多功能跑步机设计方案

多功能跑步机设计方案内容摘要：

边划手。 轴的结构设计主要根据以下几个方面： 轴上零件的配置；轴上零件的固定；轴上零件的装拆；轴的加工工艺性。 轴上零件的固定可分为两个方向： 周向固定：传递扭矩和运动。 采用过盈配合（轴承内圈）、 轴向固定：防止零件在运转时产生轴向移动。 采用圆螺母 图 51 滚筒结构 . 强度计算 由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用上式时，应取 T=0。 由于是固定心轴，考虑启动，停止等影响，弯矩在轴截面上所 引起的应力可视为脉动循环变应力。 所以 固定心轴的许用应力应为 [σ 1]。 最大弯矩 M=*300= 抗弯截面系数 W=∏ *d4/64 =[*()4/64]=2*108 强度 =M/W=81/(∏ *d4/64)=81/2*108=40MPa 材料采用 45 号调质钢许用弯应力为 102MP 40〈 102 则通过设计能承受足够的工作强度。 19 . 滚筒要求 主动滚筒的外圆全跳动小于 ，从动滚筒的外圆全跳动小于。 滚筒均采用 壁厚的优质钢 管，光洁度达到 以下。 滚筒均有防静电处理。 滚筒外部经防锈处理。 图 52 前滚筒 20 图 53 后滚筒 小结 滚筒要求做 动平衡 调节 、 动平衡精度高， 噪音低。 图 54 滚筒的动平衡调节 第 6章 跑步板及跑步带设计 . 跑步板 电动跑步机的跑步板，它由基板以及覆盖在基板上或上下两个表面的导电耐磨层构成。 导电耐磨层既可长期承受跑步带的摩擦，使用寿命高；又可随时将摩擦产生的静电 荷通过底座导出，避免静电对人体的不舒感和对跑步机造成的损害。 基板由高密度 21 或中密度纤维板制作，也可由其它材料制作。 使用高密度或中密度纤维板时，强度较高、重量较轻，成本较低，效果较好， 本身也提供一部份的吸震功能， 导电耐磨层可以在基板上喷涂导电耐磨涂料固化制成，也可以在基板上复合耐磨金属板制成。 导电耐磨涂料层工艺较简单，成本也较低。 复合耐磨金属板则更牢固。 复合耐磨金属板为复合铜板时效果更好，更耐磨。 . 跑步带 跑带要求双层粘合跑带，具有高传导性， 跑步带国际防滑型，运动时安全可靠 跑步 机 ， 其实 就是 提供 一 个 跑步 的 面 积 ， 所以 绝对 要在乎跑步 带 面 积 的大小，左右 宽 度及前 后长 度都要 够 ， 否则无 法自然 迈开 步伐，跑起來 弯 扭不 顺畅 ，更容易跌倒。 根据 人 体运动 工 学 推算， 45cm 宽 X130cm 长 ， 应 是一 个 合宜的 参 考面 积 ，然 后 再依 个人的 实际条 件做 增减。 有不少 厂商 生 产 加 码 跑步 机 ，跑台加 宽 ，左右踏 条 增大，以营 造物超所值得 虚 胖假象，但最重要的跑步 带 面 积并没 增加；所以 焦点 要放在跑步 带面 积 上。 理论 上來 说 ，在相同的 马力条件 下，如果跑步 机 所能提供的跑步 带 面 积 越大，且整台 实际 的 占 地面 积 越小， 应 是 较佳 的 设计。 . 跑带调整 ： 两个 螺栓 调 整法 图 61 跑带的调整 如果跑 带 偏向左 边 ，先取出 钥匙 ，拔下 电 源 插头。 使用六角 螺母扳 手，以 顺时针方向旋 转 跑台左 后侧 的滾筒 调 整螺栓四分之一 转 ， 还 有以反 时针 方向旋 转 跑台右 后侧的滾筒 调 整螺栓四分之一 转。 勿 过 度 锁紧 跑 带。 完成 后 ，插入跑步 机 的 电 源插 头与钥匙 ， 让 跑 带运转几 分 钟。 重 复 本段 动 作，直到跑帶位在中央位置。 如果跑 带 偏向右 边 ，先取出 钥匙 ，拔下 电 源插 头。 使用六角螺 母扳 手，以反 时针方向旋 转 跑台左 后侧 的滾筒 调整 螺栓四分之一 转 ， 还 有以 顺时针 方向旋 转 跑台右 后侧的滾筒 调 整螺栓四分之一 转。 勿 过 度 锁紧 跑 带。 完成 后 ，插入跑步 机 的 电源 插 头与钥匙， 让 跑 带运转几分钟。 重 复 本段 动 作，直到跑 带 位在中央位置。 22 图 62 跑带左右偏调整方式 要增加跑 带 的 张 力 时 ，先取出 钥匙 ，拔下 电源 插 头。 使用六角螺 母 板手，以 顺时针 方向旋 转 跑台 后侧 的 两个 滾筒 调整 螺栓各四分之一 转。 跑 带张 力 适当时 ， 应该 可以将 跑 带 的任何一 边 移 离 跑台 34。 不能过 度 锁紧 跑 带。 完成 后 ，插入跑步 机 的 电源插 头与钥匙 ， 让 跑 带运转几 分 种。 重复 本段 动 作，直到跑 带张 力 适当为止。 要 减 少跑 带 的 张 力 时 ，先取出 钥匙 ，拔下 电源插头。 使用六角螺 母扳 手，以反 时针 方向旋 转 跑台 后侧 的 两个 滾筒 调整 螺栓各四分之一 转。 跑帶 张 力 适当时 ， 应该 可以将 跑 带 的任何一 边 移 离 跑台 34。 不能过 度 锁紧 跑 带。 完成 后 ，插入跑步 机 的電源插 头与钥匙 ， 让 跑 带运转几 分 钟。 重 复 本段 动 作，直到跑 带张 力 适当为 止。 图 63 跑带张力大小调整方式 . 跑台润滑油的填加 减小跑步带和跑步板之间的摩檫力，保护跑步板表面的耐磨涂层，延长跑带、跑板的使用寿命。 减少跑步机的电能消耗。 让用户在运动时更流畅。 品质要求 ： 耐高温。 黏度高。 不易挥发。 使用方法： 23 掀开左侧跑步带，将润滑油沿跑步带方向倒在跑步板上，控 制用量为 10 ml。 右侧同左侧一样操作方法。 将跑步机通电运转在 3 KM / H 以内，人站上去随着跑步带一起运动，用脚有意识的踏压跑步带下涂有润滑油的区域，使其在跑步板上散布均匀。 使用频率： 6 个月加注 1 次润滑油 注意事项： 不可过量使用，防止摩檫力太小后跑步带和传动滚筒之间打滑影响正常使用。 图 64 跑步板和跑步带 小结 跑步板和跑步带的设计是设计的重点，不光要提供一个宽敞舒适的跑步平台，还得考虑之间的摩擦问题，还有摩擦产生的静电问题，尽量通过细节的设计，提供一个 真正的健康的锻炼平台。 第 7章 避震系统的设计 跑步的 “头等大事 ”就是要保护好膝盖 ———跑步鞋具有缓冲减震的效果就是这个道理。 使用跑步 机 比起在 户 外路跑最大的好 处 是：跑步 机 它提供了避震效果，大量消除每一步伐的反作用 冲击 力，保 护 了膝 盖关节。 跑步 机 的避震方式 采用 具 弹 性的橡胶垫将 跑台和底座框架 垫 隔 开 ，使跑台成 悬 吊 状态 ， 进 而 产 生吸收 震动 的功能而 达 到避震的效果。 因此避震效果是否可以有效的展 现发挥 ，完全得看跑步 机 的基座結 构 是否牢靠 稳 固。 所以采 用 了 足 够牢固 的 钢材规 格， 结构撑 架以焊熔 连接，没有采 用螺栓 ，在基座结构上再加上橡胶垫 和橡胶尾套，使整个基架又对力产生一个缓冲，实现二级 24 缓冲。 本设计中跑步板采用高密度纤维板 ，本身也提供一部份的吸震功能，但厚度至少需有 公分以上，以 确 保在吸震同時，不因 冲击 而 龟裂 ，另外 在使用时 可在跑步机 的支 撑点 下，加 铺 具 有弹 性的 铺垫 ，以增加避 震 效果。 现在高级跑步机的最大卖点之一就是避震系统，所以设计和改进跑步机避震系统首当其冲，是设计思路和技术攻克的重点。 “ 太空 ” 牌跑步机 减震系统 设计相当 敏感，站上跑步板，它会自动测出你的体重，根据数据，机器自动调整适合你的减震指数，避免膝盖受伤。 健身器目的是锻炼身体，好 的避震系统是跑步机的保障，如果没有对力的多重缓冲，跑步机就成为了跑步的隐型杀手，在不自觉中会损伤关节，而设计独特的 避震系统 能给锻炼者 带来草地般舒适感觉，使在跑步机上的运动真正成为一种享受。 图 71 支架减震 图 72 底座减震 小结 减震系统的设计 ， 是电动跑步机的必需，减震系统的设计和考虑程度决定着所设 25 计跑步机的档次。 高档跑步机可以根据体重自动调节减震系数。 第 8章 多功能设计 . 扭腰盘设计 26 图 81 扭腰盘 【特点】： ①采用 ABS 塑料 +磁铁制成， 抗冲击强度高，密度小，便于运输，完全可以替代铸件，表面光洁度好，不用喷涂，可节省费用 35 元，重量仅是铸件的 1/7，从运费上可节省 6/7，采用此产品综合成本效益可降低 40% 盘面突起直指病理反射区穴位，在扭腰同时进行脚底按摩。 ②附有磁铁，有足疗作用。 ③身体随着转盘扭动，使腰部、跨部得到充分锻炼，瘦腰美腿、保持身材。 ④通过磁疗，把磁波传列到人体，在细胞内发生旋涡状的二次电流，排除多余脂肪及毒素。 ⑤增强血液循环，健美强身两不误。 . 连接结构设计 设计直径为 250mm，通过长杆与支架 相连 ，用时把铁销把出，旋转放在皮带上方，即可使用，锻炼完毕旋转折叠，插上铁销，则扭腰盘依附与支架上，可以进行别的项目的锻炼。 27 图 82 扭腰盘支架 . 旋转结构设计 此扭腰盘选用单向推力轴承和深沟球轴承配合完成对轴转动的的支撑。 单向推力轴承计算： 轴承类型： 单向推力球轴承 (50000)，轴承代号： 51104 轴承参数：轴承内径： 20，轴承外径： 35，轴承宽度： 10，额定动载荷： 11000，额定静载荷： 19800， 极限转速： 6700，润滑方式：脂润滑 工作参数 ：径向载荷： 0，轴向载荷： 1000，使用寿命： 3000，工作转速： 20，载荷系数： 计算结果：当量动载荷： ，当量静载荷： ，计算寿命： 833350 深沟球轴承只是简单起个轴向固定和保持轴位置的固定的作用。 图 83 扭腰盘旋转机构 28 图 84 扭腰盘折叠图 . 仰卧起坐架的设计 根据美国医疗协会报导 ,做仰卧起坐对人体新陈代谢 有绝对的帮助 ,其可增进肺部运动量因而提升免疫力。 此设计结构简单，与支架焊接在一起， 平稳坚固、使用 简单 ，属于很大众化的设计，对 强化胸部、腰部大小肌肉 ， 消除腹部赘肉最有效 ，在锻炼中与跑步配合，使跑步机不再成为乏味的单一运动器械，而且结构位置丝毫不影响跑步带锻炼。 */ 29 图 85 仰卧起坐架 小结 多功能的设计表现在两方面，一个是通过程序的设计，设计不同的模式使锻炼者可以进行不同程度的锻炼，另一个是添加附属器件，比如此设计中扭腰盘和仰卧起坐架，但是不是功能越多越好，必须考虑彼此不影响，保证锻炼的准确性。 30 第 9章 使用和维护 . 跑步机的维护与保养 在您第一次或定期使用 本电动跑步机时，请用润滑剂涂在跑步带的内表面，以减少相互间的磨擦阻力，减轻电动机的负荷。 经常在跑步机的各部位用干净的抹布清洁，除灰尘，以维护各零件正常运转的性能。 定期地使用一滴或二滴润滑油在辊轴轴承上，以保证轴承较好的滚动性能。 定期地检查跑步机的各个螺钉、螺栓及螺帽，若有松动，请立即用工具锁紧固定。 . 如何使用跑步机 1 在练习跑步机之前，准备活动比较简单，主要做一些腿部肌肉、关节的准备活动就可以了，比如侧压腿、活动脚腕等。 2 如果想要跑步机练习变得活跃、丰富起来，可以将跑步机放 置在电视机前，一边看自己喜欢的电视节目一边练习，或在练习时一边听自己喜欢的音乐一边练习也可以，但大部分的注意力一定要放在跑步机上还可以让家人配合，在练习时经常给自己大声地鼓励，这样可以很好地活跃练习时的气氛。 3．其他注意细节： （１）即使在家中练习跑步机，也要穿运动装和运动鞋进行练习，不要光脚练习。 （２）在练习的过程中，最好每１５分钟就补充一定的水分，但不可太多。 （３）不要在跑步机上进行倒走练习。 （４）训练次数每周不要超。