电动跑步机机械结构设计.doc

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1、摘 要生命在于运动，健康源于运动。跑步是目前非常流行的一种有氧健身运动，它在医学界和体育界享有高度评价，它是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式。跑步机是家庭及健身房常备的器材，而且是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。专家们相信未来跑步机市场将以高价位产品为主导。低价位产品销售不错，近几年价格已有上升趋势。注重生活时尚的消费者认为跑步机价格在万元以上是理所当然的事。这些迹象表明，未来跑步机仍会持续增长。此次设计的任务为使用作图软件进行电动跑步机机械部分的零件建摸，结构设计，产品的装配。设计包括支架，基架，滚筒，跑步板，跑步带等，设计中参考了国内外各品牌结构和样式，对

2、传动机构和执行机构进行了精确计算，对各构件进行校核检验，而且设计中重点突出了减震系统的重要性和跑步板防静电的功能性，根据所学机械设计学知识，利用人机学原理，使设计更为人性化。由于跑步机的特殊性，安全问题更值关注，如何正确使用跑步机，和跑步机的保养同样重要。设计过程中使用Caxa进行装配图和零件图的绘制。关键词：总体结构；传动机构；减震系统；跑步板；跑步机使用；多功能设计AbstractLife is movement, movement from health. A kind of aerobic exercise currently very popular - running, In th

3、e medical profession and the sport enjoys a high rating, It is to keep a person well-being the most effective way of scientific fitness, but also increasingly being loved.The race apparatus is the family and apparatus always on the alert of gymnasium, and the simplest one in the body-building appara

4、tus of the current family, it is the best choice of the family building up body device. The experts believe the race apparatus market will take high price products as the leading factor in the future. Low price products sell too good, price in recent years had the tendency to rise. Pay attention to

5、consumers with fashionable life and think the price of the race apparatus is the natural thing above ten thousand dollars. Design and include the support, the base shelf, the cylinder, run board, is it bring to run, design consult domestic and international every brand structure and design, carry on

6、 accurate calculation by organization to transmission, and design stress shock attenuation systematic importance and run the static -proof functionality of the board especially, the design enables persons who run to experience the strength of the race apparatus. Because of the particularity of the r

7、ace apparatus, safe problem is worth paying close attention to, how to use the race apparatus correctly, it is as important as maintenance of the race apparatus. These signs indicate, the race apparatus will still increase continuously in the future. I have used the two-dimensional entity software C

8、AXA to carry on the entity modeling of the part in the course of designing, design with the ensemble architecture.Key words：Overall structure；Main transfer machinery；Damping system；Run board；Run , machine use；Muti-function design目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 设计题目背景11.2 研究意义11.3 国内外相关情况21.4 选题意义3第2章 总

9、体方案设计42.1 主要技术参数及要求42.1.1设计内容包括42.2.2主要技术参数：42.2 总体方案选择及评价42.2.1基本功能42.2.2设计任务抽象化52.2.3确定工艺路线52.2.4构造设计52.2.5功能分解52.3 确定边界条件62.3.1边界条件62.3.2方案评价62.4 跑步系统设计72.5 坡度调节及折叠系统设计82.6辅助锻炼系统92.7总体结构布局9第3章 电动机类型与参数的选择113.1 动力机的类型选择113.2 总传动比计算及传动比分配113.3 选择动力机功率123.4 确定电动机转速123.5 各轴转速、功率及转矩的计算13第4章 传动系统设计计算14

10、4.1带传动设计计算14第5章 执行系统设计195.1 轴的设计计算195.1.1轴结构的设计195.1.2强度计算205.2 滚动轴承的选择及寿命验算235.2.1.滚动轴承的选择235.2.2.轴滚动轴承寿命验算235.3 键联接的选择和验算235.3.1.键联接的类型和尺寸选择255.3.2.对电机轴上键联接的强度校核255.4滚筒要求25第6章 跑步板及跑步带设计266.1 跑步板266.2 跑步带276.3 跑带调整：两个螺栓调整法286.4 跑台润滑油的填加29第7章 人机学设计317.1 人体尺寸百分位数运用的基本原则317.2 电动跑步机的人机工程设计32第8章 外型结构设计3

11、68.1 基架的设计368.2 支架的设计368.3 前后罩37第9章 避震系统的设计38第10章 多功能设计3910.1 扭腰盘设计3910.2 连接结构设计3910.3 旋转结构设计3910.4 仰卧起坐架的设计40第11章 验算各折叠部分是否发生干涉现象40第12章 使用和维护4112.1.跑步机的维护与保养4112.2 跑步机使用方法和注意事项41第13章 总结43参 考 文 献42致 谢43附录 英语资料原文45附录 中文译文51IV第1章 绪 论1.1 设计题目背景电动跑步机，是近年来国际流行的大众健身器材，通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步。由于电动跑步机上的电子辅助装备

12、功能非常多，锻炼者可体验不同的跑步环境，如平地跑、上坡跑、变速跑等，可以根据自己的锻炼目的进行锻炼。跑步机在健身者运动时能显示出跑步时的速度、时间、心率、热量、节拍、距离等指标，使健身者能够随时根据自身的身体状况调节训练强度。1.2 研究意义跑步机属于健康器材类产品，由于跑步机驱动电机必须满足各种体重的人来使用。一般使用跑步机的目的有两种：健身和减肥瘦身；如果是减肥瘦身的人来使用，因为身体较肥胖，跑不快，因此驱动电机的低速必须转矩大才能使用。相反的，健身的人跑步快，但是重量轻，因此高速时的转矩需求较小；跑步机必须满足家庭成员每一个人都能使用，因此调速范围要宽广，低速转矩要大，才能满足不同重量的

13、人。目前跑步机使用的驱动装置以直流有刷电机为多，优点是价格便宜。跑步机双面宽厚的跑带让人有草坪般舒适感觉，马力强劲的电机带来恒久的动力，灵敏的控制器配合芯片让人在跑步过程中随心所欲，坚固的钢架以及防护装置使人的安全尽在掌握。电跑使人们在繁忙的工作之余仍然可以尽享运动的乐趣。通过这次毕业设计可以更好地检查大学四年来我们所学的基础知识、专业知识和实际操作能力；通过设计，我们可以更好的把课本所学的知识运用到实际操作中，而且可以锻炼我们的创新能力。1.3 国内外相关情况1996年之前,电动跑步机都是国外产品，进入家庭的大都是由自行车厂改制的生产厂制造的机械跑步机,国人对价格几万乃至十几万元的进口电动跑

14、步机望而生畏。1993年以后，随着国际产业结构的调整，韩国企业向我国转移，首先是山东祥和集团公司利用该地区电机、控制电源生产的优势，于1994年组建了专厂，通过充实机加工能力，结合国内外信息，祥和集团于1995年生产出了全部为自制部件的家用电动跑步机，并于次年的南昌体博会上参展。被誉为第一个民族品牌的汇祥电动跑步机，当年产量达到七千台，销量达到五千台，开了生产国产电动跑步机的先河。通过不停的技术改造，到2004年达到了年产十万台的生产能力，同年销售跑步机4.8万台，产值9360万元，销售收入7200万元，同时完成了ISO9001及欧盟CE认证，并被评为山东名牌产品。汇祥电动跑步机为扩大生产规模

15、合理利用生产资源，先后为一些国产企业贴牌生产，极大地提高了电动跑步机的国产占有率，也为众多企业提供了发展样品，带动了整个行业的蓬勃发展。目前，生产电动跑步机的企业集中在长江三角洲、山东半岛及粤、闽沿海地区，总数约为50余家，其中具备规模的约为15家，而合资、独资企业约占50%。1.4 选题意义本次论文的题目主要来源于实际的生产生活中。电动跑步机设计是时代和人民生活水平发展所需，非常具有现实意义。有力推进全民健身，拉动体育消费的，有效地带动了体育产业的长足发展，对提升中国体育用品公众认知度具有深远意义，对包括电动跑步机在内的体育用品业的发展，对促进体育用品业行业的整体提升，构筑规模效益，进入全

16、球市场，都将提供一个大舞台。12第2章 总体方案设计2.1 主要技术参数及要求2.1.1设计内容包括1、 跑步机跑步系统设计；2、 坡度调节系统设计；3、 折叠系统设计；4、 辅助锻炼系统设计。2.2.2主要技术参数：1、马力：4-6匹马力交流电机；2、坡度升降调节范围：015o ；3、速度范围：512公里/小时；4、占地面积：面积450550毫米15001600毫米；5、净重：小于200公斤；6、电机：跑步机专用可调电机；7、人机学：符合人机学；8、特制缓冲垫，起到减震效果；9、安全性：安全钥匙紧急停止开关和安全带。2.2 总体方案选择及评价2.2.1基本功能设计一台电动跑步机就是构建一条运

17、动的跑道（跑步带），跑道的运动方向与运动者的跑动方向相反，使得运动者能够在原地进行跑步锻炼，实现跑步机的功能，通常使用直流电动机驱动对跑步带进行驱动，控制速度，直流电动机通过半导体功率器件，使用脉冲宽度控制(PWM)方式实现调速。设计添加坡度调节系统和折叠系统，实现坡度调节，并能进行折叠以方便存放。2.2.2设计任务抽象化本次设计的任务是根据跑步者需要进行不同速度的跑步运动。并能实现多项健身运动。根据上述条件绘制黑箱如图2-1。黑箱图2-1黑箱信号跑动运动员信号动力源静止运动者2.2.3确定工艺路线本设计的工艺路线即从系统接到开始信号，驱动动力源，动力源通过传动系统把运动和动力传递给执行机构.

18、根据以上过程绘制工艺路线图，如图2-2。带动人跑步跑带运作动力信号图2-2工艺路线2.2.4构造设计实现跑步机各项功能，动力系统连接传动系统连接执行系统，包括坡度调节系统，折叠系统及辅助系统。2.2.5功能分解跑步机功能分解如下表表2.1跑步机功能分解多功能可折叠电动跑步机跑步功能跑步系统带传动电动调节坡度坡度调节系统齿轮齿条+杆机构手动实现折叠折叠系统杆机构手动辅助锻炼辅助锻炼系统轴与轴承手动安全防护安全防护系统 安全带，防滑道，急停开关控制选项电控系统 另行设计 对机器的动力功能，传动功能，执行功能进行功能分解。功能分解的目的是有更多的方案解用来参考，以便找到最优的设计方案。动力功能 传动

19、功能 执行功能2.3 确定边界条件2.3.1边界条件温度合适，环境洁净，控制噪音，体积适中，动力自动调节，节省能源。2.3.2方案评价1.执行机构的动力源考虑到本机器为小型非重载的机械，所以从方便简单启动考虑选择电动机提供动力。2.执行系统传动首先考虑带传动，因为带传动适用于非重载远距离的机械中，制造和设计比较容易是比较理想的传动机构。带传动即可实现准确降速进而较容易的实现机构所需的速度。3.启停制动功能此功能是为了操纵本机械的人能够不用切断电源的情况下实现执行系统的启动和停止。选择电脑程序的控制，操作选用触摸屏。急停按钮采用传统按钮形式。4.总结出设计最佳方方案，方案解如表2.2表2.2 最

20、佳方案解执行机构的动力源执行系统传动折叠坡度调节系统启停制动形式直流电动机带传动杆机构触摸屏2.4 跑步系统设计跑步系统由支架，电机，电控系统，带轮，多楔带，滚筒，轴，轴承，跑带，安全防滑道，安全带等部分组成，电控系统控制电机旋转带动带轮转动，通过带传动，实现一级变速。机器开始运行后跑带带动人在其上奔跑。通过两滚筒间距调节预紧跑带。跑带采用防滑带，带两侧设有防滑道，系统设置急停开关，以防止意外发生。跑步机是由电机带动，则跑步者须与跑带节奏保持一致，在跑步时出现意外，要迅速的使跑步带停下来，所以在跑步机设计时要尽多的考虑安全问题。防滑道跑带多楔带轮多楔带电机图2-3跑步系统2.5 坡度调节及折叠

21、系统设计坡度调节系统采用杠杆原理，手轮转动带动齿轮转动，然后将旋转运动传给齿条作直线运动，在与调节杠杆连接处施力，调节杆杆支点固定在跑步机支架上，通过杆机构调节实现坡度调节，原理图如图2-3。图2-4所示为折叠前后机构极限位置。支架跑道齿轮齿条手轮图2-4坡度调节及折叠机构=图2-5折叠前后示意图2.6辅助锻炼系统辅助锻炼系统包括扭腰盘旋转机构和仰卧起坐架，图四是扭腰盘旋转机构图2-6 扭腰盘旋转机构2.7总体结构布局整体布局结构要紧凑，在整体部局上要符合人机工程学原理。如图5所示。图2-7 总体结构布局图图2-8 总体布置简图综上所述：设计的多功能电动跑步机主要由机架、电动机、可调电源、跑步

22、皮带及仪表控制盘等组成，其特征在于框架与支架垂直连接，前轴与后轴分别装在框架的两端，前滚筒与后滚筒分别用轴承套装在前后轴上，跑步皮带张紧绕装在前后滚筒上，跑步皮带下装有支撑跑步板，从动皮带轮紧装在前滚筒的一端，电动机、可调电源,安装在框架的前端，控制传感器装在电动机上，速度传感器安装在紧靠在从动皮带轮的框架上，皮带调节螺栓一端连接在电动机外壳的孔板上，另一端连接在焊接于框架前端的孔板上，跑步机扶手架安装于支架的顶端，仪表控制盘安装于扶手架上。传动方式采用带传动机构，传动级为一级。跑步机配有坡度调节装置，可实现坡度调节，同时结合折叠功能的二合一设计。同时在支架上安有扭腰盘和伏地挺身架使机器实现其

23、多功能性。第3章 电动机类型与参数的选择3.1 动力机的类型选择根据工作负荷的大小和性质、工作机的特性和工作环境等选择。当人在跑步机上跑步或走路时，由于产生动量，跑步机所承载的重量是人体重的12.5倍，而电动机动力在这样的载重量下，能满足并维持所选择的速度，让人可以在跑步机上走跑自如。通常跑步机一个马力(1马力=736W)大概可提供5060公斤的承载重量，但跑步带面积大小也和跑步机马力有相当直接的关系，跑步机的马力越大，可以带动的跑步带面积也越大，所以衡量效率及安全性后，一般建议，跑步机合宜的持续马力应该至少1.5马力以上，如果人的体重有超过80公斤，则应选2.0持续马力以上的跑步机。此跑步机

24、设计标准为100公斤，则电动跑步机转用电动机ZYT42型永磁直流电动机该型电动机系大功率跑步机中配套的专用驱动元件，经一定的电磁、结构派生处理也可适用于相应的机械装置中作为驱动元件。该电动机显著的特点：具有转速精度高，当人在跑步机上运动时，是一个冲击负载，该机在这种冲击负载作用下一转不差，保持同步转速，如同在平地上一样感觉。表现在调速方便（可无级调速），调速范围宽，低速性能（启动转矩大），运行平稳，噪音低，效率高。3.2 总传动比计算及传动比分配当设计多级传动的传动装置时，分配传动比很重要。要做到尺寸紧凑，结构协调，成本低，维修方便。注意以下几点： 1) 各级传动比应在荐用值范围内。 2) 各

25、级传动间应作到尺寸协调，结构匀称。一般使iVB iG.若带传动的传动比分配过大，大带轮的外径v大于减速器中心 H 时，会造成尺寸不协调或安装不便。 3) 各级传动件彼此不发生碰撞现象。 4) 两级齿轮传动比可按下式分配 i1=(1.3 1.4)i2 i =(1.3 1.4)i -1/2 5) 传动比分配总传动比:i=n0/nW=3,据表4.2-9：取i多楔带=2.5，n0=4000r/min则跑带带传动比：i跑带=i/i多楔带=3/2.5=1.23.3 选择动力机功率传动筒所需功率： PW =FV /1000 传动装置的总效率 ： = 多楔带跑带2承按表4.2-9确定各部分效率如下：皮带传动效

26、率：多楔带=0.95；跑带= 0.90滚动轴承效率： 承 = 0.99则传动总效率：=0.950.900.992=0.816所需电动机功率： Pr = PW/ P电机=P/多楔带带轴承=27360.950.900.992=1668.76W取1670W3.4 确定电动机转速由表4.12-1查得电动机数据永磁式直流马达-型号：ZY120-8060 马达容量：1.5HP 电压：DC180V 功率：1.5KW转速：4000rpm3.5 各轴转速、功率及转矩的计算电动机轴 Po=Pr=1670w no=4000r/min 3989.5Nm前轴： P1=P0带 =16700.9=1503W n1=no/i

27、带=4000/2.5=1600r/min 8971Nm 后轴：P2=P1带=15030.95=1428w n2=n1/i12= 1600/1.2=1333.3r/min Nm上述结果汇于下表：轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转距T(Nm)传动形式传动比i效率1167040003989.52150316008971带传动2.50.95314281333.310230带传动20.9按工作要求条件选用电动跑步机专用永磁直流电动机结构，电压380伏，YT42型。第4章 传动系统设计计算4.1带传动设计计算输出功率P=1.5kw，满载转速n1=4000r/min，从动轴转速n2=1600r/mi

28、n，载荷有轻度冲击，使用5年。动力来源：电力三相交流380/220V。速度允差小于5%。选择电机为专门为跑步机生产的永磁直流电动机，传动功率P=1.7KW，主动轮转速为n1=3400r/min 传动比定为i=2.1 由于多楔带适于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合，特别能适应带轮直径小的传动，所以择之。 1、确定设计功率Pc由文献17 第14篇中表3-4，根据跑步机使用的特性，选择每天工作时间dmin=80mm对传动有利，按表3-6取标准值，取dd1=90mm小带轮有效直径：由多楔带直径系列表知demin=20mm,由表选取de1=33.5mm小带轮节圆直径dp1=de1+2e=33.5+21

29、2=36mm由表，e=1.2确定从动轮基准直径 dd2 dd2=n1/n2dd1=1420/50790=252mm 查表3-6取标准值dd2=250mm大带轮节圆直径dp2=idp1=233.5=67mm大带轮有效直径:de2=dp22e=6721.2=64.6mm由表，选de2=63mm4、计算带速v 验算带速V V=dd1n1/(601000)=901420/(601000)=6.68/s 在5 25m/s之间，故合乎要求。 v=dp1n1 /(601000) m/s 注意：v 离心力、离心应力FQ单位时间内的应力循环次数N v P=Fv/100可知，P一定时，F张紧力 一般v在525

30、m/s，最大30 m/s，在815 m/s较好 V=363400/601000=6.4 m/s 1200 符合要求。9、带每楔所传递的额定功率及其增量由带型，de1=33.5mm，n1=3400r/min按表8-55用插值法计算的p0=0.14kw由i=2, n1=3400r/min,有表8-55用插值法计算得p0=0.02kw10、计算带的楔数由表8-56用插值法计算K=0.97，KL=0.78Z=1.65/(0.160.970.78)=13.63由表8-51选取Z=1211，有效圆周力FT= Pd/v103 =0.26103=260N12作用在轴上的载荷确定初拉力F0 按式(3-30)查表

31、3-1得 q=0.1kg/mmF0 =500pc/vZ(2.5/k-1)+qv2 =5002.49/(6.683)(2.5/0.956-1)+0.16.682 = 125N Q=2F0Zsin(/2)=21252sin(1620/2)= 622.24N为设计轴和轴承，需确定带传动作在轴上的力Fr得Kr=1.57则 Fr=1.572600.995=406.16N根据计算跑步机传动机构选择12PJ450多楔带13. 多楔带带轮结构和尺寸选择要求：质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分均匀，转速高时要经过动平衡 ；轮槽工作面要精细加工(表面粗糙度一般为3.2)，以减少带的磨损；各槽的尺寸和

32、角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。材料：带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200；转速较高时宜采用铸钢(或用钢板冲压后焊接而成)；小功率时可用铸铝或塑料。带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径选择结构形式，并根据带的型号及根数确定轮缘宽度，根据带的型号确定轮槽尺寸d1=1.8d=1.825=45mm 查表7-8得 e=15，f=10，he =12，=6，=340，ba=11mm，hamin=2.75 B=(z-1)e+2f=(4-1)15+210=65mm L=2d=228=56mm 查表7-9得 =min=10mm，da1=da2+2ha=34mmda2=d

33、a2+2ha=65mm 小带轮D=33.5mm(2.5-3)d，采用实心式结构；大带轮D=63mm选取腹板式。小带轮随电机一起购买。以跑步机大带轮P12PJ63为例确定其结构和尺寸：要求带轮每毫米有效直径的轮槽轴向圆跳动公差值为0.002mm.轮槽表面粗糙度Ra的最大允许值为3.2。槽距e=2.340.0，槽角=40o0.5o 楔顶圆角半径rb,最小值为0.2，槽底圆弧半径rt最大值为0.4，检验用圆球或圆柱直径db=1.50.01,2X公称值为0.23，2N最大值1.22，f最小值为1.8，有效线差公称值e=1.2径向跳动公差0.25，槽间直径差值最大0.16。n槽数为12。带轮宽=112.

34、34+1.82=29.34mm取30mm第5章 执行系统设计5.1 轴的设计计算5.1.1轴结构的设计滚筒轴属于固定心轴只承受弯矩M0；不承受扭矩T=0；轴的毛坯一般用圆钢或锻件。1)结构设计应满足的基本要求：1、 轴与轴上零件应具有准确的工作位置定位要求2、 轴上零件应易于装拆和调整安装调整要求3、 轴上零件的固定应牢固可靠紧固要求4、 轴应具有良好的制造工艺性工艺要求5、 应尽量减少应力集中提高疲劳强度的要求2)轴的各部分结构名称制造安装要求：为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯轴；为使轴上零件易于安装，轴端和各轴段的端部应有导角；轴的形状和尺寸力求简单，以便于加工；轴上磨削的轴段有砂轮越

35、程槽；需车制螺纹的轴段，应有推刀槽。3)轴的材料选择：轴常在交变应力的作用下工作，其材料的要求是：强度高、刚度好、应力集中的敏感度小，抗疲劳，加工性能好，有的轴表面要求也较高。轴的材料主要采用中碳钢35或45钢和合金钢20Cr或40Cr等。最常用的是45#钢(含碳量0.45)，它具有较高的综合机械性能。此设计采用45#钢。4)轴的设计包括两个方面：结构设计：使轴具有合理的结构形状，良好的加工工艺性。强度计算：保证轴在载荷作用下不致断裂或产生过大的变形。轴的结构设计轴的端部应有45度倒角，以便安装时对中，防止锐边划手。轴的结构设计主要根据以下几个方面： 轴上零件的配置；轴上零件的固定；轴上零件的

36、装拆；轴的加工工艺性。轴上零件的固定可分为两个方向：周向固定：传递扭矩和运动。采用过盈配合轴向固定：防止零件在运转时产生轴向移动。5.1.2强度计算 由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用上式时，应取T=0。由于是固定心轴，考虑启动，停止等影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力。所以固定心轴的许用应力应为1.7-1 。最大弯矩M=0.54/2300=81N.M抗弯截面系数W=d4/64 =3.14(0.012)4/64=210-8 强度=M/W=81/(d4/64)=81/210-8=40MPa材料采用45号调质钢许用弯应力为40102则通过设计能承受足够的工作强度。轴

37、的材料选45钢，调质处理 估算前轴最小直径d1minA0(D/n)1/3=130(2.45/507)1/3=21.9m 取25mm 估算后轴安轴承处最小直径d2minA0(D/n)1/3=130(2.24/119.8)1/3=34.5mm 取35mm轴的强度计算已知：T1=43.98Nm，Q=622.24N,d1=48.78mm,=11.40,=20.3705.1.3按弯矩合成强度条件校核轴 1)画出空间力系图，如图所示。 Ft=2 T1/d1=(243.891000)/48.78=1800N Fr=Ft=1800N=666N Fa=Fttan=1490tan11.4=356N 3)求轴的弯矩

38、M，画弯矩图，如下图所示。 M1=M1H=48535Nmm 74213Nmm 72044Nmm 63806Nmm48535Nmm5） 画轴的扭矩图，31930Nmm,如下图所示。5) 求计算弯矩Mca，画计算弯矩图 根据：，并取，算得 6) 确定危险剖面，校核强度 根据图一中轴的结构尺寸，选择弯矩最大的剖面和弯矩较大、轴颈较细的剖面进行验算。 剖面的计算应力： 剖面的计算应力： 5.1.4按疲劳强度安全系数校核轴 45钢调质的机械性能参数：，剖面疲劳强度安全系数校核。 因轴单项转动，弯矩应力为对称循环变应力。扭剪应力按脉动循环处理。 ， ， 根据教材附表查取应力集中系数、绝对尺寸影响系数和表面

39、质量系数。 根据：， 查得：,并取，则 所以剖面疲劳强度满足要求。5.2 滚动轴承的选择及寿命验算5.2.1.滚动轴承的选择减速器中的轴承主要承受径向载荷，可采用角接触球轴承。轴上按4.6-2标准可得轴直径35mm，可得轴承代号7107C；前轴直径40mm，可得轴承代号7208C；后轴轴直径50mm，可得轴承代号7210C。轴承类型：深沟球轴承，轴承代号：6301 5.2.2.轴滚动轴承寿命验算R1=(R1H2+R1V2)1/2=841N R2=(R2H2+R2V2)1/2=1484N A1=653N A2=1009 查2.5-1得cr=15000N c0=10000N 载荷由1轴承承受 A1

40、/c0=0.035 e1=0.22 A2/c0=0 e2=0.22 A1/R1=0.77 e1，取X=0.44 Y=1.47取轻微冲击载荷fd=1.0p1=fd(x1R1+Y1A1)=1.00.56906.7+1.9347.2=1167.4NA2/R2=0.67e2 由表2.5-1得 X2=1 Y2=0此轴承受力矩载荷 fm=1.5 轻微冲击载荷fd=1.0p2=fdfm(x2R2+Y2A2)=1.50.562088.1=1754N p2 p1 故按p2计算轴承寿命。温度系数ft由9-4得ft=0.85。 轴承适用第6章 键联接的选择和验算6.3.1.键联接的类型和尺寸选择由于精度为8级，应有

41、较好对中性，故选圆头普通平键。键的材料：45钢。电机轴上的键：轴径为54mm、41mm，采用不同键宽，选键149和128，选键长分别为L=45mm、L=70mm。6.3.2.对电机轴上键联接的强度校核键联接的失效形式是轴、轮毂和键三个零件中较弱零件的压溃。故应进行挤压强度校核。键工作长度：L=L-b=50-10=40mm 由表5-1查得：p=100N/mm2 p=4T/dhL=443890/20640=19.2N/mm2p，安全第7章 跑步板及跑步带设计7.1 跑步板电动跑步机的跑步板，它由基板以及覆盖在基板上或上下两个表面的导电耐磨层构成。导电耐磨层既可长期承受跑步带的摩擦，使用寿命高；又可随时将摩擦产生的静电荷通过底座导出，避免静电对人体的不舒感和对跑步机造成的损害。基