【正文】 5%，且不累積；電機(jī)外表面允許的最高溫為130度以上，耐高溫；步進(jìn)電機(jī)可以超出其額定值范圍工作。正是由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中電動(dòng)跑步機(jī)選擇以步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。該電動(dòng)機(jī)顯著的特點(diǎn)：具有轉(zhuǎn)速精度高，當(dāng)人在跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，是一個(gè)沖擊負(fù)載，該機(jī)在這種沖擊負(fù)載作用下一轉(zhuǎn)不差，保持同步轉(zhuǎn)速，如同在平地上一樣感覺(jué)。該電動(dòng)機(jī)顯著的特點(diǎn)：具有轉(zhuǎn)速精度高，當(dāng)人在跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，是一個(gè)沖擊負(fù)載，該機(jī)在這種沖擊負(fù)載作用下一轉(zhuǎn)不差，保持同步轉(zhuǎn)速，如同在平地上一樣感覺(jué)。 工作機(jī)構(gòu)類型選擇帶傳動(dòng)，屬于定傳動(dòng)比勻速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。初始條件：選擇電機(jī)為專門為跑步機(jī)生產(chǎn)的永磁直流電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)功率P=，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1=3400r/min，傳動(dòng)比定為i=，由于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)，圖31為多楔帶傳動(dòng)示意圖：跑步系統(tǒng)由支架，電機(jī)，電控系統(tǒng)，帶輪，多楔帶，滾筒，軸，軸承，跑帶，安全防滑道，安全帶等部分組成，電控系統(tǒng)控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)帶傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一級(jí)變速。通過(guò)兩滾筒間距調(diào)節(jié)預(yù)緊跑帶。跑步機(jī)是由電機(jī)帶動(dòng)，則跑步者須與跑帶節(jié)奏保持一致，在跑步時(shí)出現(xiàn)意外，要迅速的使跑步帶停下來(lái)，所以在跑步機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要盡多的考慮安全問(wèn)題。 （1）確定設(shè)計(jì)功率Pd： Pd＝KAP （31）KA——工作情況系數(shù)，根據(jù)跑步機(jī)使用的特性，選擇每天工作時(shí)間〈10小時(shí)，載荷變動(dòng)小。（3）確定帶輪直徑dede2（有效直徑）：小帶輪有效直徑：由表890選demin=20mm，由表891選de1=，大帶輪有效直徑：小帶輪節(jié)圓直徑：dp1=de1+2△e=+2*=由表890，△e=大帶輪節(jié)圓直徑 dp2=idp1=*=de2=dp22△e=*=由表891，選de2=71mm（4）計(jì)算帶速v：按式 （32）驗(yàn)算帶的速度 =m/s=注意：v↑ —→離心力、離心應(yīng)力↑—→FQ↓—→單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N↑v↓ —→P=Fv/100可知，P一定時(shí)，F(xiàn)↑—→張緊力↑ 一般v在5～25m/s，最大30m/s，在8～15m/s較好,所以v=〈30m/s，適合。由表854知中心距的調(diào)整量為△min=5，￡min=8。要求：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡 ；輪槽工作面要精細(xì)加工（），以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：帶輪由輪緣，輪輻和輪轂三部分組成1）實(shí)心式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于3d(d為軸的直徑)時(shí)；2）腹板式：帶輪基準(zhǔn)直徑小于300～350mm時(shí)；3）輪幅式：帶輪基準(zhǔn)直徑大于300～350mm時(shí)；帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，并根據(jù)帶的型號(hào)及根數(shù)確定輪緣寬度，根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸。規(guī)格：。槽距e=177。楔頂圓角半徑rb,，檢驗(yàn)用圓球或圓柱直徑db=177。所以 帶輪寬=11*+*2=現(xiàn)用楔頂圓角半徑rb,，又由槽距e=，槽角α=40o。傳動(dòng)中心可調(diào)時(shí)，采用滑軌+螺旋或者浮動(dòng)軸。跑步機(jī)屬于健康器材類產(chǎn)品，由于跑步機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須滿足各種體重的人來(lái)使用。相反的，健身的人跑步快，但是重量輕，因此高速時(shí)的轉(zhuǎn)矩需求較?。慌懿綑C(jī)必須滿足家庭成員每一個(gè)人都能使用，因此調(diào)速范圍要寬廣，低速轉(zhuǎn)矩要大，才能滿足不同重量的人。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)。此外，多楔帶的背面也能傳動(dòng)，而且可使用自動(dòng)張力調(diào)整器，使傳動(dòng)更加安全、可靠。第四章 外型結(jié)構(gòu)和滾筒設(shè)計(jì)外形結(jié)構(gòu)是一個(gè)產(chǎn)品給人的第一信息，是吸引消費(fèi)者的第一道展示，而且也是整臺(tái)機(jī)器的支撐框架，所以外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理達(dá)到美觀、牢固、輕便?；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)。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長(zhǎng)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[6]。故取上滾筒與前壁的距離，所以上底座長(zhǎng)。以基架一邊承受60kg計(jì)算其載荷，由于有一定的沖擊力，取跑步時(shí)腳相對(duì)于跑步板8m/s,，受力分析如圖42所示。由圖41基架圖可知，整個(gè)基架最有可能出現(xiàn)斷裂的地方在下基架的尾部。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。與基架的連接采用螺栓連接，方便位置的調(diào)整和拆裝。圖43，44，為主要支架，上支架和下支架，上支架主要安裝儀表盤和供使用者扶持；下支架用于支撐和安裝基架。圖45 總支架旋轉(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。 圖46 前罩圖47 后蓋 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[7]。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。最常用的是45鋼（％），它具有較高的綜合機(jī)械性能。 (1)計(jì)算軸上功率P、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩T查手冊(cè)得。m （51） (2)計(jì)算作用在大帶輪上的力 大帶輪的直徑=71mm 作用在大帶輪上的力：