【單人多功能健身器設計（論文）7700字】

單人多功能健身器設計摘要本設計的主題是一款多功能的運動健身器材，帶有腿部，腰部，手臂和四缸框架，跑步機上有效的驅(qū)動步驟和飛輪鏈條，優(yōu)點是達到腿部肌肉鍛煉的效果，有效的重量組合，實現(xiàn)手臂肌肉運動的效果，伸展運動是三者的有效結合，提供一個平臺，此多功能健身器材易于使用，操作安全，所設定的價格符合大眾需求，組裝設計等優(yōu)點。關鍵詞：多功能；健身器；機構目錄TOC\o"1-3"\h\u20338摘要 I59731前言 1316741.1方案確定與分析 1140391.2設計要求 1138391.3整體結構 2315792腿部鍛煉機構設計 3194332.1傳動方案的選擇 347782.2鏈傳動的設計計算 3129602.3軸的設計 384272.4飛輪機構 7207603健身器腰部鍛煉機構設計 9140283.1座椅的設計 970853.2曲柄滑塊機構的設計 9172604臂力機構及機架設計 13210444.1設計材料的選定 13176364.2底座的設計 13129064.3支架的設計 13195484.4配重的設計 15292834.5滑輪的設計 1544564.6鋼絲繩的設計 17275214.7其他零件的設計 17144434.8標準件的選定及校核 18179784.9導管的設計 18149665設計總結 1917788參考文獻 201前言1.1方案確定與分析運動器材的新設計是一個新興起的主題。考慮各種方法，我在市場上進行了大量研究，并在網(wǎng)上找到了很多有用的信息。我還拜訪了許多健身教練和健身愛好者。之后，在指導老師的指導下，我提出了一些建議，仔細閱讀了這些建議，并提出了一個很好的主意：因為大多數(shù)體操運動都是健身團體的工作場所。有些器件具有18種功能，這會使許多功能失效。然而，由于復雜的設計，工作常常分散并且維護變得困難。由于生活條件的改善，公眾對運動的意識正在增強。大學和社區(qū)都建立了體育館。但是，由于今天的中國習俗，要求每個人都去體育館，即使設備似乎離普通人很遠，它也比去體育館便宜和容易，所以未來的白領階層上面提到的客戶已經(jīng)打算去體育館一段時間，但是有很多中國人，豪宅和商業(yè)建筑物的公司價格昂貴，這就是為什么空間有限的原因。所以我設計了這個多功能健身器，想要正確的設計，我居住在一個很小的區(qū)域。一方面，它可以有效的增加運動量。另一方面，它可以使人們更加方便的進行鍛煉。因此，重要的是要完善過程，消除一些無效任務，提高設備的效率，維護設備并滿足人們的鍛煉需求。我設計的多功能健身器材。盡管他也做一些練習，但他還是做了很多工作。根據(jù)我的研究，人們鍛煉的肌肉是：胸部，臀部，三頭肌和腿。這些工具可以提供四種類型的鍛煉：腿部鍛煉，臀部鍛煉，向前伸胳膊，人們站起來和拉拳頭。這四個功能的結合使該設備具有獨特的外觀，可以加強全身肌肉的鍛煉。1.2設計要求就運動器材的要求而言，這項工作必須滿足以下條件：1）它只能通過一次鍛煉來完成，但是它是一種多功能設備。2）安全，可靠，穩(wěn)定且不嘈雜。3）動作調(diào)整，每個位置5公斤，操作簡便。4）該設計是適當?shù)模荚诳朔袌錾先狈C械應力的情況，易于制作。5）外觀好看，具有存儲系統(tǒng)，合適的包裝和運輸。6）選材合適，經(jīng)濟性能和價格調(diào)控良好。圖1三維效果圖Fig.13DEfect1.3整體結構1.3.1手臂鍛煉機構及機架五個運動部件和框架包括底座，立柱，墻壁，手柄，鋼絲，兩個軌道和可調(diào)梁。該框架為整體提供了良好的基礎，手臂運動通過手勢調(diào)節(jié)。1.3.2腿部鍛煉機構驅(qū)動系統(tǒng)包括一個鏈條，軸（包括提升和提升夾具）和一個用于向上運動的鏈條機構。腿部的動能通過系上鏈條旋轉并存儲在桿中，然后將吊鉤的需求降低，鏈條將腿部移動。1.3.3腰部鍛煉機構腰部機構由座椅，吊車滑動機構，座椅夾，彈簧，鏈條滑塊、彈簧組成（彈簧殼的一端安裝在彈簧殼上，另一端安裝在后框架上）（即曲柄）。一旦彈簧變強，它將移至滑塊并將滑塊移回到其原始位置。盡管這些組件都包含在單個功能性健身器械中，但是由于零件與當?shù)氐乩憝h(huán)境之間的聯(lián)系，因此可以在特殊的組裝過程中對它們進行修改。同時，盡管市場上許多運動和健身設備是集成的，但其中許多是多功能的，并且某些體育鍛煉設備可能無法滿足動力要求。因此，一旦設備損壞，這會使設備維護復雜化。由于設備級別不高，因此，在設計中我非常注重材料的選擇。只有重視這一點，才能有效提高設備的性價比。2腿部鍛煉機構設計2.1傳動方案的選擇腿部的運動機制采取機械循環(huán)。有兩個選項，皮帶傳動和鏈傳動。皮帶傳動：柔性傳動皮帶傳動，帶牽引皮帶和傳動皮帶。隨著驅(qū)動器脈沖的旋轉，振動和點火在脈沖和傳輸帶之間傳遞運動和能量，并且驅(qū)動帶移至驅(qū)動帶。傳播原理：至少兩個輪子使用壓力帶作為中間柔性部件，并且運動和力通過皮帶的接觸面和皮帶產(chǎn)生的接觸輪傳遞。優(yōu)點：1）具有過載保護功能，皮帶在輪上滑動，而不會損壞其他設備。2）傳動帶具有很大的柔韌性，能夠吸收震動，尤其是髖帶，穩(wěn)定的傳動和低噪音。3）平穩(wěn)啟動，無噪音。4）長距離（=）5）對制造和安裝精度沒有更多要求。缺點：1）彈性滑動傳動比不恒定；2）隨著張力的增加，將更多的壓力施加到軸上（與扭矩傳遞相比）；3）結構尺寸大而不緊湊；4）減少使用滑動帶；5）皮帶與振動之間的放電分辨率不適用于高溫，易燃易爆場。2.2鏈傳動的設計計算采用短節(jié)距精密滾子鏈。為了鍛煉腿部力量，根據(jù)《緩沖式運動中的腿部受力分析模型》計算出成年男性最大腿部發(fā)力和速度。滾子鏈通常用于變速器系統(tǒng)的低速級。正常的傳輸功率低于100kW，鏈速度不大于15m/s。建議的最大傳輸比率是。根據(jù)實際情況，主動鏈輪轉速，傳動比，通過鏈傳動所需功率，2.2.1選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪齒數(shù)為。2.2.2確定計算功率由機械原理查詢知識可知如下，由機械設計知識可以查得，單排鏈，則計算功率為如下公式：2.2.3選擇鏈條型號和節(jié)距因為及查得機械手冊，可選16A-1。由機械手冊可知，鏈條節(jié)距是。2.2.4計算鏈節(jié)數(shù)和中心距因為初選中心距所以取，所得的相對應的鏈長節(jié)數(shù)為：取鏈長節(jié)數(shù)節(jié)。查機械原理得到中心距計算系數(shù)f1=0.24883,則鏈傳動的最大中心距為2.2.5計算鏈速v，確定潤滑方式由v=0.5m/s和鏈號16A-1，查機械手冊可知應采用定期人工潤滑。2.2.6計算壓軸力Fp有效圓周力為,輪垂直布置時的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為2.2.7鏈輪的結構小鏈輪制成整體式，大鏈輪制成孔板式。2.2.8鏈輪的材料齒輪必須具有充分的抵抗力和強度。將使用較小的鏈輪，因為較小的鏈輪的齒具有更長的耐用性和更高的沖擊力。根據(jù)機器的說明，最小粒度為15臺機器，大于20臺。熱處理過程包括碳化，淬火和疲勞。熱處理后，強度降低到50-60小時。2.3軸的設計轉動地面的機器是可見的心軸-它有時間彎曲M-0。它不包含轉矩t=0；最常用的是金屬或木叉。必須滿足設計要求1.軸和軸的上部應具有必要的工作條件2.易于組裝，拆卸和修改零件3.維修工廠中的零件應該是嚴格而可靠的要求4.棒材需要良好的生產(chǎn)能力5.應減少壓力-改善疲勞要求軸的各部分結構名稱制造安裝要求軸的各個部分結構名稱確定制造的安裝要求方便在拆裝軸的零件時，大多是把軸制作成階梯軸因為軸的零件方便安裝，軸的首末兩端應該是一定角度軸的尺寸大小和形狀要求不復雜，這樣方便加工軸的研磨部分有砂輪超出溝槽，螺旋紋的軸應有推槽它通常由45號不銹鋼（碳含量為0.45％）制成，具有完美的機械性能。配置使用45＃鋼。工廠設計包括兩個部分：結構設計：提高粉末系統(tǒng)效率和功效的技術。A-Cal功率計算：為確保軸在壓力下不會斷裂或變化，必須改進軸系統(tǒng)木端應有一個45度的腔室，以便在安裝過程中可以依靠它來防止鋒利的邊緣和劃痕。軸的設計取決于以下因素：提案中元素的對齊；工廠的一部分；拆卸和組裝木制零件；極面處理技術。軸上零件的固定可分為兩個方向：每周固定：采用過盈配合（軸承內(nèi)圈）傳遞扭矩和運動、軸向固定：使用圓形螺母防止部件在運行時旋轉圖2滾筒結構Figure2Drumstructure因為它是固定的心軸，所以由軸的彎矩引起的應力可以被視為波動的循環(huán)力固定心軸的許用應力應為圖3載荷分析圖Fig.3LoadAnalysis2.4飛輪機構2.4.1飛輪轉動慣量的近似計算由于飛輪的旋轉較大，其他組件的慣性矩可能會稍微超過計算相似度所需的時間。等效鏈鋸驅(qū)動為恒定周期，相等驅(qū)動扭矩med為恒定，相等速度平均速度為30r/min，速度誤差應不大于。1）該機構的許用運轉不均勻系數(shù)等效驅(qū)動力矩Med3）等效構件中的飛輪應具有轉動慣量JF（不計算其余構件的等效轉動慣量）2.4.2飛輪尺寸的確定飛輪的優(yōu)化設計是最大力矩中的最大力矩，即質(zhì)量應集中在邊緣，輻條和輪轂的慣性力矩比輪輞小，可以忽略不計，邊緣的慣性力矩約為如果邊緣寬度B，單位體積的材料重量為飛輪材料為HT250，H/B為1.2，法蘭截面尺寸為H=30mm，B=25mm。

3健身器腰部鍛煉機構設計3.1座椅的設計3.1.1座椅的設計構思座椅設計來回旋轉，主要部件是座板和靠背，座位上有座墊，用料少。座位舒適，軟硬始終，可以有效地支撐腰下部，除去座椅和回收劑。材質(zhì)為HT200，符合設計要求。3.1.2座椅的尺寸（1）座椅高度：座椅的高度是為地形較小的人設計的。座椅表面的前邊緣比人膝蓋的高度短3-5厘米，半徑為2.5-5厘米，半徑為450毫米。（2）座位寬度：該位置按標準設計，參考尺寸為腰圍寬度，設計為450毫米，具體取決于原始組的大小。（3）座椅深度：座椅深度是指距座椅前角的距離。正確的座椅深度支撐腰椎。只要腿始終如一地支撐身體，大腿就不會引起壓力疲勞。因此，為了容納大多數(shù)用戶，座椅深度必須設計為容納越來越小的標準400mm組。（4）背部高度：當背部處于自然位置時，身體會更舒適。在此期間，腰部處于重要位置。成人腰部的中心在座椅上方約23-26厘米。腰部的高度應略高于此規(guī)則，以支撐背部的重量。取420毫米。（5）后背寬度：后背寬度應與肩寬一致?？紤]到整體設計，后部的寬度等于座椅的寬度450毫米。（6）英式向后傾斜：從正常的圓柱狀角度來看，最合適的是115度。3.2曲柄滑塊機構的設計3.2.1各桿長尺寸的設計計算每個曲柄滑塊機構的長度測定是基于機械原理，平面四極機構及其設計，幾何三角函和符合人體工程學腰部結構的巧妙。示意圖3如下[5]：圖4示意圖Fig.4Schemes由此，得出下列計算公式：設，，，，，，則聯(lián)立以上公式，可解得，取特殊角，解得3.2.2連桿直徑的選擇連桿是整個機構中壓力最大的部分，它的直徑?jīng)Q定了整機的使用時間，綜合來看，連桿的材質(zhì)應該是20號鋼，其強度限制是，因此：，取值為d=10mm，符合設計要求。3.2.3彈簧的設計計算(1)根據(jù)操作條件和特定條件選擇項目，并搜索機器操作信息。擺式機械在機械彈簧結構方面有很高的要求。反復變形后，彈簧應保持良好的強度和耐久性，并具有良好的保護作用。疲勞和不穩(wěn)定性，因此根據(jù)質(zhì)量，50crVA鋼可以滿足要求，并且允許的剪切應力較高。［τ］=750MPa。（2）選擇旋繞比C，求曲度系數(shù)K值。查表16-9可知[1]，旋繞比C=8，由公式（16-4）得K=+=+≈1.18（3）首先根據(jù)安裝步驟選擇空間高度D，根據(jù)C的值估算彈簧線的寬度，檢查電纜允許的拉力，并根據(jù)實際的高度條件將彈簧距離D設置為40mm。===5mm（4）試算彈簧絲直徑。由公式（16-3）[2]可得：≥1.6=4.6mm取值為d=5mm，D=40mm。（4）根據(jù)變形條件求出彈簧的工作圈數(shù)，由公式（16-7）[2]可知：（5）求出彈簧的尺寸、、，并檢查其是否符合安裝要求。=320mm（6）驗算，彈簧的極限工作應力=750MPa[1]極限工作載荷（7）結構設計，彈簧的具體尺寸如下：內(nèi)徑為外徑為旋繞比為自由高度為工作高度為有效圈數(shù)為展開長度為螺旋角為質(zhì)量為

4臂力機構及機架設計4.1設計材料的選定手臂和框架設計是項目的設計，選擇用于裝甲和框架的操作，安全性和使用壽命的材料在正常情況下，材料的強度會增加，剛度電機也會增加，特別是對于機械設備。通常在板和中間板之間選擇金屬。為了避免在集成過程中過度造成材料浪費，在選擇產(chǎn)品時必須考慮要求，并且必須提供周圍的材料以最小化并減少設計和布局。4.2底座的設計基本底座設計非常重要。它指的是整個機器的功能。它是用于安裝大功率梁，實心結構、配重，立柱和導向裝置的框架?；A設計必須考慮基礎工作，由于內(nèi)置在基礎中的左右立柱，支撐框架，定向框架和頂部支撐，這些元素對齊放置，從而使應力保持在基礎上。觀看健身會議的照片。基礎是上部的第一個重力。總的來說，基本材料選擇是K235平板型，長為1700毫米，寬為500毫米，厚度為30mm。4.3支架的設計4.3.1支架的作用支架是應用程序的重要組成部分。在舒適的環(huán)境中有效的鍛煉身體。這是一個非常值得思考的問題。它的外觀不僅美觀，而且具有許多人文特色。您可以應用在很多不同的體育運動中去。4.3.2支架力學性能分析(1)受力分析。截面A所受力為人對它的有效拉力，取最大值為，截面C受到的力為配重的有效拉力，取最大值為，的值則是由設計要求來抉擇，取，。因此，可以計算出、(37)(38)圖4示意圖Fig.4Schemes（2）力矩圖圖5示意圖Fig.5Schemes由力矩圖可以看出，截面A為危險截面，需要進行強度校核。(39)(40)支架的材料為Q235，查表2-6[3]得，，符合設計要求。4.3.3支架的工藝處理在加工過程中，它是通過冷形矩形管焊接而成的，該矩形管放置在座椅支架上以固定脈沖。在焊接過程中糾正缺陷，并生長并涂上漆面光澤。在組裝過程中繪制脈沖位置。在設計時，我選擇的材料是冷金屬該支架與底板采用螺栓聯(lián)接，用來減少震動，利于拆裝。4.4配重的設計隨著重量的增加或減少，我使用相對簡單的方法來方便維護。下面是四個對稱的圓孔，用于安裝橡膠氣缸以降低噪音。同時，安裝過程中存在一定的差距，這有利于將來的維護。而且，這種互換性特別好。重量在設備性能中也起著重要作用：1）在鍛煉過程中，上，下背部的鍛煉對體重影響很大。因此，反向載荷設計中最常用的方法是用注塑機將輪胎包裹起來以承受反向載荷。這種方法有一些缺點。不適合小批量生產(chǎn)，價格昂貴且難以維護。外表面的橡膠容易變質(zhì)，并容易遭受多次沖擊和老化。輪胎掉落后會產(chǎn)生噪音和震動。這會影響相反負載的壽命，并且很大的噪音會影響運動員的情緒，并且不容易解決。在這種情況下，重量與刮擦相同。2）砝碼在由1Cr18Ni9不銹鋼管制成的導向器上滑動，該導向器價格昂貴。為了保護引導件，有必要改善重量的開口。。3）市場上大多數(shù)人的體重為5公斤。通常人們在一年內(nèi)沒有超過65公斤，所以他們需要13個，所以市場數(shù)據(jù)仍然有效。4）根據(jù)這項研究，幾乎所有受損的材料都無法通過脆性修復。由于所有這些重量都是在HT105（灰鑄鐵）鑄造的，鑄鐵的缺點是低，易碎。（配重的計算厚度僅為30毫米，配重的中心凹槽深度為12毫米）。因此，體重和體重很容易在使用過程中折斷和丟棄。根據(jù)市場研究和分析，我進行了以下變動：1）為了便于維護，請勿使用橡膠容器。我安裝了四臺壓力機，帶有20個深度的12個孔和17個橡膠筒，以保持產(chǎn)品的狀態(tài)。2）為避免重量增加，用它加熱塑料管，將其加熱到適當?shù)臏囟群秃穸龋缓髮⑵浞旁谒芰瞎苌稀?）選擇材料時，可以使用再生鋼板，30毫米厚的冷軋鋼板，并且材料標記為K235-GB/T699-1988。它的強度不是問題，并且可以保證硬度。設計配重時，我專門設計了第一個配重（即：配重放在頂部）。由于懸架應提高配重并且必須使用銷釘連接，因此應在配重I和Relation吊架之間放置一個裝置，此處我使用螺釘將吊架放置在正確的配重位置，主要是為了限制吊架的旋轉。配重時，可以通過切割氣體切割一定尺寸的白色油漆，然后在銑床中研磨并研磨適當?shù)谋砻妫ㄈ绻摪逋噬?，則外表面不是很整齊，其余加工后的材料更重要）。倒角后，將注塑零件封閉，然后打孔，最后放在橡膠上。4.5滑輪的設計滑輪在健身器材中的作用：繩索負責將繩索放在設備上，以最大程度地減少視覺影響。由于總脈沖能量不是很高，因此可以在冷沖壓后通過熔化或焊接獲得。我有辦法主脈沖壓力通常在此設備中壓縮，通常不超過6500n。但是，由于總抗拉強度大于該值，因此電阻并不是關鍵的價格。同時，由于脈沖運動圍繞中心旋轉，因此我設計了內(nèi)部軸承。由于在脈沖，軸承和夾具之間進行了一些調(diào)整，因此中心孔不易使用，并且隨著脈沖的旋轉，振動磨損會減少，從而確保了對脈沖磨損的要求和使用壽命。這兩套頂蓋適合批量生產(chǎn)，并且可以使用沖壓工藝。鉚釘先制成，然后通過鉚釘或軸承螺釘連接：首先，材料的選擇確保其強度，材料的選擇需要簡單，成本低，加工精度高，生產(chǎn)效率高。但是，由于使用研磨工具，它不適用于小批量生產(chǎn)。設計和制造產(chǎn)品的成本非常昂貴，包括以下材料，形狀，鉆頭等?？梢允褂门鷾实牟襟E減少。4.6鋼絲繩的設計根據(jù)機械設計手冊，鋼絲繩的標稱直徑(41)中心C為Chorener，S為最大靜載荷選擇系數(shù)的計算公式為：(42)式中n為安全系數(shù)，k為折斷系數(shù)，為鋼絲繩的充滿系數(shù)其中的算法為初選鋼絲繩的抗拉強度為167MP，取安全系數(shù)值為6級，k=0.82,=0.46代入公式的c=0.110根據(jù)手冊c取0.114代入其中=1300N計算出的d=2.9圓的d=3，選定的鋼絲繩標記為“鋼芯鋼絲繩”（GB/t8918-1998），3nat6k21sIVR1678Z5.39，鋼絲繩直徑3mm，安裝在脈沖脈沖交叉中第一節(jié)的距離僅為2毫米，單側間隙為1毫米。4.7其他零件的設計海綿護罩，枕頭，靠墊等所有部件。它們是在工廠制造的。設計尺寸要求不太高。如果黑色枕頭和螺釘或螺栓在訓練過程中感覺舒適，則可以正常工作。鋼絲繩的長度由安裝支架確定。4.8標準件的選定及校核此設計中使用了許多標準組件。選擇標準零件時，此設計中使用的標準零件包括：軸承，螺栓，螺釘，墊圈，球螺母等等。4.8.1螺栓連接的選定及校核立柱與底座的聯(lián)結采用M12的螺栓連接，螺栓的材料為Q235，=235MP，在實際中Fa（max）=15KN，則(43)其中，30mm，所以立柱取M12的是完全符合標準的。4.8.2軸承的選定及校核選擇三種不同的變體以獲得完美的方式：扁平部分，小軸部分和大軸部分。由于同時將8個托盤放置在彈簧中，因此承載能力較小，因此無需檢查。小軸鏈軸與小軸鏈軸相同。因此，有必要檢查主鏈上的懸掛情況。根據(jù)設計指南，模型的深度為6008厘米（GB/T276-1994）該值在0.99之前，取決于自由徑向函數(shù)中的壓力時間（FR=750N）。根據(jù)表13-9，查得可靠度為0.99時的壽命修正系數(shù)=0.22，相應的基本額定壽命為(44)軸承應具有的基本額定動載荷為(45)