基于人機(jī)工程學(xué)的橢圓機(jī)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-03 22:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ㎜，故BC段軸，=17㎜。③ 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由軸肩高度一般為=（~），因此，取=㎜。④ 取右端DE段軸（類似螺栓頭）=5㎜，=30㎜，其端面具體尺寸如圖22所示。圖22 軸Ⅰ端面尺寸 ⑤ 因?yàn)檩S所裝的位置左右兩擋板的距離為145㎜，擋板厚度為4㎜，所以取軸肩段=5㎜。⑥ 為使軸承所裝位置對(duì)稱以及與其他零件的配合，取=40㎜。（3） ㎜，176。（4） 因?yàn)檩S所裝的位置長度較大，為了保證其穩(wěn)定性應(yīng)選用兩個(gè)軸承?？紤]到軸承的對(duì)稱、軸向的定位、此配合要求的精度不高、軸轉(zhuǎn)速非常小（只是在一個(gè)較小的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)），故兩軸承間套筒的長度=（145+410101010）㎜=109㎜，內(nèi)徑=㎜，外徑=㎜（滿足配合要求）；與擋板配合端套筒的長度=10㎜4㎜=6㎜，內(nèi)徑=㎜，外徑=㎜。 軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）裝配方案，如圖23所示。圖23 軸Ⅱ（2）根據(jù)軸向定位的要求確定各段軸的長度、直徑 ① 為了滿足軸向定位要求，軸Ⅱ應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖形狀，因?yàn)樗纫獫M足軸的需要，又要起到軸向定位的作用。AB軸段制造出有螺紋的形狀，取AB軸段總長=15㎜，非螺紋部分=5㎜，取螺紋部分長度為=10㎜，=M10，176。 ② 選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)檩S承只承受徑向力的作用，故選用深溝球軸承（GB/T 2761994），參照工作要求并根據(jù)=17㎜，由軸承產(chǎn)品目錄中選取軸承代號(hào)6003，其尺寸為=17㎜35㎜10㎜，故BC段軸，=17㎜。③ 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由軸肩高度一般為=（~），因此，取=㎜。④ 取右端DE段軸（類似螺栓頭）=10㎜，=30㎜，其端面具體尺寸如圖24所示。圖24 軸Ⅱ端面尺寸⑤ 因?yàn)檩S所裝的位置左右兩擋板內(nèi)側(cè)間的距離為45㎜，擋板厚度為4㎜，所以取軸肩段=5㎜。⑥ 為使軸承所裝位置對(duì)稱以及與其他零件的配合，故取=（45+81041）=40㎜。（3） ㎜，176。（4） 因?yàn)檩S所裝的位置長度較大，為了保證其穩(wěn)定性應(yīng)選用兩個(gè)軸承?？紤]到軸承的對(duì)稱、軸向的定位、此配合要求的精度不高、軸轉(zhuǎn)速非常?。ㄖ皇窃谝粋€(gè)較小的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)），故兩軸承間套筒的長度=（45+810101010）㎜=13㎜，內(nèi)徑=㎜，外徑=㎜（滿足配合要求）；與擋板配合端套筒的長度=10㎜4㎜=6㎜，內(nèi)徑=㎜，外徑=㎜。 軸Ⅲ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）裝配方案，如圖25所示。圖25 軸Ⅲ（2）根據(jù)軸向定位的要求確定各段軸的長度、直徑 ① 為了滿足軸向定位要求，軸Ⅲ應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖形狀，因?yàn)樗纫獫M足軸的需要，又要起到軸向定位的作用。AB軸段制造出有螺紋的形狀，取AB軸段總長=15㎜，非螺紋部分=5㎜，取螺紋部分長度為=10㎜，=M10，176。 ② 選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)檩S承只承受徑向力的作用，故選用深溝球軸承（GB/T 2761994），參照工作要求并根據(jù)=17㎜，由軸承產(chǎn)品目錄中選取軸承代號(hào)6003，其尺寸為=17㎜35㎜10㎜，故BC段軸，=17㎜。③ 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由軸肩高度一般為=（~），因此，取=㎜。④ 取右端DE段軸（類似螺栓頭）=5㎜，=30㎜，其端面具體尺寸如圖26所示。圖26 軸Ⅲ端面尺寸⑤ 因?yàn)檩S所裝的位置左右兩擋板內(nèi)側(cè)間的距離為96㎜，擋板厚度為4㎜，所以取軸肩段=5㎜。⑥ 為使軸承所裝位置對(duì)稱以及與其他零件的配合，故取=40㎜。（3） ㎜，176。（4） 因?yàn)檩S所裝的位置長度較大，為了保證其穩(wěn)定性應(yīng)選用兩個(gè)軸承?？紤]到軸承的對(duì)稱、軸向的定位、此配合要求的精度不高、軸轉(zhuǎn)速非常小（只是在一個(gè)較小的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)），故兩軸承間套筒的長度=（96+810101010）㎜=64㎜，內(nèi)徑=㎜，外徑=㎜（滿足配合要求）；與擋板配合端套筒的長度=10㎜4㎜=6㎜，內(nèi)徑=㎜，外徑=㎜。 螺母的選擇及其主要尺寸由于軸端的螺紋=M10，考慮其連接和配合固定的要求，選擇Ⅰ型普通六角螺母（GB/T 6170 2000）。其主要尺寸為=M10，材料為鋼，螺紋公差為6H，表面不經(jīng)處理。 橢圓機(jī)的人機(jī)工程設(shè)計(jì) 橢圓機(jī)的簡介及其設(shè)計(jì)要求橢圓機(jī)是利用人站立在踏板上，雙手緊握把柄，身體挺直，通過手臂曲伸及腳踏板反復(fù)的橢圓形運(yùn)動(dòng)達(dá)到鍛煉的目的。通過橢圓機(jī)的鍛煉可以增強(qiáng)肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的柔韌性，促進(jìn)血液循環(huán)，增強(qiáng)心肺功能，發(fā)展人體上、下肢及腰部肌群的力量。橢圓機(jī)的基本設(shè)計(jì)要求為：（1） 橢圓機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸符合鍛煉者的人體尺寸；（2） 設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)慣性舒暢；（3） 橢圓機(jī)的運(yùn)動(dòng)負(fù)載符合力學(xué)原理。除了上述運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)要求外，還有外形美觀、符合運(yùn)動(dòng)心理學(xué)等設(shè)計(jì)要求。 人體尺寸的選擇為了設(shè)計(jì)出符合人的生理和心理特點(diǎn)的橢圓機(jī)，使人們?cè)诮∩磉\(yùn)動(dòng)時(shí)處于舒適的狀態(tài)和宜人的環(huán)境之中，以達(dá)到疲勞程度最低、效率最高和健身成效良好的目標(biāo)。在設(shè)計(jì)橢圓機(jī)的主要構(gòu)架時(shí)就充分考慮機(jī)械的使用范圍和人體各部的尺寸范圍，正確使用人體尺寸數(shù)據(jù)。人體各尺寸的比例關(guān)系，因不同種族、民族、國家和地區(qū)的人群而不同。因此，設(shè)計(jì)此產(chǎn)品時(shí)根據(jù)各地區(qū)人體尺寸差異來確定產(chǎn)品最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。我國于1988年發(fā)布了《中國成人人體尺寸》國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T10000～1988)，該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)要求提供了我國成人人體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，在設(shè)計(jì)橢圓機(jī)時(shí)，這方面應(yīng)得到充分考慮。根據(jù)表21可知中國六個(gè)區(qū)域人體尺寸相差不大，故設(shè)計(jì)的橢圓機(jī)尺寸應(yīng)滿足大多數(shù)人的健身要求。橢圓機(jī)屬于男、女通用的產(chǎn)品，可用男性18～60歲年齡組的第95百分位數(shù)和女性18～55歲年齡組的第5百分位數(shù)，作為尺寸上下限的依據(jù)，它考慮了絕大多數(shù)的使用群體。表21 中國六個(gè)區(qū)域人體尺寸的均值和標(biāo)準(zhǔn)差項(xiàng)目東北、華北西北東南華中華南西南均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差男（18～60歲）體重/㎏646059575655身高/㎜169316841686166916501647胸圍/㎜888880865853851855女（18～50歲）體重/㎏555251504950身高/㎜158615751575156015491546胸圍/㎜848837831820819809
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