畢業(yè)論文
開題報告
題 目 多功能跑步機結(jié)構(gòu)設(shè)計
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級
學(xué) 生
指導(dǎo)教師
年
一、 畢業(yè)設(shè)計(論文)課題來源、類型
二、選題的目的及意義
隨著社會的發(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、場地等一些客觀因素的制約，我們到室外去跑步的機會也越來越少；隨著生活的節(jié)奏變快，時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)于跑步機的研究與開發(fā)已成為主要發(fā)展方向。一臺多功能跑步機是由跑步機、劃船器、臥式健身車、立式健身車、放松機、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一樣，從健身器具備的使用舒服、方便，故本設(shè)計為多功能跑步機結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計出的多功能跑步機根據(jù)自己的情況，適當選擇運動方式進行鍛煉對人的心肺功能以及上下肢肌肉力量的增強有良好的作用。在使用者的時間，空間得到更多節(jié)省，使得多功能跑步機具有更好的使用性。
三. 本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢
世界第一臺跑步機誕生于1875年，發(fā)明人是美國東部農(nóng)村的一位機械師這臺機器其實是一臺便攜式農(nóng)機設(shè)備，以牲畜作為動力來源。這可不是什么新鮮事，世界各地的農(nóng)民們早就用驢來拉磨了。不過，驢和任何動物一樣，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)活可以讓動物干。早在16世紀，歐洲的農(nóng)民就發(fā)明了很多類似的傳動裝置，讓驢和馬來幫助農(nóng)民打谷或者汲水。不過，這些裝置都是讓動物爬樓梯，利用動物的體重來產(chǎn)生動力。
1866年，紐約州通過了美國第一部禁止虐待動物的法律，用鞭子打牲口被視為非法行為?！懊绹磳ε按齽游锝M織”指責(zé)那些爬樓式的動力裝置傷害了動物的膝關(guān)節(jié)，給動物造成了心理壓力。于是有人發(fā)明了水平跑步機，其傳送帶和地面平行，動物走在上面就像平時散步一樣自然。隨后，“被動式跑步機”（即最早期的跑步機，以人為主要的動力源進行的原地跑步的機器；后來發(fā)展到現(xiàn)在，改早期的被動式為主動式跑步機，以跑步機內(nèi)置電機為主要動力源進行原地跑步的機器）盛行于國外。由于長期使用會加速膝關(guān)節(jié)老化【1】，致使人們不得不使用電動機代替作為動力源。這種方式可以使人跑動的更加自如。
中國的第一臺跑步機于1996年誕生，自其誕生以來，中國健身行業(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”、“可自然長效釋放負氧離子的跑步機”等多款產(chǎn)品來滿足不同階層的消費需要。
具有數(shù)字VR系統(tǒng)的電動跑步機，在2006年生產(chǎn)出來。是由觸摸計算機、控制柱模板及電動跑步機構(gòu)成，給運動者提供一種虛擬的運動環(huán)境，具有高趣味性和互動性的方便安全運動器材，其涵蓋了健康數(shù)據(jù)管理、健身方案設(shè)定，曲線對比，互動游戲，互動競技等?！?】
具有倒走功能的電動跑步機，面世于2007年。常用跑步機使用電動機帶動跑帶往一個方向的運動，具備倒走功能的電動跑步機通過導(dǎo)正滾筒的設(shè)置，克服了反復(fù)調(diào)整跑帶的不便，通過改變滾筒的形狀，導(dǎo)軸、點擊設(shè)置來實現(xiàn)正走或倒走的功能。
2008年，同機異步康復(fù)跑步機面世。在一臺跑步機上設(shè)置左右對稱的兩套運動系統(tǒng)。由于配置左右對稱的兩套全運動系統(tǒng)，使運動方式實現(xiàn)正走、倒走、交替運動多種方式和模式，解決了現(xiàn)有跑步機只能單方向運動的技術(shù)問題，為鍛煉者方便、安全、先進、獨特的運動器械和安全的鍛煉環(huán)境。
基于國內(nèi)外的發(fā)展，未來跑步機必將進入多樣化、多層化、多用化，實現(xiàn)健身、康復(fù)、放松等多用途。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，社會文明程度的普遍提高，在物質(zhì)生活豐富，全民健身運動深入人心情況下，人們越來越注重精神生活上的追求。隨著人們對空間、以及實用性的需求，一臺跑步機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是現(xiàn)代跑步機的主要發(fā)展方向之一。
四、本課題主要研究內(nèi)容
主要研究內(nèi)容包括總體功能設(shè)計、傳動機構(gòu)設(shè)計、外形結(jié)構(gòu)設(shè)計、前后滾筒的設(shè)計。根據(jù)研究內(nèi)容各部分可細分為：總體功能設(shè)計（已確定實驗的人體結(jié)構(gòu)和運動特點，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)計和功能原理的確定；傳動機構(gòu)設(shè)計包括電動機類型、功率選擇及技術(shù)參數(shù)、傳動機構(gòu)設(shè)計及其參數(shù)選擇、多楔帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇和帶傳動張緊裝置選擇；外形結(jié)構(gòu)設(shè)計包括機架的設(shè)計和支架的設(shè)計；前后滾筒設(shè)計包括軸承的計算、軸的設(shè)計和強度計算和滾筒要求。同時還包括跑步板及跑步帶的設(shè)計、使用和維護等。
五、完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）
在學(xué)校通過學(xué)習(xí)機械原理，機械設(shè)計，機械設(shè)計制造基礎(chǔ)等課程具有一定的機械設(shè)計知識，再根據(jù)平時的課程設(shè)計的設(shè)計知識的積累，逐步進行本設(shè)計。在本設(shè)計中主要設(shè)計條件為機械設(shè)計書，AutoCAD軟件，機械設(shè)計手冊。根據(jù)CAD畫圖畫出設(shè)計原型，然后書寫論文。通過調(diào)研，實地觀察多種多功能跑步機，盡可能詳細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、設(shè)計方法和技巧。有充足工作準備，如：機械設(shè)計手冊。本次設(shè)計的多功能跑步機，以中年人群為實驗群眾，對其各部分的實用性、各功能的使用程度做評測。首先是對多功能跑步機的傳動機構(gòu)設(shè)計，例如：傳動電機的功率、類型，傳動的步驟、主要構(gòu)件等等。其次根據(jù)傳動的大小、電機的大小考慮外形結(jié)構(gòu)，根據(jù)載重和運作力矩進行支架的合理選擇，對其材料的性能、抗彎程度進行估測，然后選定材料，這樣就可以達到最可觀的實用性。然后，根據(jù)各部分的計算繪出AutoCAD圖。再根據(jù)各部分所含有的非標準領(lǐng)巾，逐個進行分析，進行主要非標準零件零件的繪圖。以保證多功能跑步機的結(jié)構(gòu)復(fù)合加工的工藝性，具有良好的實用性，盡可能縮小成本以達到經(jīng)濟性，并且保證其具有的多功能達到預(yù)期的功能使用，從而達到其設(shè)計的目的。
六、本課題進度安排、各階段預(yù)期達到的目標
1、第一、第二周，收集檢索資料，準備開題報告；
2、第三周，閱讀文獻，并對有關(guān)設(shè)計進行調(diào)研；
3、第四周，熟悉設(shè)計平臺，進行總體設(shè)計基本功能設(shè)計；
4、第五周，進行總體設(shè)計包括：構(gòu)造設(shè)計和功能原理設(shè)計；
5、第六周，開始傳動機構(gòu)設(shè)計包括：電機類型功率選擇及其參數(shù)選定、傳動機構(gòu)設(shè)計步驟及參數(shù)選擇；
6、第七周，進行多攜帶帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸選擇和帶傳動張緊裝置選擇，機架的設(shè)計和支架的設(shè)計；
7、第八、第九周，前后滾筒設(shè)計包括軸承的計算、軸的設(shè)計和強度計算和滾筒要求、跑步板及跑步帶的設(shè)計、多功能設(shè)計；
8、第十周，分析、計算與校核；
9、第十一周，整理論文數(shù)據(jù)文獻資料；
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
[1] 李梅浠，跑步機使膝關(guān)節(jié)殺手？[J]，健康時報，2009（02）
[2] 崔俊浩，匯祥VR商用跑步機全面提升科技含量[J]，文體用品與科技，2006（03）
七、指導(dǎo)教師意見
對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
八、所 在 專 業(yè) 審 查 意 見
負責(zé)人：
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