【正文】 。傳動(dòng)中心可調(diào)時(shí)，采用滑軌+螺旋或者浮動(dòng)軸。.表31張緊裝置本跑步機(jī)中心距是可調(diào)的：a=a0+(Le Le0)/2==則a1= a2=，則通過(guò)螺栓的前后移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)帶的調(diào)緊和放松。小結(jié) 多楔帶適于傳遞功率較大而又要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合，特別能適應(yīng)帶輪直徑小的傳動(dòng)。第4章 外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 基架的設(shè)計(jì)為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和減震系統(tǒng)的有效性，基架全部采用焊接結(jié)構(gòu)?；艿脑O(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是其他設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)。支架，滾筒的選擇，以及前后ABS塑料罩等等，都是依據(jù)基架的尺寸和形狀設(shè)計(jì)的，所以設(shè)計(jì)開(kāi)始首先考慮基架的設(shè)計(jì)，進(jìn)行樣式，結(jié)構(gòu)，還有尺寸的確定。主要是通過(guò)調(diào)研，看現(xiàn)有市場(chǎng)上的跑步機(jī)的基架結(jié)構(gòu)的流行設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自己產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，少走彎路，緊跟市場(chǎng)，在尺寸的確定方面參考了人體運(yùn)動(dòng)工學(xué)推算，45cm寬X130cm跑帶面積，以此保證給人以足夠的運(yùn)動(dòng)面積，為主要數(shù)據(jù)展開(kāi)對(duì)基架的設(shè)計(jì)，再考慮電機(jī)的尺寸，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)的中心距離，電機(jī)的安裝，前后滾筒的位置，PWM調(diào)速電源的安裝位置，以及傳感器安裝位置的預(yù)留等等，設(shè)計(jì)了上圖的基架，在設(shè)計(jì)中特意將兩邊框設(shè)計(jì)了足夠的寬度，以此為鍛煉過(guò)程中短暫的休息提供兩腳踩放的位置，另外也為萬(wàn)一跑步機(jī)失靈發(fā)生意外，人可快速兩腳分開(kāi)脫離旋轉(zhuǎn)的跑帶，提供足夠的安全踩放位置。圖41 基架. 支架的設(shè)計(jì)支架設(shè)計(jì)分為上下兩部分通過(guò)插拔的形式安裝和拆卸，目的是包裝時(shí)節(jié)省空間，材料采用空心鋼管，連接為焊接，保證穩(wěn)定性。支架包括扶手，儀表安裝輔助支架，扭腰盤(pán)連接處等，仰臥起坐架直接焊接于輔助連桿上。與基架的連接采用螺栓連接，方便位置的調(diào)整和拆裝。底部安有橡膠墊和尾套，保證平衡，最重要的是實(shí)現(xiàn)減震的二級(jí)緩沖。圖 42 上支架圖 43 下支架圖44 總支架. 前后罩旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須與執(zhí)行機(jī)構(gòu)隔離，保證安全性，同時(shí)為了技術(shù)保護(hù)和美觀，前后罩使用ABS塑料，美觀，有質(zhì)感，能起到有效的防護(hù)作用。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為基架，通過(guò)螺釘與基架連接，方便安裝和維護(hù)維修。圖 45 前罩圖 46 后蓋小結(jié) 整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)用美國(guó)SOLIDWORKS公司的SOLIDWORKS進(jìn)行三維的實(shí)體設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化和設(shè)計(jì)化，可以把工作的精力都放在設(shè)計(jì)上而不是復(fù)雜的制圖上。第5章 前后滾筒. 軸承的計(jì)算軸承類型：深溝球軸承，軸承代號(hào)：6301 軸承參數(shù)：軸承內(nèi)徑：12，軸承外徑：37，軸承寬度：12，額定動(dòng)載荷：7480，額定靜載荷：4650，極限轉(zhuǎn)速：22000， 潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑。工作參數(shù)：徑向載荷：，軸向載荷：0，使用壽命：30000，工作轉(zhuǎn)速：，載荷系數(shù)：。計(jì)算結(jié)果：當(dāng)量動(dòng)載荷：當(dāng)量靜載荷： 計(jì)算壽命：16950. 軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)滾筒軸屬于固定心軸——只承受彎矩M≠0；不承受扭矩T=0；軸的毛坯一般用圓鋼或鍛件。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 軸與軸上零件應(yīng)具有準(zhǔn)確的工作位置——定位要求 軸上零件應(yīng)易于裝拆和調(diào)整——安裝調(diào)整要求 軸上零件的固定應(yīng)牢固可靠——緊固要求 軸應(yīng)具有良好的制造工藝性——工藝要求 應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中——提高疲勞強(qiáng)度的要求軸的各部分結(jié)構(gòu)名稱制造安裝要求——為便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯軸。——為使軸上零件易于安裝，軸端和各軸段的端部應(yīng)有導(dǎo)角——軸的形狀和尺寸力求簡(jiǎn)單，以便于加工——軸上磨削的軸段有砂輪越程槽；需車制螺紋的軸段，應(yīng)有推刀槽；軸的材料軸常在交變應(yīng)力的作用下工作，其材料的要求是：強(qiáng)度高、剛度好、應(yīng)力集中的敏感度小，抗疲勞，加工性能好，有的軸表面要求也較高。軸的材料主要采用中碳鋼35或45鋼和合金鋼20Cr或40Cr等。最常用的是45鋼（％），它具有較高的綜合機(jī)械性能。此設(shè)計(jì)采用45鋼。軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：使軸具有合理的結(jié)構(gòu)形狀，良好的加工工藝性。 強(qiáng)度計(jì)算：保證軸在載荷作用下不致斷裂或產(chǎn)生過(guò)大的變形。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的端部應(yīng)有45度倒角，以便安裝時(shí)對(duì)中，防止銳邊劃手。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要根據(jù)以下幾個(gè)方面： 軸上零件的配置；軸上零件的固定；軸上零件的裝拆；軸的加工工藝性。軸上零件的固定可分為兩個(gè)方向：周向固定：傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)。采用過(guò)盈配合（軸承內(nèi)圈）、軸向固定：防止零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。采用圓螺母圖51 滾筒結(jié)構(gòu). 強(qiáng)度計(jì)算 由于心軸工作時(shí)只承受彎矩而不承受扭矩，所以在應(yīng)用上式時(shí)，應(yīng)取T=0。由于是固定心軸，考慮啟動(dòng)，停止等影響，彎矩在軸截面上所引起的應(yīng)力可視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。所以[σ1] 。最大彎矩M=*300=抗彎截面系數(shù)W=∏*d4/64 =[*()4/64]=2*108 強(qiáng)度=M/W=81/(∏*d4/64)=81/2*108=40MPa材料采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼許用彎應(yīng)力為102MP 40〈102則通過(guò)設(shè)計(jì)能承受足夠的工作強(qiáng)度。. 滾筒要求。滾筒均有防靜電處理。滾筒外部經(jīng)防銹處理。圖52 前滾筒 圖 53 后滾筒小結(jié)滾筒要求做動(dòng)平衡調(diào)節(jié)、動(dòng)平衡精度高，噪音低。圖54 滾筒的動(dòng)平衡調(diào)節(jié)第6章 跑步板及跑步帶設(shè)計(jì). 跑步板電動(dòng)跑步機(jī)的跑步板，它由基板以及覆蓋在基板上或上下兩個(gè)表面的導(dǎo)電耐磨層構(gòu)成。導(dǎo)電耐磨層既可長(zhǎng)期承受跑步帶的摩擦，使用壽命高；又可隨時(shí)將摩擦產(chǎn)生的靜電荷通過(guò)底座導(dǎo)出，避免靜電對(duì)人體的不舒感和對(duì)跑步機(jī)造成的損害。基板由高密度或中密度纖維板制作，也可由其它材料制作。使用高密度或中密度纖維板時(shí)，強(qiáng)度較高、重量較輕，成本較低，效果較好，本身也提供一部份的吸震功能，導(dǎo)電耐磨層可以在基板上噴涂導(dǎo)電耐磨涂料固化制成，也可以在基板上復(fù)合耐磨金屬板制成。導(dǎo)電耐磨涂料層工藝較簡(jiǎn)單，成本也較低。復(fù)合耐磨金屬板則更牢固。復(fù)合耐磨金屬板為復(fù)合銅板時(shí)效果更好，更耐磨。. 跑步帶跑帶要求雙層粘合跑帶，具有高傳導(dǎo)性，跑步帶國(guó)際防滑型，運(yùn)動(dòng)時(shí)安全可靠跑步機(jī)，其實(shí)就是提供一個(gè)跑步的面積，所以絕對(duì)要在乎跑步帶面積的大小，左右寬度及前后長(zhǎng)度都要夠，否則無(wú)法自然邁開(kāi)步伐，跑起來(lái)彎扭不順暢，更容易跌倒。根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)工學(xué)推算，45cm寬X130cm長(zhǎng)，應(yīng)是一個(gè)合宜的參考面積，然后再依個(gè)人的實(shí)際條件做增減。有不少?gòu)S商生產(chǎn)加碼跑步機(jī)，跑臺(tái)加寬，左右踏條增大，以營(yíng)造物超所值得虛胖假象，但最重要的跑步帶面積并沒(méi)增加；所以焦點(diǎn)要放在跑步帶面積上。理論上來(lái)說(shuō)，在相同的馬力條件下，如果跑步機(jī)所能提供的跑步帶面積越大，且整臺(tái)實(shí)際的占地面積越小，應(yīng)是較佳的設(shè)計(jì)。. 跑帶調(diào)整：兩個(gè)螺栓調(diào)整法圖61 跑帶的調(diào)整如果跑帶偏向左邊，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)左后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)，還有以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶位在中央位置。如果跑帶偏向右邊，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)左后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)，還有以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)右后側(cè)的滾筒調(diào)整螺栓四分之一轉(zhuǎn)。勿過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶位在中央位置。圖62 跑帶左右偏調(diào)整方式要增加跑帶的張力時(shí)，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母板手，以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)后側(cè)的兩個(gè)滾筒調(diào)整螺栓各四分之一轉(zhuǎn)。跑帶張力適當(dāng)時(shí)，應(yīng)該可以將跑帶的任何一邊移離跑臺(tái)34。不能過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分種。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶張力適當(dāng)為止。要減少跑帶的張力時(shí)，先取出鑰匙，拔下電源插頭。使用六角螺母扳手，以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)跑臺(tái)后側(cè)的兩個(gè)滾筒調(diào)整螺栓各四分之一轉(zhuǎn)。跑帶張力適當(dāng)時(shí)，應(yīng)該可以將跑帶的任何一邊移離跑臺(tái)34。不能過(guò)度鎖緊跑帶。完成后，插入跑步機(jī)的電源插頭與鑰匙，讓跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。重復(fù)本段動(dòng)作，直到跑帶張力適當(dāng)為止。圖 63 跑帶張力大小調(diào)整方式. 跑臺(tái)潤(rùn)滑油的填加減小跑步帶和跑步板之間的摩檫力，保護(hù)跑步板表面的耐磨涂層，延長(zhǎng)跑帶、跑板的使用壽命。減少跑步機(jī)的電能消耗。讓用戶在運(yùn)動(dòng)時(shí)更流暢。品質(zhì)要求：耐高溫。黏度高。不易揮發(fā)。使用方法：掀開(kāi)左側(cè)跑步帶，將潤(rùn)滑油沿跑步帶方向倒在跑步板上，控制用量為 10 ml。右側(cè)同左側(cè)一樣操作方法。將跑步機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)在3 KM / H以內(nèi)，人站上去隨著跑步帶一起運(yùn)動(dòng)，用腳有意識(shí)的踏壓跑步帶下涂有潤(rùn)滑油的區(qū)域，使其在跑步板上散布均勻。使用頻率：6個(gè)月加注1次潤(rùn)滑油注意事項(xiàng)：不可過(guò)量使用，防止摩檫力太小后跑步帶和傳動(dòng)滾筒之間打滑影響正常使用。圖 64 跑步板和跑步帶小結(jié) 跑步板和跑步帶的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，不光要提供一個(gè)寬敞舒適的跑步平臺(tái)，還得考慮之間的摩擦問(wèn)題，還有摩擦產(chǎn)生的靜電問(wèn)題，盡量通過(guò)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，提供一個(gè)真正的健康的鍛煉平臺(tái)。第7章 避震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)跑步的“頭等大事”就是要保護(hù)好膝蓋———跑步鞋具有緩沖減震的效果就是這個(gè)道理。使用跑步機(jī)比起在戶外路跑最大的好處是：跑步機(jī)它提供了避震效果，大量消除每一步伐的反作用沖擊力，保護(hù)了膝蓋關(guān)節(jié)。跑步機(jī)的避震方式采用具彈性的橡膠墊將跑臺(tái)和底座框架墊隔開(kāi)，使跑臺(tái)成懸吊狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生吸收震動(dòng)的功能而達(dá)到避震的效果。因此避震效果是否可以有效的展現(xiàn)發(fā)揮，完全得看跑步機(jī)的基座結(jié)構(gòu)是否牢靠穩(wěn)固。所以采用了足夠牢固的鋼材規(guī)格，結(jié)構(gòu)撐架以焊熔連接，沒(méi)有采用螺栓，在基座結(jié)構(gòu)上再加上橡膠墊和橡膠尾套，使整個(gè)基架又對(duì)力產(chǎn)生一個(gè)緩沖，實(shí)現(xiàn)二級(jí)緩沖！本設(shè)計(jì)中跑步板采用高密度纖維板，本身也提供一部份的吸震功能，以確保在吸震同時(shí)，不因沖擊而龜裂，另外在使用時(shí)可在跑步機(jī)的支撐點(diǎn)下，加鋪具有彈性的鋪墊，以增加避震效果?，F(xiàn)在高級(jí)跑步機(jī)的最大賣點(diǎn)之一就是避震系統(tǒng)，所以設(shè)計(jì)和改進(jìn)跑步機(jī)避震系統(tǒng)首當(dāng)其沖，是設(shè)計(jì)思路和技術(shù)攻克的重點(diǎn)?！疤铡迸婆懿綑C(jī)減震系統(tǒng)設(shè)計(jì)相當(dāng)敏感，站上跑步板，它會(huì)自動(dòng)測(cè)出你的體重，根據(jù)數(shù)據(jù)，機(jī)器自動(dòng)調(diào)整適合你的減震指數(shù)，避免膝蓋受傷。健身器目的是鍛煉身體，好的避震系統(tǒng)是跑步機(jī)的保障，如果沒(méi)有對(duì)力的多重緩沖，跑步機(jī)就成為了跑步的隱型殺手，在不自覺(jué)中會(huì)損傷關(guān)節(jié)，而設(shè)計(jì)獨(dú)特的避震系統(tǒng)能給鍛煉者帶來(lái)草地般舒適感覺(jué)，使在跑步機(jī)上的運(yùn)動(dòng)真正成為一種享受。圖71支架減震圖72 底座減震小結(jié) 減震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是電動(dòng)跑步機(jī)的必需，減震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和考慮程度決定著所設(shè)計(jì)跑步機(jī)的檔次。高檔跑步機(jī)可以根據(jù)體重自動(dòng)調(diào)節(jié)減震系數(shù)。第8章 多功能設(shè)計(jì). 扭腰盤(pán)設(shè)計(jì) 圖 81 扭腰盤(pán)【特點(diǎn)】：①采用 ABS塑料+磁鐵制成，抗沖擊強(qiáng)度高，密度小，便于運(yùn)輸，完全可以替代鑄件，表面光潔度好，不用噴涂，可節(jié)省費(fèi)用35元，重量?jī)H是鑄件的1/7，從運(yùn)費(fèi)上可節(jié)省6/7，采用此產(chǎn)品綜合成本效益可降低40%盤(pán)面突起直指病理反射區(qū)穴位，在扭腰同時(shí)進(jìn)行腳底按摩。②附有磁鐵，有足療作用。③身體隨著轉(zhuǎn)盤(pán)扭動(dòng)，使腰部、跨部得到充分鍛煉，瘦腰美腿、保持身材。④通過(guò)磁療，把磁波傳列到人體，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生旋渦狀的二次電流，排除多余脂肪及毒素。⑤增強(qiáng)血液循環(huán)，健美強(qiáng)身兩不誤。. 連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)直徑為250mm，通過(guò)長(zhǎng)桿與支架相連 ，用時(shí)把鐵銷把出，旋轉(zhuǎn)放在皮帶上方，即可使用，鍛煉完畢旋轉(zhuǎn)折疊，插上鐵銷，則扭腰盤(pán)依附與支架上，可以進(jìn)行別的項(xiàng)目的鍛煉。圖82 扭腰盤(pán)支架. 旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此扭腰盤(pán)選用單向推力軸承和深溝球軸承配合完成對(duì)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的的支撐。單向推力軸承計(jì)算：軸承類型： 單向推力球軸承(50000)，軸承代號(hào)： 51104 軸承參數(shù)：軸承內(nèi)徑：20，軸承外徑：35，軸承寬度：10，額定動(dòng)載荷：11000，額定靜載荷：19800， 極限轉(zhuǎn)速：6700，潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑工作參數(shù)：徑向載荷：0，軸向載荷：1000，使用壽命：3000，工作轉(zhuǎn)速：20，載荷系數(shù)：計(jì)算結(jié)果：當(dāng)量動(dòng)載荷：，當(dāng)量靜載荷：，計(jì)算壽命：833350深溝球軸承只是簡(jiǎn)單起個(gè)軸向固定和保持軸位置的固定的作用。圖83 扭腰盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖84 扭腰盤(pán)折疊圖. 仰臥起坐架的設(shè)計(jì)根據(jù)美國(guó)醫(yī)療協(xié)會(huì)報(bào)導(dǎo),做仰臥起坐對(duì)人體新陳代謝 有絕對(duì)的幫助,其可增進(jìn)肺部運(yùn)動(dòng)量因而提升免疫力。此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與支架焊接在一起，平穩(wěn)堅(jiān)固、使用簡(jiǎn)單，屬于很大眾化的設(shè)計(jì)，對(duì)強(qiáng)化胸部、腰部大小肌