畢業(yè)論文家庭多功能健身器

1、家庭多功能健身器作 者 姓 名 張松波 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 張玉偉 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 目 錄摘 要 1第一章 家庭用多功能健身器簡(jiǎn)介 31.1健身器材的定位，作用，意義及我們健身器材發(fā)展現(xiàn)狀3健身器材的定位3健身器的作用3健身器的意義3我國(guó)健身器發(fā)展現(xiàn)狀31.2家庭用多功能健身器簡(jiǎn)介41.3研究的目的及意義4第二章 家庭多功能健身器結(jié)構(gòu)42.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述5第三章 工作能力分析計(jì)算53.1齒輪設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核53.2鍵的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核63.3軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核73.4軸承的選擇及校核93.5潤(rùn)滑與密封113.6本章小結(jié)12第4章 總結(jié)和感謝13參考資料15摘 要 家庭多功能健身

2、器應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)有的健身器一般都采用單一功能，對(duì)人體單一部位進(jìn)行鍛煉，而對(duì)那些要求全身得到鍛煉的適應(yīng)能力比較差，直接影響了生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為此，該課題提出設(shè)計(jì)一部家庭用多功能健身器，以適應(yīng)市場(chǎng)需求。本文主要對(duì)家庭多功能健身器從實(shí)際工作需求著手，針對(duì)現(xiàn)在產(chǎn)品中存在著規(guī)模大功能少等缺點(diǎn)，旨在實(shí)現(xiàn)家庭化，多功能化，為本項(xiàng)目市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)。 為此，本文主要進(jìn)行了如下研究工作： 介紹了家庭多功能健身器的基本特征，指出了家庭多功能健身器的主要內(nèi)容和難點(diǎn)，綜述了家庭多功能健身器研究現(xiàn)狀，論證了家庭多功能健身器市場(chǎng)化的必要性和重要意義。介紹了家庭多功能健身器的構(gòu)成，工作原理。通過優(yōu)化家庭多功能

3、健身器設(shè)置方案，合理選材，合理設(shè)計(jì)家庭多功能健身器的工作流程及各級(jí)傳動(dòng)比的分配，設(shè)計(jì)開發(fā)新一代多功能健身器裝置。 該健身器適用于家庭室內(nèi)使用，價(jià)格低，功能多。關(guān)鍵詞：家庭用 多功能健身器 機(jī)械運(yùn)動(dòng)ABSTRACTFamily are widely used multi-functional fitness device。Fitness existing devices are generally single function，a single site on the human body to exercise，and for those who require full-body exer

4、cise has been relatively poor ability to adapt to a direct impact on the economic benefits of the production enterprises。To this end, the design of the subject of a multi-purpose family fitness, and to adapt tomarket demand。In this paper, multi-functional fitness device on the family work needs to p

5、roceed from reality, for now there are products that small-scale features, such as major shortcomings, aimed at achieving family, and multi-functional and market-based projects and industrialization of the basis operatorsIn this paper, the main research work carried out as follows:Introduced the mul

6、ti-functional fitness family's basic characteristics, pointing out that multi-functional fitness family's main content and difficulty, an overview of multi-functional fitness device family research, demonstration of a family of multi-functional fitness market need and importance.Introduced t

7、he multi-functional fitness family's composition, the working principle.By optimizing multi-purpose family fitness program is set, a reasonable selection and rational design of multi-functional fitness family's work processes and the allocation of the transmission ratio at all levels, the de

8、sign of the development of a new generation of multi-functional fitness device.The fitness room is suitable for family use, low cost, multi-functional。搜索Key words：Home ；Multi-functional fitness device ；Mechanical movement第一章 家庭用多功能健身器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1.1健身器材的定位，作用，意義及我們健身器材發(fā)展現(xiàn)狀健身器材的定位健身器材就是用于身體鍛煉的器械，例如啞鈴、跑步機(jī)等都屬于

9、健身器材。依據(jù)用途分，它可以分為專業(yè)的和非專業(yè)的。按照空間分，它可以分為戶外的和室內(nèi)的。這件設(shè)計(jì)屬于室內(nèi)健身器材，可以讓人足不出戶便可得到身體各方位的鍛煉。健身器的作用 隨著世界城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的迅速提高，城市居民的健康意識(shí)逐漸增強(qiáng)，健身也成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分。然而在日常生活中難免有無法進(jìn)行戶外鍛煉的日子。壞天氣，應(yīng)酬太多，工作時(shí)間等等都讓人們無法每天在戶外進(jìn)行必要的鍛煉。健身器的出現(xiàn)尤其是室內(nèi)健身器材起到了足不出戶也可鍛煉身體的作用。無論天氣如何惡劣，無論白天黑夜只要擁有一臺(tái)室內(nèi)健身器便可以達(dá)到鍛煉身體的目的。1.1.3健身器的意義 社會(huì)時(shí)代的飛速發(fā)展，讓人們生活水平

10、迅速提高。然而由于工作量繁多，生活節(jié)奏加快，各種由于身體沒有得到有效鍛煉而衍生出的疾病也在困擾的人們。沒有時(shí)間去健身房，沒有適合的健身場(chǎng)所這些都是身體得不到鍛煉的問題根源。如今“健身器”成了時(shí)下熱議的名詞，它的出現(xiàn)讓人們不在為身體得不到鍛煉而煩惱。只需在家里，可以是睡前一點(diǎn)時(shí)間，可以在清晨起床后的一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間，用了健身器身體便會(huì)得到足夠的鍛煉。增強(qiáng)的體質(zhì)，提高了免疫能力?？梢哉f健身器為現(xiàn)代生活中的人們帶來了健康。尤其是對(duì)那些工作量大，空閑時(shí)間少的上班一族來說更是有很大的好處1.1.4我國(guó)健身器發(fā)展現(xiàn)狀一個(gè)國(guó)家的體育消費(fèi)水平?jīng)Q定了該國(guó)的體育市場(chǎng)的發(fā)展程度。世界許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家家庭的體育消費(fèi)都十分

11、可觀。1994年，英國(guó)家庭體育消費(fèi)為130億美元，意大利為94億美元，西班牙為81億美元，德國(guó)為640億馬克。1996年法國(guó)家庭體育消費(fèi)為462億法郎，占整個(gè)體育消費(fèi)的49%。相比之下我國(guó)的體育消費(fèi)就很低了，據(jù)國(guó)家體育總局公布的2001年中國(guó)群體體育現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告，我國(guó)城鄉(xiāng)居民以家庭為單位全年體育消費(fèi)平均為397.42元，其中用于購(gòu)買家庭健身器械平均為92.09元，表明我國(guó)家庭健身器械的市場(chǎng)消費(fèi)水平很低。從一個(gè)國(guó)家的人口總數(shù)和家庭所擁有的健身器械的比例來看，美國(guó)人口2.81億，其跑步機(jī)一年的銷量為300萬臺(tái)；韓國(guó)人口4600多萬。2002年跑步機(jī)銷量為100萬臺(tái)；而中國(guó)擁有13億，跑步機(jī)一年的銷

12、量?jī)H在20萬臺(tái)左右，目前跑步機(jī)在中國(guó)家庭的普及率僅為1%。雖然近年來，我國(guó)對(duì)于家庭健身器械的消費(fèi)有所增長(zhǎng)，但相比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的家庭擁有量，還有很大的距離。從國(guó)際視角比較來看我國(guó)在體育產(chǎn)值，體育消費(fèi)水平及體育產(chǎn)業(yè)吸納就業(yè)人口比重三個(gè)方面，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家都存在較大的差距，這些問題直接或間接的反映了當(dāng)前我國(guó)體育市場(chǎng)整體上還處于起步和初級(jí)發(fā)展階段，近你那來家庭健身器械的總銷售額雖有增長(zhǎng)，卻非常緩慢，同時(shí)也預(yù)示著家庭健身器械領(lǐng)域市場(chǎng)開拓的潛力巨大。我國(guó)家庭健身器發(fā)展主要存在：有效需求不足，健身器械市場(chǎng)主體不成熟，家庭健身器發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)遇這些問題。本次設(shè)計(jì)打破常規(guī)，多功能可以滿足各種需求，使其具有很高的市

13、場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和存活力，從而在健身器這一領(lǐng)域中占據(jù)重要位置。1.2家庭用多功能健身器簡(jiǎn)介 這款家庭用多功能健身器是應(yīng)時(shí)下人們對(duì)健身器的要求而設(shè)計(jì)的。它綜合了握力器，拉力器，坐蹬訓(xùn)練器，劃船器等多種健身器材的功能，可以有效地鍛煉您的身體各處?？紤]到由于是家庭室內(nèi)使用，因此在設(shè)計(jì)之初就想到占地面積這一問題。這款集合了多種健身器功能于一身的新型健身器占地面積并不大，可以再絕大部分室內(nèi)擺放。按照人體構(gòu)造設(shè)計(jì)各個(gè)零件，符合人性化要求。 為了滿足多功能而且占地面積要小的要求，這款家庭多功能健身器計(jì)劃初變考慮到增加適當(dāng)高度來減少占地面積從而滿足任何人在自己室內(nèi)使用該健身器的愿望。1.3研究的目的和意義 隨著全民健

14、身熱的興起，每個(gè)家庭的健身意識(shí)正在不斷提高，不少家庭把健身器械購(gòu)回家里，進(jìn)行健身鍛煉，以期達(dá)到健康身體，陶冶情操和家庭和諧享受的目的。因此，人們也越來越關(guān)心市場(chǎng)上各種各樣的健身器械，著意進(jìn)行比較和選擇，挑選適合自己的家庭成員健身健美的產(chǎn)品，建立起自己的家庭健身俱樂部。其實(shí)，人們對(duì)自己擁有的健身器械的要求并不很高，總的來說有三點(diǎn)：一是效果明顯；二是價(jià)格合理；三是外觀好，占地小，噪音低。凡具有上述特點(diǎn)的家用健身器材就特別受消費(fèi)者的歡迎。近幾年，市場(chǎng)上流行的健身器材種類很多，但流行不一定受歡迎。有的健身器材功能單一，雖價(jià)格較低，但一般消費(fèi)者認(rèn)為并不劃算；另外一些健身器材功能較多，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用空間

15、大，價(jià)格較高，大多數(shù)消費(fèi)者又接受不了。所以真正能進(jìn)入家庭的產(chǎn)品并不是很多。此次設(shè)計(jì)研究的目的就是為了研發(fā)出一種與現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的健身器械不同的一部健身器?？朔δ軉我?，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用空間大，價(jià)格較高的缺點(diǎn)，提高使用效果，價(jià)格合理，占地小，噪音低。從而在市場(chǎng)中立于不敗之地。此次研究意義在于為每一戶購(gòu)買健身器的家庭節(jié)約資金，用一臺(tái)機(jī)器達(dá)到多臺(tái)機(jī)器的鍛煉效果，增強(qiáng)人們的體質(zhì)，給千家萬戶帶來健康第二章 家庭多功能健身器結(jié)構(gòu)2.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述該健身器是一款多功能組合健身器，屬于保健器械。該健身器由劃船器，腳蹬器，一組引體向上桿，拉力器，臂力桿組成。主要由長(zhǎng)方形鋼鐵底座，可伸縮圓柱形鋼管，棉質(zhì)座位組成，適合高

16、矮不同的訓(xùn)練者進(jìn)行各種耐力鍛煉。該器械功能多，占地面積小，噪音低，使用安全，是一種理想的健身器械。第三章 工作能力分析計(jì)算3.1齒輪設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核齒輪之間傳動(dòng)比為7.46，所以定小齒輪Z115，則大齒輪的齒數(shù) Z2=110精度取7級(jí)。、齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核采用軟齒面，小齒輪40 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為270HBS，大齒輪用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)齒面硬度為245HBS。因，SH1=1.1， SH2=1.1 ，因：， SF=1.3 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按7級(jí)精度制造。取載荷系數(shù)K=1.3，齒寬系數(shù) 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩： T9550P/ n=9550×2.099/255.6=78.4Nm 確定中心距u

17、=i=7.33模數(shù) 取法向模數(shù)m3.5 確定中心矩a=m(z1+z2)/2=3.5×（110+15）/2218.75mm齒寬b=mm =45mm, =43mm3、驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)YF1=2.57，YF2=2.18按式（11-8）輪齒彎曲強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。3.2鍵的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核1.對(duì)于小帶輪的鍵，選用半圓頭平鍵C855，GB109679多功能健身器上的鍵都為靜聯(lián)接，材料為鋼，則許用擠壓應(yīng)力 取100 ,由參考文獻(xiàn)1 P103 公式61強(qiáng)度符合2大帶輪上鍵校核選用半圓頭平鍵C836，GB109679強(qiáng)度符合3.小齒輪上鍵校核選用半圓頭平鍵C8 45，GB1096794.大齒輪上鍵校

18、核選用半圓頭平鍵C1050，GB109679強(qiáng)度符合3.3軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)軸的尺寸由參考文獻(xiàn)1 公式152 由 參考文獻(xiàn)1 表153取110所以傳動(dòng)軸D124mm攪拌軸D235mm圖3.1 齒輪受力分析圖1.齒輪的力分析計(jì)算：圓周力Ft = 徑向力Fr = 軸向力 2. 對(duì)H面上各力分析 =322N=4970N3. 對(duì)V面上各個(gè)力分析 以下圖組為軸受力分析圖： 圖5.2 軸受力總圖圖5.3 軸H面受力及力矩圖 圖5.4 V面受力及力矩分析圖圖5.5 扭矩圖4. 當(dāng)量彎矩：由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面A處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承

19、受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度合成彎矩：當(dāng)轉(zhuǎn)矩T=300000N；取得：當(dāng)量彎矩：由參考文獻(xiàn)1 公式155由參考文獻(xiàn)1 公式15140.12軸強(qiáng)度足夠。3.4軸承的選擇及校核要據(jù)設(shè)計(jì)的尺寸軸承初選72005 GB/T29294，對(duì)于球軸承： 圖5.6 軸承受力分析圖對(duì)于7000C型軸承，按參考文獻(xiàn)1 表137計(jì)算軸承的派生軸向力：e為參考文獻(xiàn)1 表135的判斷系數(shù)。所以軸承1被擠壓，軸承2被放松。對(duì)軸承10.44 1.12對(duì)軸承2 由參考文獻(xiàn)1 公式1319 按軸承2受力大小分析并驗(yàn)算軸承壽命：軸承預(yù)計(jì)壽命 由參考文獻(xiàn)1 公式1321軸承壽命符合要求。3.5潤(rùn)滑與密封1、齒輪的潤(rùn)滑：采用定時(shí)加油潤(rùn)

20、滑，由于齒輪間的嚙合不能浸在油液中，所以只能人工的定時(shí)給相互嚙合的齒輪加油。2、軸承的潤(rùn)滑：滑動(dòng)軸承與軸固定在一起，在法蘭盤里滾動(dòng)，通過法蘭上部的油標(biāo)向滑動(dòng)軸承里加油，軸承內(nèi)側(cè)加氈圈油封，防止油液流出。軸承外側(cè)加透蓋，起固定和密封的作用。3、潤(rùn)滑油的選擇:齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備,選用L-AN15潤(rùn)滑油。4、攪拌桶與攪拌軸配合擋面環(huán)，防止面粉塵進(jìn)入法蘭盤中，同時(shí)也是對(duì)氈圈油封密封作用的再次加強(qiáng)。3.6本章小結(jié)本章首先研究了家庭多功能健身器傳動(dòng)系統(tǒng)的方式，然后對(duì)家庭多功能健身器的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，校核，最后分析了各部分潤(rùn)滑與密封的特點(diǎn)。第4章 總結(jié)和感謝通過這一階段的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)?；仡櫞舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)，是大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)很好的總結(jié)。此次家庭多功能健身器的設(shè)計(jì)不僅重溫了過去所學(xué)知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我今后的工作會(huì)有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設(shè)計(jì)中體味艱辛，在艱辛中體味快樂。奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦更是帶火了體育及其周邊產(chǎn)業(yè)。健身器的設(shè)計(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈正發(fā)生著根本性的變革。體育消費(fèi)關(guān)系到國(guó)家體育地位，可以體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平，提高國(guó)家的全民體育水