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毕业设计

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第 1 章：了解健身椅

1、健身椅概述

2、健身椅的保养

第二章：健身椅设计基础知识

1.健身椅结构

2、健身椅配件

3、健身椅的技术要求

4、健身椅的设计原理

第三章：人体工程学与健身椅的联系

1、人体工程学在健身椅上的应用

第四章：健身椅的设计

1. 设计目的

2.设计要求

3. 重点难点分析

4. 设计三个视图

第 5 章：结论和参考文献

结论

2. 参考文献

第 1 章：了解健身椅

1、健身椅概述

健身椅是近几年兴起的一种健身器材。健身椅是家庭和健身房中常见的器材，是目前家庭健身器材中结构最简单的一种，是家庭健身器材的最佳选择。健身椅，主要是在座垫和靠背的适当位置设置一根枢轴杆，使枢轴杆延伸到身体的前部和上部，使另一端枢转在前脚、后脚、中梁、后脚梁的适当位置。它具有结构简单、可靠性高的优点，在各类健身场所和家庭中得到了广泛的应用。按照人体工程学设计的健身椅，满足了普通人的健身要求，这样的设计是科学合理的。

2、健身椅的保养

1、定期清洁机身及机身下的灰尘，建议用柔软的棉布轻轻擦拭，切勿使用酸性清洁剂。

2、定期检查健身椅内是否有异物，如口香糖，小生物等，如发现异物应立即清除。

3、定期检查健身椅各连接处的紧固情况。

4、定期检查健身椅各个连接处的摩擦情况，并涂上硅油，保证健身椅各个连接处的顺畅运行。

5、齿轮润滑：采用定时注油润滑，由于啮合齿轮不能浸泡在油中，因此只能采用人工定时注油润滑。

6、轴承润滑：滑动轴承固定在轴上，在法兰内滚动，通过法兰上部的油标给滑动轴承加油，轴承内部加毡圈油封，防止油外流，轴承外部加透明盖固定密封。

7、润滑油的选择：齿轮与轴承最好使用同一种润滑油，这样比较方便，考虑到该装置为小型设备，所以选用L-AN15润滑油。

8、搅拌桶与搅拌轴之间装有挡圈，防止面粉、灰尘进入法兰盘，也进一步加强了毡圈油封的密封效果。

第二章：健身椅设计基础知识

1.健身椅结构

健身椅的主要部件有前脚、后脚、中梁、后脚梁、座垫、靠背。前脚、后脚、中梁、后脚梁采用50mm×50mm×t1.5mm方钢管问鼎娱乐，座垫、靠背钢架采用25.4mm×25.4mm×t1.5mm方钢管，靠背支架为23mm×23mm×t1.5mm方钢管。前脚垫为50mm×150mm×t4mm方钢板，后脚垫为50mm×50mm×180mm方钢管。对于一些与人接触的部位，根据实际需要采用倒角处理。

2、健身椅配件

健身椅主要零件有前脚、后脚、中梁、后脚梁、座垫、靠背组成。前脚、后脚、中梁、后脚梁组成。所用标准件为螺栓M10×70、螺母M10；非标准件为直径12mm的螺纹轴，配外径12mm的尼龙螺母，螺栓M10×18，作为螺栓螺母使用。所用钢管材料（高抗拉强度低碳钢材料）为50×50和45×45规格，横梁为1英寸×1英寸，壁厚1.5mm，前脚钢板厚4mm。

标准件：螺栓M10×70、螺母M10、垫圈M10

非标件；螺纹轴直径12mm，配外面直径12mm的尼龙螺母，螺栓M10×18，作为锁紧螺栓螺母使用。

3、健身椅的技术要求：

1. 材料要求

设计时所采用的钢材要有足够的刚度和硬度，能够承受足够的人体重量，还应注意构件的力学性能和材料的力学性能。

2. 坐垫

座垫分为两层，上层为软海绵，下层为硬海绵。

图1 座垫

3、人站在健身椅上，背部靠在健身椅的脚凳和脚踏板上，通过附加的举重装置进行举重训练。

图2 脚踏板 图3 支撑架

4、靠背高度可根据不同人的不同习惯任意调节，靠背高度可根据不同人的不同身高上下调节，坐垫上下移动距离每次可调节100CM。

两只脚的宽度设置为900CM，充分考虑到使用过程中，手臂可以在较小范围内活动，从而避免运动时发生碰撞。

5、旋转轴承的结构：旋转轴主要是用来连接健身椅的固定板与活动板，使健身椅能够调整高度。

6、健身椅采用直轴连接方式，轴是机械的重要零部件之一，进行旋转运动的各种零部件都必须安装在轴上才能运动，轴的材质、应力大小直接影响轴的性能，因此，为保证健身椅上轴能有足够的应力和硬度，本节在节约成本、使用方便的前提下，对其材质选择、应力情况进行详细研究。

7. 轴材质

图4 轴材质

轴常用的材料有碳素钢、合金钢，选择时要综合考虑轴的受力、刚度及耐磨性、加工工艺、材料来源及价格，参考轴的常用材料及主要力学性能表（我选择的是Q235普通碳素钢，价格便宜，易得，适用于载荷较小的场合）。

8、轴的轴向定位通常通过轴肩、轴套、轴端挡圈、圆螺母等来实现。我们选用了轴套方式，即通过圆孔来支撑轴，两段之间用圆螺母固定。

为了装配方便，轴端应倒角，一般为45度，避免装配时划伤轴上零件孔壁，应采用过盈配合装配。

9、健身椅的键均为静连接，选用GB1096-79半圆头平键C855，材料为钢材，许用挤压应力为100。根据参考文献[13]P103中公式6-1计算

10、强度符合性：轴的设计和强度验证，按照弯曲和扭转组合应力进行轴强度验证。

设计轴的尺寸由参考文献[13]中的公式15-2给出。

图5轴受力图

图6 H轴力与力矩图

图7 V型面力与弯矩分析图

10.加工工艺：毛坯制造-强化处理-加工-钳工加工-表面处理

健身器材加工主要有：零部件加工主要有冲压加工、钢材切割加工、焊接等方式，对于一些与人接触的部位，根据实际情况需要进行倒角处理。

健身椅支架上的孔位（孔位加工工艺）：

中心孔是轴类零件的基准，是轴类零件的工艺基准，也是轴类零件的测量基准，所以中心孔在轴类零件中起着非常重要的作用。

由于健身椅对孔的精度要求不高，所选零件的标准公差等级为IT10-IT12，其标准公差值在0.04-0.012mm之间。中心孔的加工流程为：材料准备-钻中心孔-钳工校正

这种加工方法：一方面保证零件两端中心孔轴线的同轴度误差控制在公差要求范围内，另一方面保证中心孔锥面的几何形状误差和表面粗糙度控制在允许范围内，以提高加工效率，降低加工成本。

提高加工中心孔几何精度和降低表面粗糙度的方法&

中心孔的质量主要受中心孔的几何精度、表面粗糙度和锥面的影响。中心孔锥面的加工方法很多，常用的加工方法有以下几种：

（1）中心钻直接加工圆锥面

（2）用硬质合金激光制作锥面

（3）用铸铁棒磨削锥面

. T: x* j& f# Z- Z2 L/ \* o （4）用橡胶砂轮磨削锥面

（5）用万能磨床磨削锥面

（6）用中心孔磨床磨削锥面

零件两端中心孔轴线的同轴度是通过车削中心孔来保证的，中心孔锥面的几何形状和表面粗糙度也是以车削中心孔为依据的，磨削中心孔锥面是提高锥面几何精度、降低表面粗糙度的辅助方法。

焊接工艺（Q235钢的焊接性）：

由于低碳钢含碳量较低，一般情况下焊接不会产生严重的淬硬或淬硬组织。焊接后低碳钢接头具有良好的塑性和冲击韧性。焊接过程有一半不需要预热、控制层间温度和后加热，也不用采用热处理来改善焊后组织。整个焊接过程不需采取任何特殊的工艺措施，焊接性优良。

图8 焊接方法

在健身椅支架焊接时，要选用角接头焊接方法，角接头方法虽然不是最好的焊接方法，但是对于一些特殊部位的焊接，如管道、法兰、夹套、管板及法兰等，经常会用到角接头方法，很适合用来焊接健身椅支架。

4、健身椅的设计原理

尺寸设计：众所周知，健身椅对于人体工学的要求非常高，必须充分考虑人体各个部位的数据。为了保证设计出来的产品的准确性和实用性，下面是参考几本《人体工学》方面的书籍，对健身椅的一些参数进行设定的依据。

1、前脚钩及主梁尺寸（前脚钩基本图）：

图9 前钩 图10 主梁

三个圆圈为D=20mm、L=15mm的钢套，最前面为d1，最上面为d2，最下面为d3。

主要尺寸：三个钢套的位置尺寸、挂钩的长度、位置尺寸。

D1钢套所在钢管长度为357mm，顶端3mm与垂直方向夹角为77度，所用人体尺寸为小腿长度Ⅲ型尺寸369mm，根据计算公式加上功能性矫正量-12mm计算得出。

D1、D2与中心螺栓孔之间的距离为25mm，该尺寸是根据材料性质、冲孔加工、产品性能等因素选定的，D3所在钢管长度为436mm，是由柄长Ⅲ尺寸369mm+功能修正量67mm得到的。

钩位：中心到前面距离61mm，中心到后面距离59mm。

钩子尺寸为：φ25.4mm×L330mm×t3.5mm，钩子上铁圈尺寸为：φ26mm×φ70mm×3t。长度尺寸=脚长Ⅲ型尺寸44mm+功能尺寸286mm=330mm

（二）主梁尺寸：

主梁的尺寸主要包括长度、型钢尺寸。

钢材尺寸：50mm×50mm×t1.5mm

长度：采用人体尺寸中的座高III尺寸908mm+功能性矫正量-37mm=871mm。实际装配时在主梁两端焊接两块50mm×115mm×t3mm钢板，用于连接前脚与后主梁（具体部件图见图纸）

第三章 人体工程学在健身椅中的应用

健身椅的设计尺寸都是根据人体尺寸来设计的，各个部分的定位都是以人体尺寸为依据的，比如靠背尺寸要比上身长度大很多，一般在440~450mm之间。

人体的主要尺寸：国家标准GB10000-1988给出了身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长六个主要尺寸。

下表为中国成年人人体主要尺寸及坐姿时人体尺寸（摘自GB10000-1988《中国成年人人体尺寸》）：

主要尺码 男（18-60岁） 女（15-55岁）

百分位数 5 5095 55095

身高 158316781775148415701659

重量/kg485975425266

上臂长289313338262284308

前臂长度216237258193213234

大腿长度428465505402438476

小腿长度338369403313344376

坐姿尺寸 男（18-60岁） 女（15-55岁）

坐高858908958809855901

坐姿颈椎 615657701579617657

坐眼高 749798847695739783

坐肩高557598641518556594

坐肘高度228263298215251284

坐大腿112130151113130151

坐姿膝盖高度456493532424458493

小牛加383413448342382405

坐深421457494401433469

髋膝距离 515554595496529570

坐下肢 9219921063851912975

图11 中国成年人人体主要尺寸及坐位人体尺寸

根据以上资料问鼎娱乐下载链接入口，选择175cm成年男性的尺寸作为设计尺寸，保证了整体需求，例如前脚勾尺寸以膝盖到脚踝的距离为准（即表格中的小腿加上脚底减去脚高），如下图（修改：应选择两圆之间的直线距离）：

第四章：健身椅的设计

1、设计目的：

根据健身器材的图片及资料，运用人体工程学原理及绘图软件进行绘图设计，初步掌握健身器材的设计方法。

2.设计要求：

设计中的机械制图：

1、总成图为三视图，比例为实物1：6，图纸尺寸为A3，由于结构原因，只画出各视图中实体可见部分，遮挡部分省略，部分小零件表达不是很清楚，可参考各零件零件图。2、零件图包括前脚图、后脚图、座垫图、坐垫图、中横梁图、后脚横梁图。3、辅助前脚钩图为主视图绘制，图纸尺寸为A3，整体表达比较详细，但有6个钢套表达不清楚，图纸上只是一个圆圈，但实体是直径26.2mm的圆形钢管，左右对称3个，每个钢管内装有内孔为26mm的橡胶套。

设计中对材料的要求：1、前（后）脚与前（后）脚座采用焊接连接。2、孔与轴一般采用过盈配合。3、采用热处理后抛光的钢材。

2. 重点难点分析

前脚钩的设计及尺寸确定：要求前脚钩横杆与水平面平行，前脚钩与主架的装配

3.设计部件图及三视图

1. 组件图

简易健身椅的设计

M10螺母三视图 M10垫圈三视图

M10×70三视图

2.健身椅三视图

图1 健身椅@@@@主视图

图2 健身椅@@@@左视图

图3 健身椅@@@@顶视图

主框架结构总装图（详见附图-总装图）

图4 健身椅@@@@总装图

健身椅前脚勾示意图（见附图-前脚勾）

三个钢套的位置及尺寸、挂钩的长度及位置尺寸：

D1钢套所在钢管长度为391mm，顶端3mm与垂直方向夹角为77度，所用人体尺寸为小腿长度Ⅲ型尺寸403mm，根据计算公式加上功能性矫正量-12mm计算得出。

D1、D2与中心螺栓孔之间的距离为25mm，该尺寸是根据材料性质、冲孔加工、产品性能等因素选定的，D3所在钢管长度为470mm，是由柄长Ⅲ尺寸403mm+功能修正量67mm得出的

挂钩长度：Φ20mm×L330mm Φ15mm×L330mm 长度尺寸以长度尺寸=脚长Ⅲ型尺寸44mm+功能尺寸286mm=330mm为准

挂钩上海绵圈孔尺寸为Φmin20.5×L130mm

第六章：结论和参考文献

1. 结论

这次毕业设计让我受益匪浅，它不仅训练了我的逻辑思维能力，还培养了我坚持不懈、严谨的学习作风。回顾这次毕业设计问鼎娱乐app苹果下载，是对我大学三年所学知识的一次很好的总结。这次健身器材的设计，不仅复习了以前所学的知识，还学习到了很多新的内容，相信这次毕业设计对我以后的工作会有所帮助。因此，我非常认真的完成了它。在设计中体会到艰辛，在艰辛中体会到快乐。

奥运会的成功举办，使体育及其周边产业进入了时尚化阶段，健身椅的设计也随着科技的发展和经济竞争的日趋激烈而发生着根本性的变化，体育消费关系到国民体育状况，能体现一个国家综合国力的高低，提高国民体育水平。

通过这次设计，我可以更加系统的了解健身器材方面的知识；可以加强健身器材的结构设计；可以加强健身器材功能部件的选型和设计计算；可以强化健身器材的方法和理论；可以检验我是否能把三年学到的理论知识转化为实际应用；可以培养我独立学习和与他人合作学习的能力。