 騎行中的動作，包括直進(jìn)穩(wěn)定性和前后左右方向的穩(wěn)定性，見圖 1-5(a）。顯然，穩(wěn)定性對安全行駛是必不可少的特性。 2力學(xué)特性 跑步機(jī) 行駛在平地上轉(zhuǎn)彎的條件是側(cè)向力（與離心力平衡）與 跑步機(jī) 總重量（人和 機(jī) 的重量）的合力作用線要通過輪胎與地面的接觸點(diǎn)。這當(dāng)然與騎 機(jī) 人有關(guān)，但更重要的是 跑步機(jī) 的造型要有適合這種力學(xué)特征的結(jié)構(gòu)形式。 人體和 機(jī) 身向內(nèi)傾的角度相等。即騎 機(jī) 人身體的中心線和 機(jī) 子的中心線一致時， 跑步機(jī) 就可以轉(zhuǎn)彎，即所謂中傾旋轉(zhuǎn)，見圖 1-5(b) ；騎 機(jī) 人的傾斜角比 機(jī) 子的傾斜角大買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 時，此時的轉(zhuǎn)彎即所謂內(nèi)傾旋轉(zhuǎn)，見圖（ c）；騎 機(jī) 人的傾斜角比 機(jī) 子的傾斜角小時，此時的轉(zhuǎn)彎即所謂外傾旋轉(zhuǎn)。 第 3 章 總體 機(jī)械結(jié)構(gòu) 設(shè)計 步機(jī) 的構(gòu)成 跑步機(jī) 的整體構(gòu)成由以下幾大模塊： (1) 在 行駛中， 機(jī) 身的造型對整個行駛的效率有著很大的影響，因?yàn)?機(jī) 身的造型直接影響到的是行進(jìn)的阻力。此處設(shè)計的水陸 跑步機(jī) 的 機(jī) 體造型也已達(dá)到最小阻力位佳，通過流體力學(xué)，我們可以針對各種造型在水中行進(jìn)時所受的阻力進(jìn)行分析，核定最佳造型設(shè)計以達(dá)到最佳運(yùn)動效率。 (2)通過機(jī)械設(shè)計我們可以比較確切的分析各種傳動系統(tǒng)的傳動關(guān)系進(jìn)而計算出總傳動系統(tǒng)的傳動效率進(jìn)行核算。 (4)正常直線行駛時，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)不構(gòu)成阻力，設(shè)計的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)簡單便捷為好。 步機(jī) 方案設(shè)計 目前 跑步機(jī) 設(shè)計各式各樣，這里的設(shè) 計主要從傳動系統(tǒng)方面來結(jié)合設(shè)計。分析以上買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 性能需求 工作機(jī)構(gòu)類型選擇帶傳動 ,屬于定傳動比勻速轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉 能緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲，過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞，具有過載保護(hù)作用 步帶的概述 步帶介紹 同步帶是綜合了帶傳動、鏈條傳動和齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來的新塑傳動帶。它由帶齒形的一工作面與齒形帶輪的齒槽嚙合進(jìn)行傳動，其強(qiáng)力層是由拉伸強(qiáng)度高、伸長小的纖維材料或金屬材料組成，以使同步帶在傳動過程中節(jié)線長度基本保持不變，帶與帶輪 之間在傳動過程中投有滑動，從而保證主、從動輪間呈無滑差的間步傳動。 同步帶傳動（見圖 3，傳動比準(zhǔn)確，對軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用溫度 80， v50m/s， P300kw,i10,對于要求同步的傳動也可用于低速傳動。 圖 步帶傳動 同步帶傳動是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪所組成。它