阻尼可变式跑步机健身器材设计【开题报告】

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1、毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化阻尼可变式跑步机健身器材设计1　选题的背景与意义跑步是目前国际流行并被医学界和体育界给予高度评价的有氧健身运动，是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式，也越来越受到大家喜爱。只是随着都市的大气变得污浊，生活节奏变得紧张，户外长跑变得不那么流行了，而跑步机则成了时下健身最热门的健身器械。跑步机不仅可以让我们免受汽车尾气之苦，也使我们可以选择自己方便的时间随时锻炼。传统的机械式跑步机，通过锻炼者自身臂部、膝部、踝关节及相关肌肉产生向后的推力，推动跑步机产生运动。这类跑步机简单，耐用，省电。但是脚踏板皮带旋转所需的力量

2、是固定的，因为对于不同的人群，所需的力量不同，所以达不到锻炼的要求。电动式跑步机，运动性能不错，是市场上主流的跑步机，但是价格昂贵，而且耗电量巨大，了达到安全舒适的目的，跑带越来越宽、越来越长，相应占地面积比机械跑要大。对于传统的机械式跑步机，在前滚轮结构处加入磁流变液阻尼器，可以通过电流来控制所需力量的大小，从而达到各个运动者的要求。设计这种跑步机的关键在于磁流变液阻尼器的设计。通过跑步机的设计，可以了解有关磁流变液的知识，阻尼器的结构原理，跑步机的结构原理，更好的掌握机械方面的原理知识。并且，通过此设计，可以更好的理解体育锻炼的重要性，科学的健身方式的

3、意义。2　研究的基本内容与拟解决的主要问题2．1　研究的基本内容（1）跑步机基本功能跑步机的基本功能就是构建一条运动的跑道（跑步带），跑道的运动方向与运动者的跑动方向相反，但速度必须自动保持一致，这样就使得运动者能够在原地进行跑步锻炼了。实现跑步机的功能，对跑步带的速度控制：通过磁流变液阻尼器调节阻尼大小，得到锻炼者所需的力大小。（2）跑步机的构造设计此跑步机主要由机架、电源、磁流变阻尼器、跑步皮带、滚筒、轴及控制面板组成，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

4、皮带下装有支撑跑步板，从动皮带轮紧装在前滚筒的一端，电源安装在框架的前端，控制传感器装在电源上，跑步机扶手架安装于支架的顶端。传动方式采用带传动机构，传动级为一级。（3）磁流变液的技术特点磁流变液[9](magnetorheologicalfluids/MRF)是一种在外加磁场作用下流变特性发生急剧变化的材料。它在无外场作用下表现为流动良好的液体状态，然而在强磁场作用下可在短时间(毫秒级)内表观粘度增加两个数量级以上，并呈现类似固体的力学性质，其强度由剪切屈服应力来表征;而且粘度的变化是连续、可逆的，即一旦去掉磁场后，又变成可以流动的液体。[11]（4）磁

5、流变阻尼器[10][11]的主要结构设计采用回转式磁流变盘式阻尼器。结构简单，主要有转轴、阻尼结构部分、滚珠轴承、轴承隔磁环、密封、磁场产生线圈、保护圈等部分组成。当然设计还包括阻尼间隙的确定设计。1）主要结构就是采用下面图所示结构：力矩调控式磁流变力矩伺服装置图1力矩调控式磁流变力矩伺服装置1．普通平键2．主轴3．左轴承4．左端盖5．油封6．注射孔7．左壳体8．励磁线圈9．右壳体10．铜圈11．O型橡胶圈12．阻尼盘13．阻尼间隙（有效工作的MRF）14．右端盖15．右轴承16．铝质隔磁环2）磁流变力矩伺服装置建模、分析图2阻尼器的输出转矩分析转矩公式：

6、tB=aBeTZ=4ptB(r13-r03)/3+phw(r14-r04)/h2．2拟解决的主要问题首先，测试不同的人跑步时所需的阻尼力大小，选择合理的磁流变液，通过电流来控制阻尼器的阻尼大小，通过力学分析，计算不同电流对应的阻尼力的大小，从而设计出合理的阻尼器。3研究的方法与技术路线3．1研究的方法通过收集大量国内外专利文献和研发资料，分析市场上各种跑步机的结构原理和特点，分析当前跑步机的技术特点和产品的优缺点，改进局部缺点，提出本课题阻尼可变式跑步机的设计思路和方案，并画出三维实体模型。3．2跑步机系统框图1．支架2．3前滚筒、前轴4．磁流变阻尼器5、

7、6．后滚筒、后轴7．控制面板8．跑步皮带9．电源3．3技术路线如下资料查找、收集磁流变阻尼器设计理解设计相关原理跑步机外机构设计控制电路设计跑步机总机构设计完成三维实体绘制评价并完成设计4研究的总体安排与进度1-3周：理解设计任务，收集资料；完成外文翻译；完成文献总数和开题报告；4-7周：总体结构与主要零件设计；8-12周：零件图纸绘制；13周：完成毕业设计说明书，准备答辩。参考文献[1]濮良贵主编．机械设计．第七版．北京:高等教育出版社，2001．[2]吴宗泽主编．机械设计课程设计手册．第二版．北京:高等教育出版社，1999．[3]孙恒主编．机械原理．第

8、七版．北京:高等教育出版社，2006．[4]王晓光，武永强．考虑人