1、-?機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)?課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 單人多功能健身器 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 號： 姓 名： 學(xué) 號： 成績評定： 指導(dǎo)教師：摘要：全民健身，利國利民，隨著社會的開展人們開場越來越重視自己的身體安康，但在現(xiàn)在的中國由于生活水平層次不齊，所以并不是所以的人都能夠消費(fèi)得起天天到健身房進(jìn)展健身鍛煉的，所以設(shè)計(jì)一款適合廣闊人民的需要，同時在普遍情況下能夠承受的單人或多人健身的健身機(jī)是具有廣闊的市場空間的，但現(xiàn)在的市場上的健身器械雖大局部是單人式多功能的組合健身器械，但由于其不和市場的標(biāo)價從而使得健身器械到現(xiàn)在為止依然不能進(jìn)入普通人家，為此設(shè)計(jì)一款價廉，且功能符合需要，實(shí)用的健身器械是我

2、設(shè)計(jì)的主題，其中要注意防止像市場上的單人健身器械的利用率低的問題，同時滿足人們的需要，除此之外還要求外型美觀，平安耐用，工作平穩(wěn)，便于維護(hù)，制造加工方便，本錢較低最為重要。為此，我專門走訪了許多的健身房和一些健身專柜進(jìn)展實(shí)地考察，同時上網(wǎng)收集資料，了解廣闊健身教練和用戶的感受，同時調(diào)查他們的需要，總結(jié)各方面的要求，設(shè)計(jì)了該款單人多功能健身機(jī)。1、功能分析與工作原理分析 現(xiàn)在人們鍛煉普遍鍛煉的肌肉是，胸肌，肱二頭肌，肱三頭肌，以及腿大肌，我設(shè)計(jì)的單人多功能健身機(jī)可以提供一下三種鍛煉：腿部鍛煉，做手向前的鍛煉，以及人站立手拉拉桿的鍛煉。這三種功能集成起來，就會使得器械整體比較協(xié)調(diào)，而且看起來特別美

3、觀鍛煉的機(jī)構(gòu)分別在器械的上面，中間，和下面，這樣就可以鍛煉的多塊肌肉如：胸大肌，退大肌，趾長肌，股直肌，肱二頭肌，肱三頭肌，斜方肌，三角肌，背闊肌等肌肉。2、機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)與評價3所選方案功能及工作原理簡述1） 只能提供單人鍛煉，但為多功能器械。2） 平安可靠，工作平穩(wěn)，無噪聲。3） 鍛煉量可調(diào)節(jié)，每級五kg，操作方便。4） 設(shè)計(jì)合理，解決目前市場上健身機(jī)械的設(shè)計(jì)缺乏 ，并便于生產(chǎn)制造。5） 外型美觀，采用拼裝構(gòu)造，便于包裝運(yùn)輸。6） 選材合理，經(jīng)濟(jì)性能好，造價控制在2000元圍。雖然單人多功能健身機(jī)由上面這幾局部組成，但在具體裝配過程中依然可能會有些許的變動，因?yàn)樗婕暗玫搅慵呐浜详P(guān)系，以及

4、當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境。同時結(jié)合市場以及健身房里的健身器械，雖大局部都屬于單人多功能型的，但由于*些體育公司為了謀求利益使得器械的強(qiáng)度達(dá)不到應(yīng)有的強(qiáng)度要求，由此一旦器械壞了，將造成器械維修麻煩和器械的使用壽命不高等。所以在我的設(shè)計(jì)中非常注意材料的選擇，只有注意了這方面才能有效地提高器械的性價比。4構(gòu)造設(shè)計(jì)要求另附圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一臺新健身器械并投放市場并沒有看到的則簡單，他需要你提前做好市場調(diào)查，了解健身愛好者的需要，然后根據(jù)需要，提出健身機(jī)的設(shè)計(jì)要求，然后到提出設(shè)計(jì)方案，畫草圖，做出預(yù)覽，然后修改，選材，加工，驗(yàn)證。由此可見，設(shè)計(jì)一臺健身器械并不是一朝一夕能夠完成的事情，除此之外，設(shè)計(jì)一臺健身器械講究的是人

5、們承受它，同時它上面的互換性要好。設(shè)計(jì)材料的選定選定材料至關(guān)重要，材料的選定決定了一臺健身機(jī)的使用性能，平安性能和它的壽命。所以說，選材是一件很慎重的事情，也是一件很花時間的事情，什么場所用什么材料都是一個非常嚴(yán)格的問題，絕對不能有半點(diǎn)馬虎。材料選的太好以來造成太大的浪費(fèi)，二來給加工帶來了一些麻煩(一般好的材料強(qiáng)度較高，硬度也相應(yīng)提高了，這樣對機(jī)械加工都是不利的)。尤其是對健身器械來說，大局部的剛剛都是選用型材及板材的焊接，這樣一來就要求材料有良好的焊接性能。選材料，我們是在考慮滿足性能要求的情況下同時盡可能買周邊的材料，這樣可以減少運(yùn)輸本錢，降低本錢。這里我根據(jù)同學(xué)對市鋼材市場調(diào)查選擇 了一

6、下一些鋼材:在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大局部的健身器械的配重都是用HT105鑄造的，而在實(shí)際過程中，由于鑄鐵較脆，很容易開裂而破壞。所以我放棄了使用鑄鐵來做配重的想法，于是我決定使用30mm厚的冷軋鋼板通過鋼板氣割后加工就可以得到，使用這種材料有一個很大的好處：它的韌性特別好，在鍛煉的過程中不容易壞掉，用來加工配重的外表質(zhì)量及尺寸公差要求不是很高，可以使用廢棄了的鋼板經(jīng)過去除外表毛刺及去除外表的銹跡，然后再加工出要求的形狀，再噴上油漆就行了，這樣可以節(jié)約本錢，使得廢棄的東西得以再生，符合當(dāng)今環(huán)保節(jié)約的需要，是符合當(dāng)今形勢開展的。其余大局部的鋼板采用30mm厚的。 導(dǎo)管的選定，由于導(dǎo)管要求的精度較高一點(diǎn)，如：

7、直線精度不高會造成運(yùn)動的不方便，給運(yùn)發(fā)動帶來不便，同時外表噴漆不可行，因?yàn)樗c配重摩擦，很容易掉漆后生銹，所以我們采用不銹鋼管外表烤漆。 由于配重在鍛煉的過程中或多或少的會產(chǎn)生噪音，我在此套用了一種比較簡單的方法，且又便于維修;我們在配重下面做四個對稱的圓孔，用以安裝用橡皮做的橡皮圓柱體，這樣就使得噪音大大的減少同時由于安裝留有一定的空隙，便于以后的維修。除此之外它的互換性特別的好具體見圖。 底座的設(shè)計(jì)底座的設(shè)計(jì)特別的重要，它關(guān)系到整臺機(jī)械的使用性能。它是支架，配重和立柱及導(dǎo)向裝置的安裝根底，所以它的強(qiáng)度要高，構(gòu)造要扎實(shí)再生產(chǎn)焊接中不能存在任何的缺陷，焊接的公差也要在一定的圍 ，還有形位公差

8、等具體尺寸見圖，三維效果圖如下：由于兩種材料都為低碳鋼焊接的性能也特別的好，越能到達(dá)設(shè)計(jì)要求，同時因?yàn)椴捎玫亩际切筒牡暮附?，對公差的要求不是很高，只有在制造的時候進(jìn)展校準(zhǔn)，底座要與其他部件安裝，與其它部件采用焊接當(dāng)然是可以的，但這樣在運(yùn)輸過程中運(yùn)輸不是則方便，這里我搞的與其它部件連接采用螺栓連接。在設(shè)計(jì)底座時，必須先考慮底座的受力情況，由于底座上安裝右立柱，支架，導(dǎo)向裝置，及上支架配重等，這些部件都對稱安裝，所以底座的受力情況并不復(fù)雜。它主要是受上面型材的重力，在這里我們將平安系數(shù)取為3，由于每根所取鋼管的受力大于至少5000N，以每個人的重量加上上面材料的重量是遠(yuǎn)小于5000的，因而是比較平

9、安的，除此之外還收兩邊拉力，但相對較小，這些可以用螺栓來抑制。我采用方形管來做底座的原因是在保證器械運(yùn)行平穩(wěn)的情況下減輕器械總的重量，給運(yùn)輸帶來方便。 支架的設(shè)計(jì)支架的作用;支架是這臺器械的重要部件，它提供鍛煉者以舒服的運(yùn)動環(huán)境，支架的設(shè)計(jì)是一個比較實(shí)際的問題，它的外表不僅要美觀大方，而且要有很多人性化的特點(diǎn)，能適應(yīng)不同鍛煉者的身體條件。同時由于支架擔(dān)負(fù)著重要的角色，還要在上面安裝坐墊，等東西，具體見圖紙，下面是三維圖。該支架在加工時選用冷彎方管焊接，還要在上面安裝滑輪夾座，在焊接的時候校準(zhǔn)變形并打磨毛刺，外表烤漆。對于運(yùn)動支架，我設(shè)計(jì)了較多的手握地方，這樣設(shè)計(jì)有許多的優(yōu)點(diǎn)，他可以提供鍛煉者較

10、多的運(yùn)動空間，同時腳步鍛煉那里沒有設(shè)計(jì)障礙，不同身高的鍛煉者都可以進(jìn)展鍛煉鍛煉者坐上去對整體受力已有所考慮，所以絕對平安。同時坐上鍛煉者更能保證器械的平穩(wěn)，設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)：總高度；2000mm總長度; 1700mm座高：450mm能正滿足大局部的鍛煉者。其中滑輪的位置在裝配的時候進(jìn)展設(shè)計(jì)，我在設(shè)計(jì)的時候選用的材料是冷彎方鋼該支架與底板到后焊死。以減少震動。在支架的上部我采用一根與水平焊接的桿，是為了確定手操縱機(jī)構(gòu)有一個極限位置。如上圖;支架設(shè)計(jì)可見。 配重的設(shè)計(jì)配重在器械中的性能也占有舉足輕重的位置，對他的設(shè)計(jì)考慮有以下幾點(diǎn)要求。 在鍛煉的時候由于配重忽上忽下的運(yùn)動會有很大的撞擊，因此，在設(shè)計(jì)

11、配重的時候，市場上常用的方法是在配重的周圍用注塑機(jī)包裹一定厚度的橡皮。這種做法有一定的缺點(diǎn)，對于小批量的生產(chǎn)很不適合會造本錢錢的提高，而且也不便于維修，一旦外外表的橡皮經(jīng)過屢次撞擊和老化以后，就很容易壞掉和脫落，一旦橡皮脫落以后噪音和沖擊就來了，這樣影響配重的使用壽命，而且巨大的噪音影響鍛煉者的心情，而且還不便于維修，這樣，配重就相當(dāng)于報廢了。配重在導(dǎo)向桿中上下滑動，導(dǎo)桿時選用1Cr18Ni9不銹鋼管材，是價格較貴的一種，因此為了保護(hù)導(dǎo)桿，因此需要對配重孔進(jìn)展改進(jìn)。 市場上大局部配重是每塊5kg，一般情況下人們的鍛煉時候的力量不會超過65kg，這樣就需要13塊，在數(shù)量上講不是很多，所以在這方面

12、我就決定依然采用市場上的數(shù)據(jù)。 我也做了點(diǎn)調(diào)查，在損壞了的材料中幾乎都是由于太脆開裂而報廢的，由于這些配重都是用HT105(灰口鑄鐵)鑄造而成的，而鑄鐵的缺點(diǎn)就是韌性低，質(zhì)脆據(jù)計(jì)算：配重的厚度只有30mm并且在配重的中心開了一條深12mm 的槽這樣一來就使的配重跟容易在鍛煉時開裂而報廢。 為了便于維修，我不采用橡皮包裹的配重，我在配重下面安裝了四個20深12 的孔，然后在里面安裝高度為17的橡皮圓柱此為第一塊配重此為一般配重位于第一塊配重下面。 為了防止配重磨損導(dǎo)桿，我覺得可以用適當(dāng)長度的塑料管在導(dǎo)管中加熱到到達(dá)適當(dāng)溫度厚再把塑料管往外翻，這樣就行了啊 在選材時，我不采用鑄鐵用回收的板材，它的

13、強(qiáng)度不成問題，韌性也能保證。 再設(shè)計(jì)配重時，我還專門設(shè)計(jì)了第一塊配重就是安裝在最上面的那塊配重，由于吊桿要吊起配重，使用一銷將配重與之連接起來，所以配重一和吊桿要有安裝關(guān)系我在這里用一螺釘使得配吊桿在配重中有個準(zhǔn)確的位置，主要是限制吊桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這樣鍛煉者在選擇力量的時候就方便多了。如以下圖兩邊通孔與導(dǎo)桿配合，并在其中翻塑料處理。塑料管可以為廢棄的，重要的是尺寸，配合公差要與導(dǎo)桿一至。 在制造配重的時候，可以先通過氣割，割下一定尺寸的毛坯，然后打磨毛刺后，在銑床上銑平相應(yīng)的面如果鋼材采用的是廢棄的板材，他外外表不是很整齊，下料時留的加工余料要大些然后鉆孔，倒角后后噴砂處理后噴油漆就可以了。然

14、后鉆安橡皮的空就行了，最后裝上橡皮。 滑輪的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)滑輪的時候，我要先說明一下，滑輪在整臺健身機(jī)械中的作用：滑輪在器械中承擔(dān)著鋼絲繩的導(dǎo)向及減少摩擦的作用，由于整個滑輪的受力不是很大，可以采用鑄造的方法獲得，也可以使用冷沖壓后焊接的方法獲得，滑輪在此臺器械中主要受壓應(yīng)力的作用而且一般不會超過6500N, 然而一般鋼材的受力都大于此數(shù)值，所以強(qiáng)度不是重點(diǎn)考慮的問題，同時由于滑輪的運(yùn)動都是圍繞中心運(yùn)動，所以我設(shè)計(jì)在里面加一個軸承，由于滑輪，軸承，及夾座三者之間有一定的配合關(guān)系，這樣使得中心孔不易磨損。并且在轉(zhuǎn)動的時候摩擦也減小了，從而保證了滑輪的使用要求和使用壽命。以下圖為滑輪三維圖。為了便于在

15、裝配上表示，*些并沒有完全表示出來。采用兩個上面的組裝起來即可。這樣適合如果大規(guī)模生產(chǎn)，可以采用沖壓工藝，通過落料形成，然后在中間放上軸承厚用鉚釘或螺栓連接就可以這樣的生產(chǎn)方法有許多優(yōu)點(diǎn)：首先選材保證了他的強(qiáng)度，同時用料省，加工簡單，本錢低，加工精度高，生產(chǎn)效率高，但不適合小規(guī)模生產(chǎn)，原因是現(xiàn)在磨具的設(shè)計(jì)制造費(fèi)用相當(dāng)昂貴，它大致工藝為，下料，成型，沖孔等。這樣就降低了本錢。 其他零件的設(shè)計(jì)現(xiàn)在來設(shè)計(jì)其他的零件，如動滑輪夾板，海綿防護(hù)體，坐墊級靠墊，這些大局部是由其他工廠定做，這些東西設(shè)計(jì)尺寸要求不是很高，像坐墊，靠墊這些不是由工廠生產(chǎn)出來的就是由外面定做的，只要使鍛煉者感覺到舒服就可以了墊子選

16、用黑色，并用螺栓或螺釘與支架連接其中鋼絲繩的長度具體有安裝時確定。 標(biāo)準(zhǔn)件的選定本次設(shè)計(jì)中采用了許多的標(biāo)準(zhǔn)件，在選用標(biāo)準(zhǔn)件的時候要特別的考慮。本次設(shè)計(jì)中采用了這些標(biāo)準(zhǔn)件：軸承，螺栓，螺釘，墊圈，球頭螺母等。1） 立柱與底座的聯(lián)結(jié)采用m30的螺栓，下面校核它的強(qiáng)度：其中在實(shí)際中Fama*=15KN螺栓的材料為Q235，=235MP，d=30mm，所以立柱取M30的是完全的 。這里取30是完全可以的。2） 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊可以找到軸承應(yīng)當(dāng)為6202GB/T276-1994，假設(shè)軸承選定的過小會引起滑輪在使用過程中較大的滑動，擺動，給軸承本身帶來不利的影響。3） 在腳部鍛煉的地方由于為了防止膝蓋碰傷，我

17、采用球頭螺母和螺柱，因此既美觀又能保證平安。4） 還有去其他一些螺栓，彈簧墊圈，鋼絲繩夾等，由于受力不是很大，只要按照配合關(guān)系選購就行了啊。 配合公差的設(shè)計(jì)兩零件的配合關(guān)系將對機(jī)械產(chǎn)生較大的影響，如運(yùn)動的平穩(wěn)性，運(yùn)動的精度，工作的噪聲，進(jìn)一步影響機(jī)械的使用壽命，所以公差要選的比較合理，這里就說明幾處重要的。其中有運(yùn)動關(guān)系的地方一律采用間隙配合，主要是因?yàn)榱α啃偷慕∩砥餍颠\(yùn)動精度要求不是很高，在周圍聯(lián)結(jié)出采用大間隙配合，保證鍛煉過程中阻力小，減少對銷的摩擦，且便于裝配。 裝配由于本健身機(jī)大局部是采用的管材，板材，管材通過下料后焊接并校準(zhǔn)變形后打磨毛刺噴漆就行了，對材料切除率小，這樣對裝配就帶來很

18、多的不便，比方：管材的尺寸公差大，焊接生產(chǎn)的零件精度不高，外表質(zhì)量不好，這樣對裝配師傅的技能要求相應(yīng)提高了，安裝的簡約順序是先連接底座和立柱，然后安裝支架，裝配重，插好導(dǎo)桿，后裝上支架，過程中假設(shè)鋼絲繩，最后用螺栓，螺釘固定，最末裝坐墊靠墊。裝配必須按照一定的裝配順序，不然的話，會出現(xiàn)一些零件無法安裝的情況。如以下圖：5本項(xiàng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)由于中國人口眾多，人均房屋面積底下，同時造成房價暴漲，現(xiàn)在的讓人們普遍住在商品房里面，所以空間有限，所以我在設(shè)計(jì)的時候明確了自己設(shè)計(jì)的方向，要求作品構(gòu)造緊湊，相對占地較小，平安性能高，能滿足人們對多種肌肉的鍛煉，一方面增加鍛煉的多功能性，另一方面也讓人們舒適鍛煉

19、，方便鍛煉。為此在功能上進(jìn)展優(yōu)化選擇，將一些不常用的功能刪除，器械的使用率，節(jié)約資源，以符合人們健身的需求。我設(shè)計(jì)的是一項(xiàng)多功能的單人健身機(jī)，他雖然只提供單人健身鍛煉但是他提供了多項(xiàng)功能，同時據(jù)我的調(diào)查，現(xiàn)在人們鍛煉普遍鍛煉的肌肉是，胸肌，肱二頭肌，肱三頭肌，以及腿大肌，我設(shè)計(jì)的單人多功能健身機(jī)可以提供一下三種鍛煉：腿部鍛煉，做手向前的鍛煉，以及人站立手拉拉桿的鍛煉。這三種功能集成起來，就會使得器械整體比較協(xié)調(diào)，而且看起來特別美觀鍛煉的機(jī)構(gòu)分別在器械的上面，中間，和下面，這樣就可以鍛煉的多塊肌肉如：胸大肌，退大肌，趾長肌，股直肌，肱二頭肌，肱三頭肌，斜方肌，三角肌，背闊肌等肌肉。6.本項(xiàng)設(shè)計(jì)的

20、應(yīng)用和開展前景體育健身器械的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性的課題，我在確定方案的時候做了許多的市場調(diào)查，并在網(wǎng)上收集了許多相關(guān)的資料，除此之外，我還走訪了許多的健身教練及健身愛好者，最后在教師的知道下，經(jīng)過我仔細(xì)的思考最終確定了這次設(shè)計(jì)的思路：由于目前市場上的健身器械大多是但人多功能健身器械，好多一味追求功能的齊全有的產(chǎn)品甚至包含了十八種功能，這樣就造成了許多功能的閑置，而由于設(shè)計(jì)復(fù)雜，工作時常出現(xiàn)故障，維修困難，隨著人們生活水平的提高，群眾健身的意識越來越強(qiáng)，高校，社區(qū)紛紛開設(shè)了健身房，但由于目前中國人們的消費(fèi)水平還不滿足人人到健身房消費(fèi)，雖然健身器械看起來還是有點(diǎn)超出普通人的消費(fèi)水平，但依然比去健身房實(shí)惠，而且能更加方便，所以以后的產(chǎn)品針對的人是大局部的白領(lǐng)，及以上夠消費(fèi)的人群。他們由于時間的原因，去健身房不大適合時間安排，而且他們也消費(fèi)得起，同時由于中國人口眾多，人均房屋面積底下，同時造成房價暴漲，現(xiàn)在的讓人們普遍住在商品房