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（毕业设计全套）短跑阻尼跑步机的设计（打包下载）

可以自由确定形状，通过调整橡胶配方组分来控制硬度，可满足对各个方向刚度和强度的要求内部摩擦大，减震效果好，有利于越过共振区，衰减高频振动和噪声弹性模量比金属小得多，可产生较大弹性形变没有滑动部分，易于保养质量小，安装和拆卸方便。冲击刚度高于静刚度和动刚度,有利于冲击变形。缺点自然频率相对较高，压宿量较小，容易受外界环境影响，性能不温定，使用寿命较短。液压阻尼器的优点防腐性好，主要零部件采用奥氏不锈钢材料，防腐性能好结构紧凑，且呈对称结构，安装空间小，受力更加合理阻尼力大，且动态响应时间短摩控阻力小，般低于额定载荷的头部，尾部铰接采用关节轴承，允许多最摆动角为采用特殊的液压油和密封介质，性能稳定，密封寿命长可在温度下连续工作，短时工作稳度可达。缺点要求密封性好，可能会出现漏油的现象，制造成本及加工要求都比较高。气压阻尼器可做无级调节，增减阻力非常方便，噪声小，但需有配套的空压机及管道，比较复杂，家用健身器材中很少见。磁电阻尼器可在定范围内进行无级调节，使用时噪声较小，但是控制系统较复杂。阻尼装置的选择及初步设计前面列举了常用阻尼装置的优缺点，结合本次设计的总体结构及其他相关问题，拟定选择橡胶阻尼器作为跑步机的加载器件，通过些其他配套零部件的工作来达到调节阻尼的目的。其他主要零部件的初步设计当固定有橡胶圈的轴安装在跑步机上合适位置的时候，只能起到阻尼作用，却没有调节阻尼大小的功能，因此需要设计个调节装来达到自由调节阻尼力大小的目的。因此可以选择在轴两端各开个孔，用螺栓通过孔，端固定以固定轴，螺栓上有弹簧和螺母，当旋动螺母时，会压缩或者释放弹簧，弹簧则会使轴左右移动，从而加大或者减小阻尼橡胶圈对滚筒的压力，达到调节调节阻尼力大小的目的。.支撑轴的设计计算固定板垫圈弹簧调节螺栓图.阻尼调节装置示意图支撑轴是安装在跑步机中间，即是使用者在训练时所在的位置，在支撑轴上安装有滚动轴承，在使用者训练时，轴承外表面与跑步带接触，方面可以防止跑步带与跑步板直接接触，损坏跑步带并且增大摩擦力，另方面还能起到支撑的作用，保证使用者的人身安全。基于基架的宽度为，所以设计支撑轴的长度为，支撑轴主要是起到支撑作用。图.支撑轴示意图支撑轴上的轴承透过跑步板，所以轴承的数量与跑步板上方形孔的数量致。因为跑步板上的方形孔长，宽，所以轴承露出来的部分不能超过这个孔的尺寸，结合滚筒直径和跑步带的厚度跑步板的厚度，以及轴承外径大小可莪已确定支撑轴安装位置尺寸。轴上有安装轴用挡圈的槽，轴用挡圈用来固定轴承。本次设计所选择的轴承为圆柱滚滚子轴承，轴承内径，轴承外径，轴承宽度。.扶手的设计支撑轴轴用挡圈圆柱滚子轴承图.支撑轴及轴承安装示意图扶手的作用主要有两个是在跑步时，防止身体不稳定晃动而出现意外二是在使用者跑起来后防止突发状况而使运动员重心不稳，掉下跑步机。扶手的高度必须与运动者的身高相适应，扶手太高，当使用者跑起来后双臂的摆动可能会碰到扶手，造成碰上或者影响使用者的心情及状态扶手太低，使用者在起跑阶段则必须弓下身子才能触摸到扶手以保持自己的身体平衡，极为不方便。而且若采用般形式的立式扶手，运动员在跑步时就要使手臂保持抬高弯曲状态，会耗费定的体力。本设计中扶手设计在跑步带两边，可以让使用者以更舒适的手臂自然下垂的状态抓扶，而当运动员进入跑步状态之后就可以像平时在跑道上训练样，前后摆动手臂，模拟最真实的跑步环境另外这种扶手设计可以有效减少运动员不必要的体力消耗，使运动员吧体力都用在跑步训练上。假设运动员平均身高为,那么当手臂自然下垂时，之间距离地面大概，扶手高度设计为。扶手的材料般采用圆管或椭圆管，它的大小应以人握着舒适为宜，直径为，此处选择圆管直径为，材料为不锈钢。由于跑步机长度为，所以扶手长度设定为。提高使用者在抓握时的舒适感。扶手采用套筒式伸缩杆装置，目的是为了能让不同身高的使用者自由调节扶手高度，以使自己的训练更舒适有效。该种可伸缩装置包括支撑管套管锁紧部件支撑管套接于套管内，锁紧部件为四个相同尺寸的不锈钢棍。套管为上下部直径不同的空心圆管，套管上设开口槽和定位的孔洞。套管高度为。支撑管选用长度为，直径的无缝钢管。套管下面焊接有固定座，方便将套管固定在跑步机基架上。固定座用规格为长度的六角螺栓固定。套管上面共有四个孔，也就是说可调节的高度有四个，每个孔相距。锁紧部件为和套管上孔相配合的六角螺栓，长度为，直径。当需要调节伸缩量时，把锁紧部件拔出来即可，调整好了之后再把锁紧部件插入孔洞之中，拧紧螺母，即可起到固定作用。其结构简单，使用方便，定位性能良好。扶手套筒套筒底座图.扶手及扶手底座示意图.固定架和固定带的设计固定架材料为不锈钢管，直径，壁厚。固定架设计在跑步机后方即运动员训练时背对的方向。固定架上有悬挂装置，本例悬挂装置材料为钢，钢板宽度为，在其侧开有直径为的孔，固定带的挂钩挂在孔中即可起到固定作用。悬挂装置高度由运动员身高和固定带位置决定。固定带的作用是保持运动员在训练时身体的平衡，防止运动员跑动时离开跑步带上的既定跑步位置固定带固定在运动员的腰部。假设运动员平均身高为，当运动员在跑步时腰部距离地面大概在，因此挂钩高度设计在处距离跑步带上端。固定带为帆布带，在与使用者要不接触的位置套装上海绵垫，可以增加使用者的舒适度。固定架底座固定架支架图.固定架和固定带示意图.本章小结本章根据给定尺寸要求，结合人机工程学原理，合理选择了跑步带跑步板扶手固定架等的尺寸，力求更满足训练者的使用要求。对阻尼调节装置进行了初步设计，选择了性价比较高的橡胶阻尼调节器，并且对主要部分的形状进行改良设计，使整个机器看起来更美观舒服。把扶手设计在跑步机的两边也有效增加了使用者在跑步初的舒适度。最后根据选定尺寸，详细设计了其他辅助零件的尺寸。阻尼调节装置的最终设计.阻尼调节装置尺寸的设计前面提到该阻尼调节装置为螺栓调节阻尼橡胶圈，安装在靠近前滚筒内部的位置，可以通过调整阻尼橡胶圈与前滚筒的筒体之间的挤压力来实现阻尼的调节。本装置中调节螺栓的规格为长度。弹簧为普通压缩弹簧，弹簧内径，钢丝直径，压缩强度合适。由于该橡胶阻尼器是用来调节使用者在跑步机上跑步时的阻力大小，也就是调节滚筒的转动阻力，所以可以设计个橡胶圈，把橡胶圈固定在根轴上，安装在跑步机上合适的位置，让橡胶圈与滚筒表面相接触，来增加摩擦，就可以达到阻尼的作用。现设计阻尼橡胶圈的外径为，内径为，即厚度，长度为。橡胶圈用轴用挡圈固定在轴上面。图.阻尼橡胶圈示意图阻尼调节轴设计方法与滚筒轴相同，轴长度为，两端有螺纹孔，用来安装调整螺栓。轴上有安装轴用挡圈的槽，轴用挡圈是用来固定阻尼橡胶圈的。为了方便安装，在轴的两端有倒角，方面安装。因为该轴为阻尼调节轴，只是用来调节阻尼力的大小，所以不需要有多大的强度和弯矩，因此不需要校核。图.阻尼调节轴示意图.发电机类型发电机选型.发电机选型本次设计是短跑阻尼跑步机，给定条件中长度为，宽度为。在这个空间内显然不能安装较大的发电机。另方面，本次设计中的发电机是将使用者跑步时的动能转化为电能，般情况下人在长跑时能够产生瓦的功率，所以如果是人来带动发电机，那么所能发出的电量是很小的，因此只能选择小型发电机，个的小型发电机就可以满足要求。小型发电机常见的是摩擦式发电机和皮带式发电机。其中摩擦式发电机是在发电机端部又个摩擦头，通过摩擦头与轮子或者其他转动的部位接触，当该部转动时就会带动摩擦头转动，发电机工作，产生电能。皮带式发电机则是把摩擦头设计为带轮，通过皮带传动带动发电机工作。比较而言，摩擦式发电机更加方便易安装，因此选择摩擦式发电机。本例所选择摩擦式发电机的尺寸参数为摩擦头直径，发电机外壳直径，横向长度，纵向长度。图.小型发电机示意图主要研究结论及进步研究建议.主要研究结论本文首先介绍了跑步机的历史及分类，列举了些目前跑步机存在的问题，并提出研究适合专业运动员训练的短跑阻尼跑步机的理念，相信随着跑步机的发展，适合不同人群不同年龄层次人群的跑步机都会相继出现并步步得到改进和完善。最后阐述了该项设计的内容和研究意义，初步确定了研究方向和设计内容，在现有技术和成果的基础上提出了些构想。本次设计是采用了人家工程原理，选择合适的跑步机各部分尺寸，综合了机械跑步机的工作特性而确定方案进行设计的。并且对主要部分的形状进行改良设计，使整个机器看起来更美观舒服。最后根据选定尺寸，详细设计了其他辅助零件的尺寸。本次设计的重点在于设计的阻尼调节系统，它是把橡胶滚筒安装在前托辊后方，通过调整橡胶滚筒与托辊的接触力，以增大或者减小阻尼力，来达到不同的训练要求。另外，本设计给跑步机加了个小型摩擦式发电机，在运动员训练的同时，可以带动发电机，所产生的电能被储存在蓄电池中，供照明等用途，有效的节约了能源。.进步研究建议跑阻尼跑步机作为专业运动员的训练机器，还存在着很多设计问题有待解决或者改进。比如阻尼调节装置的调节方式比较麻烦，需要同时调节两边的调节螺栓方能实现阻尼的调节，而且不能保证调整后阻尼调节轴与滚筒轴平行。如果能换种调节方式甚至阻尼装置，也许就能避免这些问题。另外坡度调节装置也有同样的问题，调整后不能保证支撑腿都能样高，所以在支撑腿下垫橡胶垫也就成了必要条件而且跑步机底架和基架比较沉重，这就更增加了调节坡度的难度。还有跑步机的零件繁多，安装复杂等等。也许不久的将来，这些问题都会被解决，那么短跑阻尼跑步机的技术定会更加纯熟。再次预祝短跑阻尼跑步机的发展越来越好。致谢接近四个月的毕业设计结束了，我的大学生活也接近了尾声，在这里，我要感谢我的导师商庆清老师，从设计选题到搜集资料，从文献综述到设计绘图，期间经历了茫然领悟与喜悦，每次在我设计瓶颈到来时，商老师总能给予我莫大的帮助与信心，让我能顺利完成我的毕业设计。商老师为人随和热情，治学严谨细心。每次设计中出现什么问题，只要提问，他总是能耐心地给我解答，直到我明白为止。在我的设计中，不仅有我的思考，更是凝聚了商老师多年的经验。正是商老师这种很强的责任心，加上他温和的脾气，才能让我步步紧跟他的步伐，学习到了许多以前没有学到的知识。最后，感谢父母这些时间对我的支持!对于我的同学们，在我遇到困难的时候，你们是第时间能与我同思考，并给我帮助的人，在这里，我表示衷心地感谢！参考文献周辉华.如何选择家用健身跑步机.体育博览史松杰,包大勇,毛成涛等.跑步机耐久性试验台的研制.机械设计与制造陈晓.新型跑步机.中国科技信息徐华文,李文峰.电动跑步机的人机工程设计.机械刘蕾蕾，王树杰，刘文霞，李冬，基于单片机的智能跑步机控制器设计.微计算机信息张彦龙，马志君，于潇，跑步机坡度与运动时力学关系分析.牡丹江师范学院学报自然科学版曹新星，朱世强，崔壮平，基于传感应用的智能跑步机控制系统.传感器与微系统周平，电动跑步机控制系统的设计.机械与电子唐军，陈斌，跑步机欧盟版标准技术内容变动情况解析,电子质量吴刚,曹玲芝,崔光照.智能跑步机控制系