新型踏步式健身自行车的设计
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用碟刹 刹车 ． 实践证 明 ， 踏 步 式 健 身 自行 车 操 作 方 便 。 安 全可 靠 。 无碳 环保 ． 关 键词 ： 踏 步 式 健 身 自行 车 ； 链传动； 圆锥 齿 轮 传 动 ； 单 向轴承 ； 碟 刹 中图 分类 号 ： Ｔ Ｈ １ ６ Ｕ ４ ８ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２—４ ０ ２ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ５—０ ０ ５ ０—０ ３
新 型 踏 步 式 健 身 自行 车 ， 以 使 踏 步 式 自 行 车 的
设 计更 成 熟， 使 用 者 在操 作 时更 方便 、 舒适 ， 同 时无 碳 环 保 ．
２踏 步 式 自行 车 的 设 计 方 案
２． １ 踏 步 式 自 行 车 的 结 构 组 成
机 工 程 学 的要 求 应 考 虑 人 体 前 臂 长 的尺 寸 ， 以成 人 女 子第 ９ ５百 分 数 值 为 设 计 依 据 ，同 时 考 虑 余 量， 踏板 定位尺寸设计为 ２ ４ ０ ｍｍ．
为： ９ ２ ０ ～１ ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ． 为满足大多数使 用者需要， 肩 宽 以成 人 女 子 第 ９ ５百 分 数 值 为 设 计 依 据 ，同 时 考 虑 适 当 的活动 空 间， 车 把 宽设 计为 ４ ４ ０ ａｍ． ｒ 踏 板 定 位 尺 寸 是 踏 板 中 心 与 车 把 的 垂 直 距 离 ，按 人
广 东技 术 师范学 院学 报 （ 自然科 学 ）
２ ０ １ ５年 第 ５期
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｐｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｎｏ ． ５， ２ ０１ ５
２． ２传 动 装 置 的 设 计 方 案
踏 步 式 自行 车 主 要 包 括 ： 车把 、 前轮 、 车体 、
２ ． ２ ． １传 动 装 置 的 组 成 见 图 ３ ． ２ ． ２ ． ２ 传 动 装 置 的 工 作 原 理 ２ ． ２ ． ２ ． １人 脚 踏 动 左 （ 右） 踏板 ， 踏 板 带 动 链
图 １ 未 加 保 护 盖板 Ｕ Ｇ 三维 图 图 ２ 加保护盖板 Ｕ Ｇ 三 维 图
棘 轮 有 单 向传 动 的特 点 ， 所 以 即使 ６ 、 ７来 回往 复
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ２ —２ ２
作 者简 介 ： 高波（ １ ９ ７ ３ 一） ， 女 ， 广 东技 术 师范 学 院天河 学 院讲 师． 研究 方 向 ： 机 械设 计及 自动化 ， 材料成型（ 模 具 设 计
与研 究 ） ．
．
５ ２．
高 波 ， 黄健 龙 ， 朱展 宇 ： 新 型 踏 步 式 健 身 自行 车 的 设 计
第 ５期
０． ２ ７ ７ ｋ Ｗ， 主 动链 轮转 速 ｎ ＝ ２ １ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ， 从 动 链 轮 转 速 ￣＝ ３ ７ ８ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ． 传动 比 ｉ ３ ＝１ ． ８． 确定链条型号、 链 节 数 、 排数、 链 轮 齿 数
条 ３长 链 条 ，使 ３长 链 条 在 １大 链 轮 ａ 、 ２大 链 轮 ｂ以及 １ ３小 链 轮 ｂ上 来 回 运 动 ． ２ 。 ２ ． ２ ． ２使 得 ｌ ３小 链 轮 ｂ 顺 逆 时 针 往 复 运 动 ， 与此 同时左 （ 右 ） 踏 板 带 动 ３长 链 条 ， ３长 链
条 带动 右 （ 左 ） 踏板 向上运 动 （ 即 自动 复 位 ） ， １ ３ 小 链 轮 ｂ的 顺 逆 时 针 往 复 运 动 又 带 动 ４轴 ａ ， 使
得 １ ２小 直齿 锥 齿 轮 也 来 回往 复运 动 ，同 时 带 动
６、 ７带 棘 轮 结 构 的 直 齿 锥 齿 轮 往 复 运 动 ， 但 由 于
１ 前 言
目前 ，随 着 人们 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ， 健
左右踏板 、 传动装置和后轮， 如图 １ ， ２所 示 ． 正 常成人男女 人体主要 尺寸按 Ｇ Ｂ１ ０ ０ ０ ０ — ８ ８ 标 准进 行选 择， 车 把高设 计 成可 调节 的， 其 调 节
身， 休 闲， 娱 乐 已是人 们追 求 的时 尚 ， 各 种 相 应 健 身器 械也 不断 涌现 出来 ， 如 ： 滑板 车 ， 踏 步 机
新 型 踏 步 式健 身 自行 车 的设 计
高 波 ， 黄健龙 ， 朱展 宇
（ 广 东技 术 师范 学 院天河 学 院 ， 广东 广州 ５ １ ０ ５ ４ ０） 摘 要 ： 踏 步 式 健 身 自行 车 主 要 利 用 人 体 自身 重 力 作 为 动 力 来 源 ， 采 用踩 踏运 动 方 式 。 集健身、 休 闲、 娱 乐 于 一 体 的健 身 自行 车 ． 传 动装 置 主 要采 用链 和 圆锥 齿轮 联合 传 动方 式 ， 以保 证 一 定 的 工 作 行 程 和速 度 ， 采 用 安 装 单 向轴 承 的 链 轮 和 飞 轮 使 主 轴 的 运 动 灵 活 、 可靠。 可避 免倒 车不 畅的 问题 ． 刹 车 装 置 采
ｈ
化 为 驱 动 轴 的 单 向运 动 ． ４． ２安 全 可 靠 ． 重 心低 ， 踏 板 最 低 点 离 地 面 仅 ５ ０ ｍｍ； 比 同 类 型 的 踏 步 自行 车 低 了 １ ５ ０ ｍｍ
４． ３可 以 轻 松 实 现 倒 车 ． 用双棘轮结 构 ． 可 以 轻松实 现倒车．
等 ， 本 设 计 主要 结 合 二 者 的 优 特 点 ， 基于人一 机一
环 境 系 统 中 ， 按 人 机 工 程 学 原 理 进 行 设 计 一 种
范 围按 成 人女 子 肘 高第 １ ０百 分 数 值 到 成 人 男 子肘高第 ９ ５百 分 数 值 进 行 设 计 ，可 调 范 围 设 计
新 型 踏 步 式 健 身 自行 车 ， 以 使 踏 步 式 自 行 车 的
设 计更 成 熟， 使 用 者 在操 作 时更 方便 、 舒适 ， 同 时无 碳 环 保 ．
２踏 步 式 自行 车 的 设 计 方 案
２． １ 踏 步 式 自 行 车 的 结 构 组 成
机 工 程 学 的要 求 应 考 虑 人 体 前 臂 长 的尺 寸 ， 以成 人 女 子第 ９ ５百 分 数 值 为 设 计 依 据 ，同 时 考 虑 余 量， 踏板 定位尺寸设计为 ２ ４ ０ ｍｍ．
为： ９ ２ ０ ～１ ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ． 为满足大多数使 用者需要， 肩 宽 以成 人 女 子 第 ９ ５百 分 数 值 为 设 计 依 据 ，同 时 考 虑 适 当 的活动 空 间， 车 把 宽设 计为 ４ ４ ０ ａｍ． ｒ 踏 板 定 位 尺 寸 是 踏 板 中 心 与 车 把 的 垂 直 距 离 ，按 人
广 东技 术 师范学 院学 报 （ 自然科 学 ）
２ ０ １ ５年 第 ５期
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｐｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｎｏ ． ５， ２ ０１ ５
２． ２传 动 装 置 的 设 计 方 案
踏 步 式 自行 车 主 要 包 括 ： 车把 、 前轮 、 车体 、
２ ． ２ ． １传 动 装 置 的 组 成 见 图 ３ ． ２ ． ２ ． ２ 传 动 装 置 的 工 作 原 理 ２ ． ２ ． ２ ． １人 脚 踏 动 左 （ 右） 踏板 ， 踏 板 带 动 链
图 １ 未 加 保 护 盖板 Ｕ Ｇ 三维 图 图 ２ 加保护盖板 Ｕ Ｇ 三 维 图
棘 轮 有 单 向传 动 的特 点 ， 所 以 即使 ６ 、 ７来 回往 复
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ２ —２ ２
作 者简 介 ： 高波（ １ ９ ７ ３ 一） ， 女 ， 广 东技 术 师范 学 院天河 学 院讲 师． 研究 方 向 ： 机 械设 计及 自动化 ， 材料成型（ 模 具 设 计
与研 究 ） ．
．
５ ２．
高 波 ， 黄健 龙 ， 朱展 宇 ： 新 型 踏 步 式 健 身 自行 车 的 设 计
第 ５期
０． ２ ７ ７ ｋ Ｗ， 主 动链 轮转 速 ｎ ＝ ２ １ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ， 从 动 链 轮 转 速 ￣＝ ３ ７ ８ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ． 传动 比 ｉ ３ ＝１ ． ８． 确定链条型号、 链 节 数 、 排数、 链 轮 齿 数
条 ３长 链 条 ，使 ３长 链 条 在 １大 链 轮 ａ 、 ２大 链 轮 ｂ以及 １ ３小 链 轮 ｂ上 来 回 运 动 ． ２ 。 ２ ． ２ ． ２使 得 ｌ ３小 链 轮 ｂ 顺 逆 时 针 往 复 运 动 ， 与此 同时左 （ 右 ） 踏 板 带 动 ３长 链 条 ， ３长 链
条 带动 右 （ 左 ） 踏板 向上运 动 （ 即 自动 复 位 ） ， １ ３ 小 链 轮 ｂ的 顺 逆 时 针 往 复 运 动 又 带 动 ４轴 ａ ， 使
得 １ ２小 直齿 锥 齿 轮 也 来 回往 复运 动 ，同 时 带 动
６、 ７带 棘 轮 结 构 的 直 齿 锥 齿 轮 往 复 运 动 ， 但 由 于
１ 前 言
目前 ，随 着 人们 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ， 健
左右踏板 、 传动装置和后轮， 如图 １ ， ２所 示 ． 正 常成人男女 人体主要 尺寸按 Ｇ Ｂ１ ０ ０ ０ ０ — ８ ８ 标 准进 行选 择， 车 把高设 计 成可 调节 的， 其 调 节
身， 休 闲， 娱 乐 已是人 们追 求 的时 尚 ， 各 种 相 应 健 身器 械也 不断 涌现 出来 ， 如 ： 滑板 车 ， 踏 步 机
新 型 踏 步 式健 身 自行 车 的设 计
高 波 ， 黄健龙 ， 朱展 宇
（ 广 东技 术 师范 学 院天河 学 院 ， 广东 广州 ５ １ ０ ５ ４ ０） 摘 要 ： 踏 步 式 健 身 自行 车 主 要 利 用 人 体 自身 重 力 作 为 动 力 来 源 ， 采 用踩 踏运 动 方 式 。 集健身、 休 闲、 娱 乐 于 一 体 的健 身 自行 车 ． 传 动装 置 主 要采 用链 和 圆锥 齿轮 联合 传 动方 式 ， 以保 证 一 定 的 工 作 行 程 和速 度 ， 采 用 安 装 单 向轴 承 的 链 轮 和 飞 轮 使 主 轴 的 运 动 灵 活 、 可靠。 可避 免倒 车不 畅的 问题 ． 刹 车 装 置 采
ｈ
化 为 驱 动 轴 的 单 向运 动 ． ４． ２安 全 可 靠 ． 重 心低 ， 踏 板 最 低 点 离 地 面 仅 ５ ０ ｍｍ； 比 同 类 型 的 踏 步 自行 车 低 了 １ ５ ０ ｍｍ
４． ３可 以 轻 松 实 现 倒 车 ． 用双棘轮结 构 ． 可 以 轻松实 现倒车．
等 ， 本 设 计 主要 结 合 二 者 的 优 特 点 ， 基于人一 机一
环 境 系 统 中 ， 按 人 机 工 程 学 原 理 进 行 设 计 一 种
范 围按 成 人女 子 肘 高第 １ ０百 分 数 值 到 成 人 男 子肘高第 ９ ５百 分 数 值 进 行 设 计 ，可 调 范 围 设 计