畢業(yè)論文
開題報(bào)告
題 目 多功能跑步機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
學(xué) 生
指導(dǎo)教師
年
一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題來(lái)源、類型
二、選題的目的及意義
隨著社會(huì)的發(fā)展，一方面我們需要良好的體質(zhì)適應(yīng)工作的需要，另一方面由于受到氣候、環(huán)境、場(chǎng)地等一些客觀因素的制約，我們到室外去跑步的機(jī)會(huì)也越來(lái)越少；隨著生活的節(jié)奏變快，時(shí)間也被人們充分的利用，導(dǎo)致辦公室一族沒有辦法保證身體的健康。
因此，關(guān)于跑步機(jī)的研究與開發(fā)已成為主要發(fā)展方向。一臺(tái)多功能跑步機(jī)是由跑步機(jī)、劃船器、臥式健身車、立式健身車、放松機(jī)、腰旋器等功能器材組合而成，以功能多、占地少而受到一些人的喜愛。它的鍛煉方法同普通跑步機(jī)一樣，從健身器具備的使用舒服、方便，故本設(shè)計(jì)為多功能跑步機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出的多功能跑步機(jī)根據(jù)自己的情況，適當(dāng)選擇運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行鍛煉對(duì)人的心肺功能以及上下肢肌肉力量的增強(qiáng)有良好的作用。在使用者的時(shí)間，空間得到更多節(jié)省，使得多功能跑步機(jī)具有更好的使用性。
三. 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)
世界第一臺(tái)跑步機(jī)誕生于1875年，發(fā)明人是美國(guó)東部農(nóng)村的一位機(jī)械師這臺(tái)機(jī)器其實(shí)是一臺(tái)便攜式農(nóng)機(jī)設(shè)備，以牲畜作為動(dòng)力來(lái)源。這可不是什么新鮮事，世界各地的農(nóng)民們?cè)缇陀皿H來(lái)拉磨了。不過(guò)，驢和任何動(dòng)物一樣，不喜歡原地轉(zhuǎn)圈，想讓驢拉磨，就得用鞭子抽，還得蒙上它的眼睛。
除了拉磨，還有好多農(nóng)活可以讓動(dòng)物干。早在16世紀(jì)，歐洲的農(nóng)民就發(fā)明了很多類似的傳動(dòng)裝置，讓驢和馬來(lái)幫助農(nóng)民打谷或者汲水。不過(guò)，這些裝置都是讓動(dòng)物爬樓梯，利用動(dòng)物的體重來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。
1866年，紐約州通過(guò)了美國(guó)第一部禁止虐待動(dòng)物的法律，用鞭子打牲口被視為非法行為。“美國(guó)反對(duì)虐待動(dòng)物組織”指責(zé)那些爬樓式的動(dòng)力裝置傷害了動(dòng)物的膝關(guān)節(jié)，給動(dòng)物造成了心理壓力。于是有人發(fā)明了水平跑步機(jī)，其傳送帶和地面平行，動(dòng)物走在上面就像平時(shí)散步一樣自然。隨后，“被動(dòng)式跑步機(jī)”（即最早期的跑步機(jī)，以人為主要的動(dòng)力源進(jìn)行的原地跑步的機(jī)器；后來(lái)發(fā)展到現(xiàn)在，改早期的被動(dòng)式為主動(dòng)式跑步機(jī)，以跑步機(jī)內(nèi)置電機(jī)為主要?jiǎng)恿υ催M(jìn)行原地跑步的機(jī)器）盛行于國(guó)外。由于長(zhǎng)期使用會(huì)加速膝關(guān)節(jié)老化【1】，致使人們不得不使用電動(dòng)機(jī)代替作為動(dòng)力源。這種方式可以使人跑動(dòng)的更加自如。
中國(guó)的第一臺(tái)跑步機(jī)于1996年誕生，自其誕生以來(lái)，中國(guó)健身行業(yè)一直致力于其產(chǎn)品科技含量和功能性的完善，先后推出了“具有倒走功能的跑步機(jī)”、“可自然長(zhǎng)效釋放負(fù)氧離子的跑步機(jī)”等多款產(chǎn)品來(lái)滿足不同階層的消費(fèi)需要。
具有數(shù)字VR系統(tǒng)的電動(dòng)跑步機(jī)，在2006年生產(chǎn)出來(lái)。是由觸摸計(jì)算機(jī)、控制柱模板及電動(dòng)跑步機(jī)構(gòu)成，給運(yùn)動(dòng)者提供一種虛擬的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，具有高趣味性和互動(dòng)性的方便安全運(yùn)動(dòng)器材，其涵蓋了健康數(shù)據(jù)管理、健身方案設(shè)定，曲線對(duì)比，互動(dòng)游戲，互動(dòng)競(jìng)技等?！?】
具有倒走功能的電動(dòng)跑步機(jī)，面世于2007年。常用跑步機(jī)使用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)跑帶往一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，具備倒走功能的電動(dòng)跑步機(jī)通過(guò)導(dǎo)正滾筒的設(shè)置，克服了反復(fù)調(diào)整跑帶的不便，通過(guò)改變滾筒的形狀，導(dǎo)軸、點(diǎn)擊設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)正走或倒走的功能。
2008年，同機(jī)異步康復(fù)跑步機(jī)面世。在一臺(tái)跑步機(jī)上設(shè)置左右對(duì)稱的兩套運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。由于配置左右對(duì)稱的兩套全運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，使運(yùn)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)正走、倒走、交替運(yùn)動(dòng)多種方式和模式，解決了現(xiàn)有跑步機(jī)只能單方向運(yùn)動(dòng)的技術(shù)問題，為鍛煉者方便、安全、先進(jìn)、獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)器械和安全的鍛煉環(huán)境。
基于國(guó)內(nèi)外的發(fā)展，未來(lái)跑步機(jī)必將進(jìn)入多樣化、多層化、多用化，實(shí)現(xiàn)健身、康復(fù)、放松等多用途。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)文明程度的普遍提高，在物質(zhì)生活豐富，全民健身運(yùn)動(dòng)深入人心情況下，人們?cè)絹?lái)越注重精神生活上的追求。隨著人們對(duì)空間、以及實(shí)用性的需求，一臺(tái)跑步機(jī)多種用途已迅速的占據(jù)了廠商以及人們的心里，所以多功能的跑步機(jī)是現(xiàn)代跑步機(jī)的主要發(fā)展方向之一。
四、本課題主要研究?jī)?nèi)容
主要研究?jī)?nèi)容包括總體功能設(shè)計(jì)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、前后滾筒的設(shè)計(jì)。根據(jù)研究?jī)?nèi)容各部分可細(xì)分為：總體功能設(shè)計(jì)（已確定實(shí)驗(yàn)的人體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，并且根據(jù)其鍛煉給出相應(yīng)的保健需求）包括基本功能、構(gòu)造設(shè)計(jì)和功能原理的確定；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括電動(dòng)機(jī)類型、功率選擇及技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其參數(shù)選擇、多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇和帶傳動(dòng)張緊裝置選擇；外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括機(jī)架的設(shè)計(jì)和支架的設(shè)計(jì)；前后滾筒設(shè)計(jì)包括軸承的計(jì)算、軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算和滾筒要求。同時(shí)還包括跑步板及跑步帶的設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)等。
五、完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）
在學(xué)校通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)等課程具有一定的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，再根據(jù)平時(shí)的課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)知識(shí)的積累，逐步進(jìn)行本設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中主要設(shè)計(jì)條件為機(jī)械設(shè)計(jì)書，AutoCAD軟件，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。根據(jù)CAD畫圖畫出設(shè)計(jì)原型，然后書寫論文。通過(guò)調(diào)研，實(shí)地觀察多種多功能跑步機(jī)，盡可能詳細(xì)的記錄其工作情況和必要的技術(shù)參數(shù)。能夠靈活應(yīng)用以前所學(xué)的知識(shí)、設(shè)計(jì)方法和技巧。有充足工作準(zhǔn)備，如：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。本次設(shè)計(jì)的多功能跑步機(jī)，以中年人群為實(shí)驗(yàn)群眾，對(duì)其各部分的實(shí)用性、各功能的使用程度做評(píng)測(cè)。首先是對(duì)多功能跑步機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如：傳動(dòng)電機(jī)的功率、類型，傳動(dòng)的步驟、主要構(gòu)件等等。其次根據(jù)傳動(dòng)的大小、電機(jī)的大小考慮外形結(jié)構(gòu)，根據(jù)載重和運(yùn)作力矩進(jìn)行支架的合理選擇，對(duì)其材料的性能、抗彎程度進(jìn)行估測(cè)，然后選定材料，這樣就可以達(dá)到最可觀的實(shí)用性。然后，根據(jù)各部分的計(jì)算繪出AutoCAD圖。再根據(jù)各部分所含有的非標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)巾，逐個(gè)進(jìn)行分析，進(jìn)行主要非標(biāo)準(zhǔn)零件零件的繪圖。以保證多功能跑步機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)合加工的工藝性，具有良好的實(shí)用性，盡可能縮小成本以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性，并且保證其具有的多功能達(dá)到預(yù)期的功能使用，從而達(dá)到其設(shè)計(jì)的目的。
六、本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)
1、第一、第二周，收集檢索資料，準(zhǔn)備開題報(bào)告；
2、第三周，閱讀文獻(xiàn)，并對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)研；
3、第四周，熟悉設(shè)計(jì)平臺(tái)，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)基本功能設(shè)計(jì)；
4、第五周，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)包括：構(gòu)造設(shè)計(jì)和功能原理設(shè)計(jì)；
5、第六周，開始傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：電機(jī)類型功率選擇及其參數(shù)選定、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)選擇；
6、第七周，進(jìn)行多攜帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇和帶傳動(dòng)張緊裝置選擇，機(jī)架的設(shè)計(jì)和支架的設(shè)計(jì)；
7、第八、第九周，前后滾筒設(shè)計(jì)包括軸承的計(jì)算、軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算和滾筒要求、跑步板及跑步帶的設(shè)計(jì)、多功能設(shè)計(jì)；
8、第十周，分析、計(jì)算與校核；
9、第十一周，整理論文數(shù)據(jù)文獻(xiàn)資料；
10、第十二周，用AutoCAD繪制總體圖、裝配圖、零件圖；
11、第十三、十四、十五周，撰寫論文；
12，第十六周，論文答辯。
參考文獻(xiàn)
[1] 李梅浠，跑步機(jī)使膝關(guān)節(jié)殺手？[J]，健康時(shí)報(bào)，2009（02）
[2] 崔俊浩，匯祥VR商用跑步機(jī)全面提升科技含量[J]，文體用品與科技，2006（03）
七、指導(dǎo)教師意見
對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
八、所 在 專 業(yè) 審 查 意 見
負(fù)責(zé)人：
6