家用跑步机结构设计.docx

摘要:家用电动跑步机是户内健身的好器械。健康的体魄源于不断的锻炼，良好的锻炼源于合适的器械。它具有高效减震，稳定安全，多样跑步模式等优势，受到大量关注健康时尚生活人的青睐。构件更优化、功用更全面、智能人性化是它的发展方向。由时间、经济、环境的影响，未来，对它的需求会继续增加，前景巨大。

本设计经过调查和用户体验，确定了基本性能参数。先确定了跑步机的总方案设计；然后，由机械结构设计知识，对跑步机进行设计、计算、校核；借用AutoCAD、Creo3.0对各零部件进行了绘制、装配、全局干涉检查和运动仿真；最后基于Workbench17.0对跑步板、机架做了静力学分析。以下是主要完成工作：

(1) 由性能参数和传动比分配，进行设计和计算，确定了动力源、传动带、带轮等。

(2) 由查阅的结构设计知识和人机工程学，对跑步机外形结构和执行机构进行了设计和关键部件的校核，如心轴、滚筒、底架、底座、立架等。

(3) 由安全化、人性化的设计理念，对跑步机进行了减震缓冲、折叠、坡度调节系统的设计。在满足基本功用下，增设了仰卧起坐、扭腰器等附加设备。

(4) 基于Creo3.0、AutoCAD完成了跑步机零部件的3D建模、装配、干涉、仿真和2D制图，使设计更立体、更直观。

(5) 基于Workbench17.0做了跑步板、机架的静力学分析，检验了跑步机结构设计的规范性、材料使用的合理性。

结构决定整体质量和安全，也是跑步机的核心。根据设计、计算、校核、分析表明：此家用跑步机完全能满足大多数人的使用。

关键词 家用跑步机；传动系统；结构设计；多功能设计；有限元分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景与意义-1

1.2 国内外研究现状和发展前景-1

1.3 小结-2

2 总体方案设计-3

2.1 功能原理-3

2.1.1 功能原理介绍-3

2.1.2 确定各系统-4

2.2 结构设计-5

2.3 主要设计内容及其技术参数-6

2.4 小结-7

3 确定电动机-8

3.1 总传动比计算和传动比分配-8

3.3 电动机比较与选型-9

3.3 计算各轴的转速、转矩、功率-10

3.4 小结-11

4 传动系统设计-12

4.1 电机带轮和大带轮的设计-12

4.2 小带轮上键连接的选择和校核-16

4.3 小结-16

5 外形结构设计-17

5.1 底架设计-17

5.1.1 支撑底架-17

5.1.2 防滑保护带设计-18

5.2 底座设计-19

5.3 立架设计-19

5.4 跑步机材质和色调选择-20

5.5 小结-21

6 执行机构设计-22

6.1 轴的设计-22

6.1.1 轴结构设计-22

6.1.2 轴的计算-23

6.2 轴承选择与校核-25

6.2.1 轴承选择-25

6.2.2 轴承校核-25

6.3 滚筒设计-26

6.4 跑步带设计-27

6.5 跑步带的调节与润滑-27

6.6 跑步板设计-28

6.7 小结-29

7 辅助系统设计-30

7.1 避震缓冲系统设计-30

7.1.1 底架下的弹簧减震系统-30

7.1.2 跑步板与底架间的AIR硅胶质气囊吸震块-31

7.1.3 底座和电动推杆下二级吸震缓冲垫-31

7.2 跑步机坡度调节系统-32

7.3 折叠机构设计-32

7.4 小结-32

8 多功能设计-34

8.1 多功能介绍-34

8.2 多功能结构设计-34

8.3 小结-35

9 跑步机运动仿真与分析-36

9.1 运动仿真-36

9.2 有限元分析-37

9.3 小结-42

10 跑步机总装-44

10.1 安装工艺-44

10.2 家用跑步机总装图-44

10.3 家用跑步机使用与维护-46

10.5 小结-47

结论-48

致谢-49

参考文献-50