脚踏摆动式健身踏板车毕业设计论文

第1章绪论

随着我们国家经济的发展，人们生活水平不断提高，在物质生活得到满足的前提下，人们开始追求更高的生活质量，通过不同的方式使生活变的更加丰富多彩。由于这样或那样的原因，健身器材越来越受人们所青睐。我们随处可以感受到人们对健身的重视，不管是老年人，中年人还是儿童都会选择一定的方式来健身。选择什么样的健身方式和选择什么样健身器材也是值得人们所考虑的问题。

健身器材起源于20世纪70年代初的美国和加拿大，它的发明是一个很让人认可的事，将人们的运动由室外转向室内，这是一个创举。我们不用为每天刮风下雨影响锻炼效果而在意，这样就使得跑步机成为健身器材中最受欢迎的设备。经过30年的工业创新，使的美国及加拿大的产品成为全球健身器材产品的领跑者，人们意识到了健身器材工业是一个朝阳产业，而且越来越为广大使用者接受。我国到了90年代末才出现了一些厂家生产健身器材，这是我国健身器材工业的开始。

现在大多数的健身器材都是固定在某个场所，如健身俱乐部，体育场馆和家庭等。这样的健身器材虽然能够达到一定的健身目的，但是很难提升人们健身的乐趣。怎样才能让人们既达到了健身的目的，又对健身产生乐趣。一种新型的健身器材—脚踏摆动健身踏板车的产生可以为我们解决这些问题。它的使用场合很广，如在上学的路上，在上班的路上都可以健身，健身变得方便和具有乐趣。在健身的同时可以享受大自然的美丽，给人们在身体上和精神上的享受。脚踏摆动式健身踏板车在许多方面优越于现有的运动健身器材，使其更具有市场，会越来越受人所青睐。脚踏摆动式三轮健身踏板车设计为自拟课题，具有创新的设计，要综合考虑机械运动原理、机械设计学和人因工程学方面的知识。这次设计对我来说是一次很好的锻炼机会，通过老师的指点，同学的帮助，对课题的内容进行了探索和设计，现将设计过程和内容阐述于下。

第2章健身器材的现状与发展

2.1健身器材的产生与发展过程

2.1.1健身器材的产生

健身器材起源于20世纪70年代初的美国和加拿大，它的发明是一个很让人认可的事，将人们的运动由室外转向室内，这是一个创举。我们不用为每天刮风下雨影响锻炼效果而在意，这样就使得跑步机成为健身器材中最受欢迎的设备。经过30年的工业创新，使的美国及加拿大的产品成为全球健身器材产品的领跑者，人们意识到了健身器材工业是一个朝阳产业，而且越来越为广大使用者接受。我国到了90年代末才出现了一些厂家生产健身器材，这是我国健身器材工业的开始。

2.1.2健身器材的发展

健身器材从当初单一的跑步机、室内自行车等发展到现在的多功能健身车、健身椅等等，容入越来越多的科学技术与科学的健身方法，使得健身越来越有成效。健身器材同时也向室外发展，我们可以在居民小区里看到一些健身器材，那些健身器材小巧，使用方便，适合大众化的健身需求。作为一种室外健身器材，脚踏摆动式健身踏板车有它独特的优势，那就是能够移动健身，能够在上班的路上、上学的路上，在公园休闲时体验健身。

2.2脚踏摆动式三轮健身踏板车的特点

脚踏摆动式健身踏板车具有传统踏板车的小巧，灵活，可以折叠等等特点，正得到越来越多的健身爱好者的喜爱。它又有独特的设计，那就是具有动力装置，使踏板车得到了改进与发展，健身者通过脚踩踏板，使动力通过动力装置传递给车轮，从而使得车子前进。它能够达到时速20公里，动力装置由棘轮和齿轮机构组合而成，由于单一的基本机构往往由于其本身所固有的局限性而无法满足多方面的要求，采用组合机构，既发挥了各基本结构的特长，又避免各机构的局限性，形成一种新的机构系统。在脚踏摆动式健身踏板车启动的时候，由于棘轮存在较大的空程，齿轮转速越小，空程影响越明显，所以只有当车子获得一定的初速度后才能踩动踏板，而在静止状态下直接踩动踏板将不能获得理想效果。

2.3脚踏摆动式三轮健身踏板车的组成

脚踏摆动式健身踏板车主要包括以下5部分的内容：

1. 车架

2. 折叠装置

3. 动力装置

4. 车轮

5. 其他装置

下面就脚踏摆动式健身踏板车方案的可行性进行分析，对健身车5个部分的设计进行计算和说明。

第3章 脚踏摆动式三轮健身踏板车的设计计算与说明

3.1脚踏摆动式三轮健身踏板车可行性分析

脚踏摆动式健身踏板车采用脚踩踏板使不完全齿轮摆动，不完全齿轮带动齿轮棘轮组合件，传递给齿轮机构，再通过链条把动力传递到车轮，实现整个动力的传递。如踏板车要求时速达到20公里，那么后轮的线速度为[1]。

20/ 5.56/v r km h m s ω=⋅== （3.1） 后轮的转速（选择直径为300的轮子）

/2 5.56/(2 3.140.15) 5.9/n v r r s π==⨯⨯= （3.2） 取不完全齿轮的转速

40.167/n r s =

4/ 5.9/0.16735.4i n n ===总 （3.3） 齿轮总的传动比为35.4,齿轮传动为二级齿轮增速机构，传动比分别为3.3和4.3。链传动的传动比为2.5。也就是说只要使两个齿轮每秒转过60度就可以保证踏板车有20km/h 的速度。动力传递方面，取踏板车和人的总重量为80kg ，与地面的摩檫系数取0.1。

后轮传递提供的功率[2]。

0.18010 5.560.448P FV mg kw μ===⨯⨯⨯= （3.4） 其余各轴所传递的功率分别为

1/0.950.448/0.950.468P P kw === （3.5） 21/0.920.448/0.920.51P P kw === （3.6） 32/0.920.448/0.920.554P P kw === （3.7） 人只要提供0.554kw 的功率就可以是踏板车运动。

3.2脚踏摆动式三轮健身踏板车的原理

大自然离我们有多远，我们离健康就有多远。身处城市，我们的运动健身空间被压缩。但是空间少了并不意味着放弃运动健身。我们需要一种运动健身器械，它应满足：