【正文】 — 液壓缸與水平面的交角； ?52?? P—— 油缸最大推力； P=1500N ? ?? ?0 1 2 1 2 1 22 2? ? ?△ △ l lal Gl lpl Cos ? ? ?52131 5 0 02 2 5 013472 2 8 9 2 C o s?? ????? ???? ?? ? 液壓缸最大撓度?max的計(jì)算 根據(jù)J J2 15?，l l1 2?時的最大撓度值計(jì)算公式可得： ? ?ma x ????? ??? ?01122 1 2lKtKt l l 式中： 3611m a x1 1300 ??????? JEPK 3621m a x2 1300 ??????? JEPK ? ? ? ? 3111 ??????? ?tglKtgt ? ? ? ? 3222 ??????? ?tglKtgt 3311 ?? ????tK 便攜式踏步機(jī)結(jié)構(gòu)與加工工藝設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 45 頁 3322 ?? ????tK 2122110m a xlltKtK ????????? ?? ?? ? ? 33 ?????? ?? cmx ?? 活塞桿強(qiáng)度校核 活塞桿在軸向壓縮載荷和液壓缸自重作用下，最大撓度處? ?X l?1截面上的合成應(yīng)力為： ? ??? ? ?PA P max 式中： P—— 活塞桿最大推力； NP 1500? ?max—— 液壓缸最大撓度值； ax ?? ?—— 活塞桿斷面模數(shù)； ? ? ? ? 82432 4444 ?? ????? ??? D dD ? ??? ? ?PA P max 3 0 2 2 5 0 0 ??? Pa151? 活塞桿采用 45＃鋼， 2/3000 cmgS ?? 安全系數(shù) n S? ? ??? 30001510 198. 因此，由上述計(jì)算可知液壓缸的設(shè)計(jì)滿足安全系數(shù)的要求。緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定，其他裝置則必不可少。結(jié)合整個踏步機(jī)的整體布局，滑輪屬于臥式半懸空，所以重量不能過大。得當(dāng)其中的一組液壓與支撐桿機(jī)構(gòu)的踏板支撐桿（踏桿）被使用者踩下時，必須先使繩索拉緊后才會將另外的一組踏步與支撐桿機(jī)構(gòu)的踏板支撐桿（踏桿）拉起，所以使得兩踏板的動作行程變長，進(jìn)而可依使用者的身材或習(xí)慣來加以調(diào)整動行程。由此可以得到，臥式踏步機(jī)符合人體的運(yùn)動學(xué)，使用后不會產(chǎn)生不良的反效果。 從上述兩方面考慮，方案 三 ， 滑輪 機(jī)構(gòu)為最佳方案。踏步機(jī)左右踏 板通過鋼絲繩連接，鋼絲繩繞在一個固定的滑輪上，當(dāng)左邊踏板被踩下時，左踏板給鋼絲繩一個拉力，導(dǎo)致左便攜式踏步機(jī)結(jié)構(gòu)與加工工藝設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 45 頁 邊鋼絲繩縮短，右邊鋼絲繩伸長，左邊的拉力傳遞到右邊，對右邊踏板產(chǎn)生一個斜向下的拉力，導(dǎo)致右踏板斜向上運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)踏步的功能。因此，踏步機(jī) 傳動機(jī)構(gòu) 的 創(chuàng)新改良 設(shè)計(jì)成為 了當(dāng)務(wù)之急。 綜上所述，踏步機(jī)踏桿的初步設(shè)計(jì)就成型了。如圖 38 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 共 45 頁 圖 38 踏板尺寸圖 踏步機(jī)踏桿的設(shè)計(jì) 踏步機(jī)踏桿（也叫踏步機(jī)支撐桿）， 是作為支撐整個人體重量的關(guān)鍵部件 。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 共 45 頁 圖 36 查取數(shù)據(jù)可得： 身高 H :1754mm 前臂長 L2: 253mm 上臂長 L1: 333mm 大腿長 L3: 496mm 小腿長 L4: 396mm 腳掌長： 250mm 腳掌寬： 100mm 綜合上述數(shù)據(jù)可以就可以設(shè)計(jì)出踏步機(jī)的大概基本尺寸。 在踏板上考慮了人體的美學(xué)以及舒適性，設(shè)計(jì)了防滑的裝置 。 循環(huán)階梯式踏步機(jī)主要是讓使用者做類似于爬樓梯的訓(xùn)練運(yùn)動，此類踏步機(jī)工作原理的特征主要是在構(gòu)型上擁有若干環(huán)接的階梯，當(dāng)使用者踩踏在踏板上時，利用重心帶動踏板，如此可以讓使用者真正地做爬樓梯的運(yùn)動，但是整體構(gòu)型相 對于其他類別要來的大，因此較不適合在空間不大的家庭使用， 不過此類最大的特色是作爬梯運(yùn)動時，抬起的一腳會與踏板分開，因此可以真正模擬爬樓梯運(yùn)動，此類踏步機(jī)可供專業(yè)的健身訓(xùn)練使用，缺點(diǎn)是循環(huán)階梯式踏步機(jī)不同于前述幾款，它是屬于重?fù)舴绞降牟忍み\(yùn)動，因此對于機(jī)械零件會有輸送帶型、凸輪型等二型。 缺點(diǎn)：沒有缺點(diǎn)。當(dāng)人們在經(jīng)行鍛煉身體的時候，可以模仿腿部攀爬樓梯的運(yùn)動，從而達(dá)到鍛煉身體，有氧運(yùn)動的目的。且扶手處結(jié)構(gòu)簡單，沒有可伸縮性。 缺點(diǎn)：因?yàn)樽鵁o法充分鍛煉到身體不太適合大眾。然后 根據(jù)踏步機(jī)結(jié)構(gòu)的不同，可以分為兩大類材料，中碳鋼，踏步機(jī)的主體結(jié)構(gòu)（扶手、連桿、底座、 踏桿 、 活塞桿 ）主要用中碳鋼制造，由于中碳鋼材料具有較好的強(qiáng)度、剛度、塑性、韌性等特性，這些都能夠滿足踏步機(jī)踏步的需求。包括 純金屬 、合金、金屬材料 金屬間化合物 和特種金屬材料等。它可以調(diào)節(jié)人的心情，促進(jìn)血液循環(huán)，增強(qiáng)心肺功能，發(fā)展肌肉力量，保持體型健美。采用液壓油桿連接踏板與底座，通過液壓油桿提供緩沖力，能夠很好的消除運(yùn) 動過程中產(chǎn)生的噪音。 絕 大多數(shù) 的 企華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 45 頁 業(yè) 缺乏自主研發(fā) 能力。除了具有燃燒熱量、跑步機(jī)什么牌子的好提高心率和有氧呼吸能力以外，踏步機(jī)還能夠幫助健身者對小腿、腿腱、股四頭肌和臀部肌肉進(jìn)行塑型。 SHSS、艾威 Icon、雙超不過， 體形較胖的人或者身體較為瘦弱的人剛開始接觸踏步機(jī)的時候可能會出現(xiàn)疲勞。經(jīng)常進(jìn)行重復(fù)的踏步運(yùn)動容易使人產(chǎn)生厭倦，因此， 該設(shè)計(jì) 使踏步機(jī)的功能多樣化。 20xx 屆 華北科技學(xué)院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 便攜式踏步機(jī)結(jié)構(gòu)與加工工藝設(shè)計(jì) 專 題 題 目： 姓 名： 譚辛佑 學(xué) 號： 20xx02024313 專業(yè)班級： 機(jī)制 B123 班 院 部： 機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 韓紅利 20xx 年 6 月 14 日 摘 要 踏步機(jī) （ stair steppers） ,是一種 常見 的 健身器材，同時又是最具 有 實(shí)用性 的健身器 材 。 同時， 增加了踏步機(jī)的以下功能 ： 由于踏步機(jī) 運(yùn)動的單一性。 踏步機(jī)通過模仿健身者反復(fù)不斷的攀爬樓梯的動作，從而達(dá)到鍛煉腿部肌肉，臀部肌肉以及腰部肌肉的效果 ，既能增強(qiáng)心血管系統(tǒng)的功能，又能充分鍛煉大腿和小腿肌肉。 在眾多的踏步機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)假中，比較優(yōu)秀的 品牌有愛康 好家庭、三和松石 當(dāng)您一只腳踩下踏板時，另外一只腳下的踏板就會升起。 踏步機(jī) 生產(chǎn) 工藝技術(shù) 車間設(shè)備落后， 管理人員的 組織協(xié)調(diào)能力 不足 。 踏步機(jī)工作時有噪音。千百年來， 踏步運(yùn)動一直受到人們的喜愛，踏步是最簡單、最方便且最有效的有氧鍛煉方式之一。 從踏步機(jī)功能的角度來看，以下來逐一分析能夠同時滿足上述條件的工程材料： 金屬材料： 金屬材料是指 金屬元素 或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。 踏步機(jī)材料的選擇 通過對以上材料的考察研究，并且充 分考慮到 踏步機(jī)材料的力學(xué)性能、材料的成本、以及材料的重量等因素 。 其運(yùn)動機(jī)構(gòu)圖如圖 31 所示 ： 圖 31 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 共 45 頁 如圖 32 是方案一的三維建模圖 圖 32 方案一的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：有座位適合輕松節(jié)奏的老年或者兒童。 缺點(diǎn)：拉板拉桿容易產(chǎn)生噪音。中間增加了大人和小孩的扶手并且設(shè)置了調(diào)位空。 便攜式踏步機(jī)結(jié)構(gòu)與加工工藝設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 45 頁 如圖 35，是方案四的三維設(shè)計(jì)圖： 圖 35 方案四 優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：功能完善，適宜人群廣，老少皆宜。由于左右踏板通過機(jī)構(gòu)連接，左踏板斜向下運(yùn)動時，對左邊連桿產(chǎn)生一個拉力，左邊連桿拉動中間的過渡桿，然后過渡桿繞中心軸轉(zhuǎn)動，帶動右邊連桿，右連桿斜向上帶動右邊踏板斜向上運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)踏步機(jī)的踏步功能。其中主要的構(gòu)件有 機(jī)械連桿、電子顯示屏、 軸承 、底座、踏板、活塞桿、活塞缸、扭腰 彈簧 等，電子顯示屏計(jì)時計(jì)數(shù) ,扭腰 機(jī) 同時也可以提供扭腰 鍛煉要不 的功能，能夠滿足健身者 多功能的要求 。 如圖 36所示成年人的人體尺寸。 綜合考慮之下，初步選定踏板尺寸長 250mm,寬 100mm。在踏板上有定位孔，能和踏板相互配合。并且 在使用的過程中 還 產(chǎn)生 了比較 令人煩躁 的噪音。 方案三： 通過機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)踏步機(jī)運(yùn)動的功能。 第三，能消除噪音。在滑輪與液壓桿的配合下，健身者就可以更多的豐富受到鍛煉的 肌肉群，并且猶如于真實(shí)環(huán)境下鍛煉身體。當(dāng)旋轉(zhuǎn)旋鈕將滑輪遠(yuǎn)離兩凸耳方向移動式同時會將繩索拉緊，使得當(dāng)一組液壓與支撐桿機(jī)構(gòu)的踏板支撐桿被踩下時，會隨之將外的寧一組液壓與支撐桿機(jī)構(gòu)的踏板支撐便攜式踏步機(jī)結(jié)構(gòu)與加工工藝設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 45 頁 桿拉起，如此就可以使倆踏板動作行程拉短，當(dāng)旋轉(zhuǎn)旋鈕將滑輪往靠近倆凸耳方向移動時，繩索會變松。所以在設(shè)計(jì)的時候要考慮滑輪材料選擇的強(qiáng)度以及安裝位置。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和 缸蓋 、 活塞 和 活塞桿 、 密封裝置 、緩沖裝置與 排氣裝置 組成。n 便攜式踏步機(jī)結(jié)構(gòu)與加工工藝設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 45 頁 （ I）：液壓缸全伸時 P n EJlK ? ?22 ? ?2446175 ??????? ??? ? 安全系數(shù) 15 00 85m a x ??? PPn KK 所以液壓缸滿足穩(wěn)定性要求。綜合考慮到身高問題以及手臂的長短問題。 初擬定底架設(shè)計(jì)方案如圖： 圖 317 底架尺寸圖 便攜式踏步機(jī)結(jié)構(gòu)與加工工藝設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 45 頁 踏步機(jī)踏桿軸的設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，是軸設(shè)計(jì)的重要步驟。 當(dāng)人們使用踏 步機(jī)進(jìn)行踏步運(yùn)動時