自動(dòng)跳繩機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　自動(dòng)跳繩機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞1</b></p><p><b>　　1前言2&l

2、t;/b></p><p><b>　　2方案設(shè)計(jì)3</b></p><p>　　2.1.基本功能3</p><p>　　2.2.設(shè)計(jì)參數(shù)及相關(guān)要求4</p><p>　　2.3.方案設(shè)計(jì)比較4</p><p>　　2.4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p&g

3、t;　　2.5.設(shè)計(jì)功能效果8</p><p>　　3電動(dòng)機(jī)、調(diào)速器類型與參數(shù)的選擇8</p><p>　　3.1.電機(jī)類型與參數(shù)選擇8</p><p>　　3.2.調(diào)速器類型與參數(shù)選擇9</p><p>　　4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.1.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核9</p>

4、<p>　　4.2.軸承選擇與校核12</p><p>　　4.3.軸的設(shè)計(jì)與校核14</p><p><b>　　5控制部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1.壓力傳感器的選擇 .....................................................................

5、....16</p><p>　　5.2.主電機(jī)的控制電路.......................................................................................16</p><p>　　5.3.自動(dòng)斷電保護(hù)控制......................................................

6、..........................17</p><p>　　5.4.控制面板設(shè)計(jì)...........................................................................................17</p><p>　　6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析.17</p><p>　　6.1.主機(jī)架

7、輔機(jī)架設(shè)計(jì)分析17</p><p>　　6.2.搖臂結(jié)構(gòu)及栓繩裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析20</p><p>　　6.3.摩擦離合器及安全聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)分析21</p><p>　　6.4.游動(dòng)軸承座設(shè)計(jì)分析23</p><p>　　6使用和維護(hù)24</p><p>　　6.1.跳繩機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)24<

8、/p><p>　　6.2.跳繩機(jī)使用24</p><p><b>　　7總結(jié)25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p>　　湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科

9、生</p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信聲明</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時(shí)，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指

10、導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。</p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：</p><p>　　年 月 日</p><p>　　學(xué) 生：徐超群 </p><p><b>　　指導(dǎo)老師：莫亞武</b></p><p>　　(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，

11、長沙 410128)</p><p>　　摘 要：跳繩運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)操作簡單，方便易學(xué)的大眾體育項(xiàng)目，內(nèi)容豐富、形式多樣，最令人推崇的是它具有很高的強(qiáng)心健身價(jià)值，被稱為“最完美的健康運(yùn)動(dòng)”。</p><p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，跳繩運(yùn)動(dòng)在世界各國有了全新的認(rèn)識(shí)和研究，并被越來越多的人選擇作為鍛煉身體的主要運(yùn)動(dòng)手段。所以我相信發(fā)明一種能幫助人們?cè)谌粘ＬK運(yùn)動(dòng)中獲得更高效率和更大樂趣的

12、跳繩機(jī)器定能受到廣大跳繩運(yùn)動(dòng)愛好者的喜愛和青睞。從而對(duì)推廣跳繩運(yùn)動(dòng)在大眾體育中的普及度也有很大的促進(jìn)作用，對(duì)提高廣大人民群眾的身體機(jī)能和基本身體素質(zhì)也有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：跳繩運(yùn)動(dòng)；安全性；易操控性；旋轉(zhuǎn)機(jī)械</p><p>　　Automatic Rope Skipping Machine System Design</p><p>

13、;　　Author. Xu Chao-qun</p><p>　　Tutor.Mo Ya-wu</p><p>　　(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)</p><p>　　Abstract：Skipping is a simp

14、le, easy Sports which has large, rich, varied items. respected is that it has a higher degree of cardiac fitness value, known as 'the most perfect health movement'.</p><p>　　With the continuous impr

15、ovement of people's living standards, skipping movement in the world with new knowledge and research, and more and more people choose to exercise as the main means of movement. That is why I believe that an invention

16、 can help people in day-to-day movement of skipping a higher efficiency and greater enjoyment of the machines will be able to be skipping rope skipping the majority of sports fans love and favor. Thus it will be good to

17、promoting the skipping sport in mass spo</p><p>　　Key words：skipping exercise; safety;easy manipulation;rotating machinery</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　跳繩機(jī)的生產(chǎn)水平和科學(xué)技術(shù)含量在

18、全世界范圍內(nèi)尚未得到明顯的發(fā)展和提高， 國內(nèi)的發(fā)展水平和重視程度尤為低下，與國際發(fā)達(dá)國家尚有一定差距，無論是從科學(xué)技術(shù)含量上或是從對(duì)這個(gè)新鮮產(chǎn)品的重視和關(guān)注程度來講，都是如此。</p><p>　　目前跳繩機(jī)主要分為單人跳繩機(jī)和多人跳繩機(jī)兩種，前者主要用于個(gè)人和家庭，后者主要用于學(xué)?；蚪∩碇行牡裙矆龊?。而就技術(shù)難度和科研創(chuàng)新方面來講，多人跳繩機(jī)似乎更有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樯婕暗綑C(jī)械傳動(dòng)方面的知識(shí)和電學(xué)以及控制原理的知識(shí)

19、綜合應(yīng)用的一個(gè)過程。</p><p>　　跳繩機(jī)在國內(nèi)甚至國際上都還未打開屬于它的市場來，所以現(xiàn)在也正是好時(shí)機(jī)打開這個(gè)市場，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，相信跳繩機(jī)會(huì)越來越多地出現(xiàn)在群眾的生活中。</p><p>　　跳繩運(yùn)動(dòng)內(nèi)容豐富、形式多樣，最令人推崇的是它具有很高的強(qiáng)心健身價(jià)值，歐美一些醫(yī)學(xué)專家稱跳繩為“最完美的健康運(yùn)動(dòng)”。近年來，跳繩運(yùn)動(dòng)在世界各國有了全新的認(rèn)識(shí)和研究，并得到了

20、迅速發(fā)展，呈現(xiàn)出了組織化、規(guī)范化和普及化的特點(diǎn)。</p><p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，跳繩運(yùn)動(dòng)在世界各國有了全新的認(rèn)識(shí)和研究，并被越來越多的人選擇作為鍛煉身體的主要運(yùn)動(dòng)手段。所以我相信發(fā)明一種能幫助人們?cè)谌粘ＬK運(yùn)動(dòng)中獲得更高效率和更大樂趣的跳繩機(jī)器定能受到廣大跳繩運(yùn)動(dòng)愛好者的喜愛和青睞。從而對(duì)推廣跳繩運(yùn)動(dòng)在大眾體育中的普及度也有很大的促進(jìn)作用，對(duì)提高廣大人民群眾的身體機(jī)能和基本身體素質(zhì)也有著非常重要

21、的現(xiàn)實(shí)意義。 </p><p>　　當(dāng)今社會(huì)，基于科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的快速提升和經(jīng)濟(jì)文化的一體化，東西體育文化產(chǎn)生激烈的碰撞，民族傳統(tǒng)文化在一定程度 呈弱化與衰頹之勢。民族傳統(tǒng)體育在學(xué)校體育中的應(yīng)用也過于貧乏，既缺乏這方面的人才，也缺乏對(duì)這方面的科學(xué)研究。即便一些民族傳統(tǒng)體育受到視也多是以進(jìn)軍奧運(yùn)會(huì)、全運(yùn)會(huì)或其他形式的比賽為重點(diǎn)，著重開發(fā)它的競技性，而忽視了其實(shí)用價(jià)值的開發(fā)，似乎是體育項(xiàng)目

22、必須走向奧運(yùn)會(huì)才是有價(jià)值的標(biāo)志。對(duì)跳繩運(yùn)動(dòng)的忽略也折射出我國體育教育及體育發(fā)展中的一個(gè)弊端：一味追求獎(jiǎng)牌效應(yīng)，而對(duì)國民健身效應(yīng)重視不夠。全民健身計(jì)劃實(shí)施任務(wù)中要大力提倡推廣喜聞樂見的、簡單易行的群眾體育健身方法，我國很多民間傳統(tǒng)體育娛樂項(xiàng)目具有簡單易行、強(qiáng)身健體的功效，這是一些西式體育項(xiàng)目所不能替代的。從這種意義上說，跳繩運(yùn)動(dòng)等項(xiàng)目應(yīng)該得到更多的重視和提倡，它必將大大有益于我國國民的身心健康。</p><p>　

23、　而跳繩機(jī)的生產(chǎn)水平和科學(xué)技術(shù)含量在全世界范圍內(nèi)尚未得到明顯的發(fā)展和提高，國內(nèi)的發(fā)展水平和重視程度尤為低下，與國際發(fā)達(dá)國家尚有一定差距，無論是從科學(xué)技術(shù)含量上或是從對(duì)這個(gè)新鮮產(chǎn)品的重視和關(guān)注程度來講，都是如此。隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)跳繩機(jī)的要求也是越來越高，并有越來越多的人喜歡功能強(qiáng)大，娛樂性強(qiáng)的跳繩機(jī)器，這必將是一塊很具有潛力的市場。相信在這塊領(lǐng)域多下點(diǎn)工夫，肯定可以有所作為。</p><p>

24、;<b>　　2 方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1基本功能</b></p><p>　　自動(dòng)跳繩機(jī)的基本功能就是實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置自動(dòng)掄繩，是以多人跳繩為目的的一項(xiàng)健身娛樂裝備，可以廣泛在居民小區(qū)、公園、學(xué)校、城市休閑廣場等地方使用，代替多人跳繩的人力掄繩，滿足人們健身娛樂的需要，將運(yùn)動(dòng)健身和娛樂融合在一起，在運(yùn)動(dòng)中得以鍛煉。將跳繩

25、系于跳繩機(jī)上，通過給電機(jī)供電，在控制部分的控制下執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相同的掄繩動(dòng)作。結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，傳動(dòng)，制動(dòng)，控制等，實(shí)現(xiàn)了安全實(shí)用的多人跳繩需要。（圖2-1為一種自動(dòng)跳繩機(jī)使用現(xiàn)場）</p><p>　　2.2設(shè)計(jì)參數(shù)及相關(guān)要求</p><p>　　a.多人跳繩時(shí)的一般甩繩甩速為：30 r/min～120 r/min；</p><p>　　b.多人跳繩的一般甩繩高度為

26、800mm～1600mm；</p><p>　　c.多人齊跳時(shí)要需要有比較穩(wěn)定的甩速；</p><p>　　d.當(dāng)有人拌繩時(shí)甩繩必需在產(chǎn)生危險(xiǎn)之前停止甩動(dòng)。</p><p><b>　　2.3方案設(shè)計(jì)比較</b></p><p><b>　　2.3.1 方案一</b></p><

27、p>　　方案1主要由主動(dòng)輪、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)帶輪、V帶、擋圈、常閉控制開關(guān)、軸承、傳動(dòng)軸、左摩擦離合器、右摩擦離合器、搖臂、彈簧、電機(jī)調(diào)速器、機(jī)架等構(gòu)成。</p><p><b>　　圖1自動(dòng)跳繩機(jī)使用</b></p><p>　　Fig.1 Automatic rope skipping machine use</p><p>　　工作原

28、理為：它以交流調(diào)速電機(jī)為動(dòng)力，通過傳動(dòng)帶向軸桿傳遞力矩，同時(shí)帶輪改變傳動(dòng)比，達(dá)到需要轉(zhuǎn)速，再由軸桿上離合器向搖臂傳遞力矩并使搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，通過使用調(diào)速電機(jī)與電機(jī)調(diào)速器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)跳繩轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，從動(dòng)端的搖臂通過繩子跟隨主動(dòng)端的搖臂同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂規(guī)格一致，即掄繩高度一致，這樣實(shí)現(xiàn)兩頭同時(shí)等高掄動(dòng)的功能。</p><p>　　它還裝置了在踩繩或拌住時(shí)的安全保護(hù)機(jī)構(gòu)。也設(shè)置了滿足甩繩大、小力矩的平穩(wěn)甩動(dòng)的機(jī)構(gòu)，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)甩

29、繩，不會(huì)使手臂酸痛，適應(yīng)了不同人群的甩繩速度的需求。</p><p>　　以下圖為列簡單介紹其結(jié)構(gòu)功能：（圖2 方案1結(jié)構(gòu)圖）</p><p>　　它由主機(jī)架（1）、電動(dòng)機(jī)及調(diào)速器（2）、小帶輪（3）、V帶（4）、大帶輪（5）、傳動(dòng)軸（6）、軸承座（7）、摩擦離合器（8）、圓螺母（9）、常閉控制開關(guān)（10）、彈簧（11）、傳動(dòng)套管（12）、搖臂（13）、輔助機(jī)架（14）、輔助旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（15

30、）組成。</p><p>　　各部件的連接關(guān)系為：電動(dòng)機(jī)及調(diào)速器（2）固定于主機(jī)架（1），小帶輪（3）安裝與調(diào)速電動(dòng)機(jī)上，通過V帶（4）與大帶輪（5）連接傳動(dòng)。大帶輪（5）固定于傳動(dòng)軸（6）軸端，傳動(dòng)軸（6）上有軸承座（7）、摩擦離合器（8），傳動(dòng)套管（12）一端連接摩擦離合器（8），上有圓螺母（9）、彈簧（11），搖臂（13）連接于傳動(dòng)套管（12）。常閉控制開關(guān)（10）固定于主機(jī)架（1）上。輔助旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（15）

31、固定于輔助機(jī)架（14）上。</p><p><b>　　圖2 方案1結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig.2 The first Scheme structure diagram</p><p><b>　　2.3.2方案二</b></p><p>　　方案2是由一個(gè)主動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)共

32、同組成。主動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包含：調(diào)速電動(dòng)機(jī)，帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，齒輪減速器，搖臂，繩子彈性搭扣以及底座組成。</p><p>　　隨動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有隨動(dòng)搖臂，旋轉(zhuǎn)軸接都，底座組成。</p><p>　　工作原理為：當(dāng)啟動(dòng)可以自由調(diào)速的電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出軸通過鍵連接將轉(zhuǎn)動(dòng)通過帶傳動(dòng)傳遞給齒輪減速機(jī)構(gòu)，齒輪減速機(jī)構(gòu)進(jìn)一步對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，之后將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給末端工作軸，末端工作軸通過螺紋連接使扭矩傳遞給搖臂。主動(dòng)端

33、搖臂上將連接一個(gè)用于系繩子的彈性搭扣，可以實(shí)現(xiàn)了拌繩時(shí)繩子自動(dòng)脫離的功能，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。從動(dòng)端的搖臂通過繩子跟隨主動(dòng)端的搖臂同時(shí)甩動(dòng)，并且甩繩高度一致，這樣實(shí)現(xiàn)兩頭同時(shí)甩動(dòng)的功能。而兩邊各自用來支撐和滿足甩繩高度的大底座在機(jī)器不用的時(shí)候可以存放拆卸下來的零部件。</p><p>　　方案的整體效果結(jié)構(gòu)簡圖如下：（圖3 方案2結(jié)構(gòu)圖）</p><p>　　它由主機(jī)架（1）、調(diào)速電動(dòng)機(jī)（2）、

34、小帶輪（3）、V帶（4）、大帶輪（5）、齒輪減速器（6）、搖臂（7）、彈性搭扣（8）、從動(dòng)搖臂（9）、輔助旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（10）、輔助機(jī)架（110）組成。</p><p><b>　　圖3 方案2結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig.3 The second Scheme structure diagram</p><p>　　各部件的連接關(guān)

35、系為：電動(dòng)機(jī)（2）固定于主機(jī)架（1），小帶輪（3）安裝與調(diào)速電動(dòng)機(jī)上，通過V帶（4）與大帶輪（5）連接傳動(dòng)。大帶輪（5）固定于齒輪減速器（6）輸入端，齒輪減速器（6）輸出端連接搖臂（7），搖臂（7）上有彈性搭扣（8）。輔助旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（15）固定于輔助機(jī)架（14）上。</p><p>　　2.3.3 結(jié)構(gòu)方案的選擇 </p>&l

36、t;p>　　通過對(duì)上述兩種設(shè)計(jì)方案的分析和比較，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，最終選擇第一種方案作為最后的設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　具體分析如下：</b></p><p>　?。?）傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分析：方案2由于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其采用了齒輪減速器，零部件采用較為繁多，設(shè)計(jì)過程較為繁瑣，方案1采用電機(jī)調(diào)速器直接對(duì)電機(jī)調(diào)速，只用一級(jí)的帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單明了；</

37、p><p>　?。?）機(jī)架結(jié)構(gòu)分析：方案1主機(jī)架采用焊接件，結(jié)構(gòu)簡單制造方便，取材簡單；而方案2為鑄件箱體，雖然可以存放零部件，但是箱體體型龐大，給鑄造加工及運(yùn)輸帶來很大麻煩，整個(gè)設(shè)備看起來比較笨重。</p><p>　?。?）經(jīng)濟(jì)分析：方案2相比方案1在成本上增加了不少，主要來自于減速器成本、機(jī)架鑄造成本增加，方案1為焊接結(jié)構(gòu)件，為標(biāo)準(zhǔn)的型材，取材容易，耗材成本降低，容易焊接，加工成本降低，

38、所以在經(jīng)濟(jì)因素上占有優(yōu)勢。</p><p>　　（4）使用安全性能分析：方案1裝置了在踩繩或拌住時(shí)的安全保護(hù)機(jī)構(gòu)，而方案2無此安全裝置，方案1安全性能較好。</p><p>　　綜合分析得出，第1種方案具有經(jīng)濟(jì)性、安全性、結(jié)構(gòu)新穎性等優(yōu)點(diǎn)，為設(shè)計(jì)首選方案。</p><p><b>　　2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p&g

39、t;　　自動(dòng)跳繩機(jī)主要由機(jī)架裝置、動(dòng)力及傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、輔助連接裝置、控制裝置、安全裝置等結(jié)構(gòu)組成，將可調(diào)速電機(jī)為動(dòng)力源，通過連接于電機(jī)的帶傳動(dòng)裝置向軸傳遞力矩，再由軸桿上上的摩擦離合器向搖臂傳遞力矩，使得搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跳繩的擺動(dòng)。另一端采用非動(dòng)力的從動(dòng)部件，在主動(dòng)部件牽引力帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)與主動(dòng)部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。通過帶輪的傳動(dòng)比改變轉(zhuǎn)速，并通過調(diào)速裝置對(duì)調(diào)速電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，從而達(dá)到需要的輸出轉(zhuǎn)速。</p><p>

40、　　在跳繩的過程中如果有人踩繩或絆住時(shí)，使搖臂受到拉力作用，對(duì)搖臂的正常轉(zhuǎn)動(dòng)造成阻礙，并通過與搖臂連接的套管將阻力進(jìn)行反向傳遞，最終傳遞于右半摩擦離合器，由于設(shè)計(jì)的右半摩擦離合器可以在軸桿上滑動(dòng)，當(dāng)阻力大于套管外側(cè)彈簧設(shè)定的預(yù)緊力時(shí)候，兩半摩擦離合器發(fā)生摩擦位移，右半側(cè)離合器隨即向另一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)位移量達(dá)到設(shè)定的間隙距離時(shí)，接觸控制開關(guān)，使其造成電路斷路，電機(jī)則停止轉(zhuǎn)動(dòng)，跳繩停止掄動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安全控制目的，確保人身安全。</p>

41、<p><b>　　2.5功能效果</b></p><p>　　a.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掄繩，克服了傳統(tǒng)的人力掄繩，參與性更強(qiáng)，互動(dòng)效果好；</p><p>　　b.設(shè)置可調(diào)節(jié)搖臂結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了掄繩于不同高度，適合各身高段人群需求；</p><p>　　c.設(shè)計(jì)合理搖臂結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡，使其能平穩(wěn)掄繩，同時(shí)減少機(jī)器震動(dòng)，減少關(guān)鍵部位磨

42、損；</p><p>　　d.通過調(diào)速電機(jī)于調(diào)速器的搭配使用，可設(shè)定不同掄繩速度，滿足不同人群需求；</p><p>　　e.適應(yīng)安全可靠，使用方便，具有易操作性；</p><p>　　f.適用廣泛性，適應(yīng)于不同人群，范圍廣，家庭、社區(qū)、學(xué)校等地方均可使用；</p><p>　　g.設(shè)有安全可靠的保護(hù)裝置，防止踩繩拌繩時(shí)摔傷。</p&g

43、t;<p>　　3 電動(dòng)機(jī)、調(diào)速器類型與參數(shù)的選擇</p><p>　　3.1電機(jī)類型與參數(shù)選擇</p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)類型選擇</p><p>　　根據(jù)工作要求和已知條件：多人跳繩時(shí)的一般甩繩甩速為：30 r/min～120 r/min，及力矩與功率損失，選用小功率異步電機(jī)YY8014，電壓220V，輸出功率P=550w，電源頻率。<

44、/p><p>　?。?）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min，輸出轉(zhuǎn)矩1.7N.M，電機(jī)工作過程中配備一電機(jī)無機(jī)調(diào)速器，通過無級(jí)調(diào)速器實(shí)現(xiàn)對(duì)跳繩所需轉(zhuǎn)速的調(diào)整。</p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸</p><p>　　圖4 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸</p><p>　　Fig.4

45、 Motor main outline and installation dimensions</p><p>　　3.2電機(jī)調(diào)速器類型與參數(shù)選擇</p><p>　?。?）無級(jí)調(diào)速器選擇</p><p>　　SCA-B系列，該調(diào)速器能夠滿足電機(jī)輸出功率400W的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)所選電機(jī)調(diào)速。</p><p>　　（2）無級(jí)調(diào)速器主要外形和安裝尺

46、寸（圖5）</p><p>　　圖5 無級(jí)調(diào)速器主要外形和安裝尺寸</p><p>　　Fig.5 Stepless speed regulator main outline and installation dimensions</p><p><b>　　4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1帶傳動(dòng)的設(shè)

47、計(jì)和校核</p><p><b>　　（1）設(shè)計(jì)功率</b></p><p>　　由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得工況系數(shù)</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）選擇帶型</b></p><p>　　根據(jù)=0.44kw、~140

48、0r/min，確定為選用 A型帶。</p><p><b>　?。?）傳動(dòng)比</b></p><p>　　由于調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為90 r/min—1400r/min，而跳繩轉(zhuǎn)速為30 r/min～120 r/min，故選擇傳動(dòng)比 （2）</p><p>　　（4）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑</p>

49、<p>　　1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　　參考[3]，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　　2）初選大帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　由表33.1-18取</p><p>　?。?）跳繩的實(shí)際轉(zhuǎn)速范圍</p>

50、<p><b>　?。?）</b></p><p>　　要求跳繩轉(zhuǎn)速為30 r/min～120 r/min</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　?。?）驗(yàn)算帶速V</b></p><p><b>　　（5） </b&g

51、t;</p><p><b>　　因?yàn)?故帶速合適。</b></p><p>　?。?）初定軸間距 取兩軸之間距離</p><p><b>　?。?）所需基準(zhǔn)長度</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　由表33

52、.1-7選取基準(zhǔn)長度</p><p><b>　　（9）實(shí)際軸間距</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　安裝時(shí)所需最小軸間距</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　張緊或補(bǔ)償伸長所需最大軸間距

53、</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?0）小帶輪包角</b></p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　?。?1）單根V帶基本額定功率</p><p><b>　　根據(jù)和</b

54、></p><p>　　由表33.1-117c查的A型帶</p><p>　?。?2）考慮到傳動(dòng)比影響，額定功率增量由查的</p><p><b>　　（13）V帶的根數(shù)</b></p><p>　?。?1） </p><p>　　由表33.1-13查的 &l

55、t;/p><p>　　由表33.1-15查的 </p><p><b>　?。?2）</b></p><p><b>　　則取V帶根數(shù)為2根</b></p><p>　?。?4）單根V帶預(yù)緊力</p><p>　　由表33.1-14查的

56、 </p><p><b>　?。?3）</b></p><p>　?。?5）帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸</p><p>　　由交流調(diào)速電機(jī)YCJT-400-1可知，其軸伸直徑d=24mm，長度L=40mm，所以小輪帶軸孔直徑應(yīng)取d=24mm，轂長小于40mm。</p><p>　　由表查得，小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。

57、輪槽尺寸及輪寬按照表計(jì)算，參考圖典型結(jié)構(gòu)設(shè)。 </p><p>　　選取大輪軸孔直徑應(yīng)取d=20mm，轂長40mm。</p><p>　　4.2軸承選擇與校核</p><p>　?。?）從動(dòng)軸軸承選擇計(jì)算：</p><p>　　查設(shè)計(jì)手冊(cè)工況系數(shù)表，工況系數(shù)Ka=1.1</p><p>　　計(jì)算功率Pd =Ka

58、15;P=1.1×0.4=0.44KW （14）</p><p>　　轉(zhuǎn)矩T=9550=9550×0.44/120=35 Nm （15）</p><p>　　根據(jù)軸承工作條件，選d=50的單列圓錐滾子軸承。</p><p>　　軸承承受徑向載

59、荷 （16）</p><p>　　轉(zhuǎn)速n=120r/min</p><p>　　運(yùn)轉(zhuǎn)條件正常，要求壽命7200h。</p><p>　　根據(jù)式 （17）</p><p>　　查表7-2-8～7-2-12得 </p>&

60、lt;p><b>　　Fh=2.00</b></p><p><b>　　Fn=0.201</b></p><p><b>　　Fm=1</b></p><p><b>　　Fd=1.2</b></p><p><b>　　Ft=1<

61、/b></p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　根據(jù)式Co=So×Po </p><p>　　查表7-2-14 P=Fr=280N </p><p>　　查表7-2-16 So=1 </p><p>　　Co= So×Por=1&#

62、215;1400=1400N （19）</p><p>　　查表7-2-79，單列圓錐滾子軸承</p><p>　　選32910單列圓錐滾子軸承</p><p>　　Cr=36.8KN，Co=56KN，滿足要求</p><p>　　故選32910型單列圓錐滾子軸承。<

63、;/p><p>　　（2）游動(dòng)端軸承選擇</p><p>　　查設(shè)計(jì)手冊(cè)工況系數(shù)表，工況系數(shù)Ka=1.3</p><p>　　計(jì)算功率Pd2=Ka×P=0.44×1.3=0.57KW （20）</p><p>　　轉(zhuǎn)矩T=9550=9550×0.57/120=45.5

64、 Nm</p><p>　　根據(jù)軸承工作條件，選d=35的單列圓柱滾子軸承。</p><p>　　軸承承受徑向載荷 （21）</p><p>　　轉(zhuǎn)速n=120r/min</p><p>　　運(yùn)轉(zhuǎn)條件正常，要求壽命7200h。</p><p>　　根據(jù)式

65、 （22）</p><p>　　查表7-2-8～7-2-12得 </p><p><b>　　Fh=2.00</b></p><p><b>　　Fn=0.201</b></p><p><b>　　Fm=1</b></p>

66、<p><b>　　Fd=1.2</b></p><p><b>　　Ft=1</b></p><p><b>　?。?3）</b></p><p>　　根據(jù)式Co=So×Po </p><p>　　查表7-2-14 Por=Fr=2600N</p&

67、gt;<p>　　查表7-2-16 So=1</p><p>　　Co= So×Po=1×2600=2600N</p><p><b>　　查表7-2-61</b></p><p>　　選NU1010單列圓柱滾子軸承</p><p>　　Cr=25.0KN，Co=27.5KN，滿足要求&

68、lt;/p><p>　　故選NU1010單列圓柱滾子軸承。</p><p>　　4.3軸的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　?。?）選擇軸的材料為45，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　查表6-1-1得b=590MPa、s=295MPa、-1=255MPa、-1=140MPa</p><p>　?。?）初步確定軸端直徑</

69、p><p>　　查設(shè)計(jì)手冊(cè)工況系數(shù)表，工況系數(shù)Ka=1.1</p><p>　　計(jì)算功率Pd =Ka×P=1.1×0.4=0.44KW</p><p>　　轉(zhuǎn)矩T=9550=9550×0.44/120=35 Nm （24）</p><p>　　轉(zhuǎn)速n=120r/mi

70、n</p><p>　　按照表6-1-19選取，因?yàn)檗D(zhuǎn)速高且單向旋轉(zhuǎn)，取A=103</p><p>　　軸的輸入直徑mm （25）</p><p>　　考慮到軸有鍵槽，軸徑d應(yīng)增大4%～5%，故d≥16.7mm</p><p><b>　?。?）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p&

71、gt;<p>　　取軸頸處的直徑為50mm，與標(biāo)準(zhǔn)32910單列圓錐滾子軸承孔徑相同，中間自由處選取直徑為60mm。</p><p><b>　?。?）鍵強(qiáng)度校核</b></p><p>　　選用A型平鍵（GB/T292-1994），與帶輪連接處鍵的尺寸為b×h×L=10×8×20，與離合器連接的鍵為b×

72、h×L=6×6×75。</p><p>　　鍵1連接強(qiáng)度校核按表5-3-16公式計(jì)算，式中參數(shù)為：δpp=120N/mm²，k≈0.5h=0.5×8=4mm，l=L-b=20-10=10mm</p><p>　　鍵連接處傳遞轉(zhuǎn)矩為T===45.5Nm （26）</p><p>　　鍵工作面的壓

73、強(qiáng)p為：p=<δpp</p><p>　　故鍵1連接強(qiáng)度通過。</p><p>　　鍵2連接強(qiáng)度校核按表5-3-16公式計(jì)算，式中參數(shù)為：δpp=120N/mm²，k≈0.5h=0.5×6=3mm，l=L-b=75-6=69mm</p><p>　　鍵連接處傳遞轉(zhuǎn)矩為T===45.5Nm （27）</p&

74、gt;<p>　　鍵工作面的壓強(qiáng)p為：p=<δpp</p><p>　　故鍵2連接強(qiáng)度通過。</p><p>　?。?）計(jì)算支承反力、扭矩及彎矩</p><p>　　圖6 支撐反力的計(jì)算</p><p>　　Fig.6 Support reverse force calculation</p><p&g

75、t;　　Ra= （28）</p><p>　　Rb= （29）</p><p><b>　　圖7 扭矩的計(jì)算</b></p><p>　　Fig.7 Calculation of torque</p><p>　　Mc==3Nm （30）</p>

76、<p>　　Mb=11.44Nm （31）</p><p>　　輸入轉(zhuǎn)矩為T===45.5Nm</p><p><b>　　圖8 彎矩的計(jì)算</b></p><p>　　Fig.8 Bending moment calculation</p><p>　　（6）軸的疲勞強(qiáng)度校

77、核</p><p>　　根據(jù)載荷分布與應(yīng)力集中情況，取截面進(jìn)行分析，確定危險(xiǎn)截面為帶輪肩胛截面，進(jìn)行校核計(jì)算得：S=2.18 [2]</p><p>　　取需用安全系數(shù)Sp=1.8，計(jì)算安全系數(shù)大于許用值，故軸的疲勞強(qiáng)度能夠滿足要求。</p><p><b>　　5 控制部分的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1

78、 壓力傳感器的選擇</p><p>　　壓力開關(guān)也叫“壓力信號(hào)器”，是一種位式壓力傳感器。通常由波紋管的變形位移決定電接點(diǎn)的通斷，其效果與繼電器相似。壓力開關(guān)上的電接點(diǎn)常有加速動(dòng)作的彈性元件，使其開閉迅速而徹底。一種高、低壓組合式壓力繼電器原理如圖5所示。</p><p>　　圖9 壓力繼電器原理示意圖</p><p>　　Fig. 9 Pressure relay

79、 principle diagram</p><p>　　5.2主電機(jī)的控制電路</p><p>　　電機(jī)的調(diào)速和正反轉(zhuǎn)都是通過控制面板上的按鍵來設(shè)置的。所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)，要使用到8155擴(kuò)展I/O口的鍵盤/顯示器接口電路。這里，使用到的按鍵共有8個(gè)，選擇使用8155的6個(gè)PA口，從PA0~PA5接到芯片BIC8718DE的引腳8A~3A上，其輸出端引腳8Y~3Y出鍵對(duì)應(yīng)的六列；同時(shí)815

80、5的PC口PC0和PC1接輸入端，引出對(duì)應(yīng)的按鍵的兩行；如此有12個(gè)按鍵可控制，只需要選取其中的8個(gè)就可以了。同時(shí)，8155芯片的PB口接到芯片BIC8718的引腳8A~1A上，而其輸出引腳8Y~1Y則控制顯示器的8位段顯碼。顯示器上要求同步顯示當(dāng)前的速度和跳繩個(gè)數(shù)，8位數(shù)也足夠了。而且，在調(diào)節(jié)設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速和選擇其正反轉(zhuǎn)時(shí)，要求有對(duì)應(yīng)的指示燈亮者，以保證消費(fèi)者對(duì)系統(tǒng)是否接收到了輸入的狀態(tài)一目了然。選擇將8155的P0口P0~P7接到地址

81、鎖存器74LS273的引腳D0~D7上，其輸出引腳Q0~Q7就對(duì)應(yīng)著8個(gè)發(fā)光二級(jí)管，從而控制指示燈的亮熄。</p><p>　　電機(jī)的正轉(zhuǎn)子程序流程如下：首先是輸出正轉(zhuǎn)信息，然后進(jìn)行速度調(diào)節(jié)；如需進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，則再進(jìn)一步判斷是要減速還是加速；在設(shè)置好所需的速度值后，就以當(dāng)前的速度為繩子達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的速度值。類似的，也可以得到電機(jī)的反轉(zhuǎn)子程序流程。當(dāng)系統(tǒng)得電后，系統(tǒng)會(huì)處于待機(jī)狀態(tài)；此時(shí)，如果再選擇了電機(jī)的正轉(zhuǎn)或

82、反轉(zhuǎn)，就相當(dāng)于把主電機(jī)也啟動(dòng)了；這時(shí)系統(tǒng)會(huì)按照設(shè)置的速度正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　5.3自動(dòng)斷電保護(hù)控制</p><p>　　前面已經(jīng)選定了一種壓力開關(guān)。當(dāng)原落幕給的力大于設(shè)定的壓力上限值時(shí)，它會(huì)自動(dòng)的發(fā)出開關(guān)信號(hào)，從而控制電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)。選擇的主要芯片是89C51，它內(nèi)部自帶程序存儲(chǔ)器。其它功能均是由它擴(kuò)展開去來實(shí)現(xiàn)的。在89C51上設(shè)置一個(gè)引腳INT0來接壓力傳感器的開關(guān)信號(hào)。這里

83、，是采用中斷信號(hào)來完成預(yù)期的電路自動(dòng)斷電保護(hù)功能。其工作流程過程如下：中斷系統(tǒng)→保護(hù)現(xiàn)場→停機(jī)→恢復(fù)→返回。這里的停機(jī)既包括主電機(jī)的停轉(zhuǎn)，即通過控制芯片89C51的引腳P1.0~P1.2從而控制其輸出信號(hào)來實(shí)現(xiàn)；還包括調(diào)高裝置的電機(jī)停機(jī)，即通過控制芯片89C51的引腳P1.3~P1.5來實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)系統(tǒng)里，是把不同的設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的內(nèi)存單元中，即不同的存儲(chǔ)單元中對(duì)應(yīng)著不同的存儲(chǔ)內(nèi)容——不同的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括速度、高度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、壓力值

84、。而這些值是放在顯示緩沖區(qū)中的，系統(tǒng)每過一定時(shí)間就會(huì)到這個(gè)緩沖區(qū)把所有的數(shù)據(jù)都掃描一次，再將其輸送到系統(tǒng)控制電路中，再將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)</p><p>　　值顯示出來。這里的定時(shí)器中斷程序流程如下（設(shè)定掃描的間隔時(shí)間為20 ms）：現(xiàn)場保護(hù)→讀顯示緩沖器→動(dòng)態(tài)顯示→判斷是否有鍵按下→如果有的話就讀鍵值→保存鍵值→還原現(xiàn)場→返回；如果沒有鍵按下，就直接返回。</p><p>　　5.4控制面板的

85、設(shè)計(jì)</p><p>　　控制面板的示意圖如圖6（包括8個(gè)按鍵，6個(gè)顯示燈，8位數(shù)的8位段顯碼）。</p><p>　　圖10 控制面板示意圖</p><p>　　Fig.10 Schematic diagram of control panel</p><p><b>　　6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析</b></p>

86、<p>　　6.1主機(jī)架、輔助機(jī)架設(shè)計(jì)分析</p><p>　　設(shè)計(jì)的跳繩機(jī)結(jié)構(gòu)上主要可以分為：機(jī)架裝置與傳動(dòng)裝置，機(jī)架裝置主要用于固定傳動(dòng)裝置，并設(shè)計(jì)合理高度將整個(gè)跳繩機(jī)固定于地面，使之能夠安全穩(wěn)定的工作。</p><p>　　機(jī)架裝置主要分為主傳動(dòng)機(jī)架和輔助機(jī)架兩部分組成。根據(jù)跳繩機(jī)的掄繩高度的要求，首先確定跳繩機(jī)的中心高度。根據(jù)日常跳繩的經(jīng)驗(yàn)以及帶輪設(shè)計(jì)確定的帶輪中心距

87、400 mm，確定跳繩機(jī)的回轉(zhuǎn)中心高為1000mm。</p><p>　　根據(jù)軸設(shè)計(jì)的參數(shù)選定合適的軸承及軸承座，跳繩機(jī)的主傳動(dòng)軸為用標(biāo)準(zhǔn)的二螺栓滾動(dòng)軸承座SN210（GB/T7813-1998），其軸承座的使用工作條件的要求為線速度≤5m/s，工作溫度≤90℃，根據(jù)設(shè)計(jì)要求參數(shù)，選用的軸承座能夠滿足設(shè)計(jì)要求，其具體尺寸如圖4-1所示。 </p><p>　　圖11 SN210滾動(dòng)軸承座

88、</p><p>　　Fig.11 SN210rolling bearing</p><p>　　由其尺寸可知，其中心高為60mm，為了機(jī)架設(shè)計(jì)簡單合理化，本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)軸上的軸承座中心高均選為60mm，根據(jù)已確定的跳繩機(jī)的回轉(zhuǎn)中心高1000mm，則可計(jì)算出機(jī)架的高度為940mm。</p><p>　　主傳動(dòng)機(jī)架主要作用就是將動(dòng)力源—調(diào)速電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)固定，同時(shí)考慮其

89、整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度。主機(jī)架主要采用型材焊接結(jié)構(gòu)，主體框架采用熱軋等邊角鋼（角鋼號(hào)數(shù): 5.6，GB/T9787-1988）焊接而成，固定軸承座、調(diào)速電機(jī)的結(jié)構(gòu)均用鋼板焊接而成，通過合理的尺寸布置設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行焊接。連接軸承座、電機(jī)等位置的，均按照軸承座與電機(jī)底座連接的螺栓孔進(jìn)行合理的機(jī)架連接孔布置。主機(jī)架焊接均采用連續(xù)角焊縫焊接，達(dá)到理想的焊接性能。 </p><p>　　主機(jī)架的四根支腿下方均采用方形鋼板焊接

90、，增大機(jī)架與地面的接觸面積，使其在使用中運(yùn)行穩(wěn)定，同時(shí)也保護(hù)地面不被損壞，在方形鋼板上開有地腳螺栓孔，采用地腳螺栓安裝于地面。</p><p>　　圖12 主機(jī)架結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.12 The main frame structure</p><p>　　輔助機(jī)架主要作用就是將從動(dòng)裝置固定與地面，同時(shí)保證其回轉(zhuǎn)中心與主機(jī)架的回轉(zhuǎn)中心等高。輔助也采用

91、型材焊接結(jié)構(gòu)，主支承結(jié)構(gòu)為熱軋工字鋼（型號(hào): 14，GB/T706-1988）焊接而成，固定軸承座的結(jié)構(gòu)用鋼板焊接而成，按照軸承座連接的螺栓孔進(jìn)行合理的機(jī)架連接孔布置。機(jī)架焊接采用連續(xù)角焊縫焊接，達(dá)到理想的焊接性能。</p><p>　　機(jī)架的支腿下方采用方形鋼板焊接，增大機(jī)架與地面的接觸面積，使其在使用中運(yùn)行穩(wěn)定，在方形鋼板上開有地腳螺栓孔，采用地腳螺栓安裝于地面。</p><p>　　

92、圖13 輔助機(jī)架結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.13 The auxiliary frame structure</p><p>　　6.2搖臂結(jié)構(gòu)及栓繩裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析</p><p>　　搖臂結(jié)構(gòu)為跳繩機(jī)實(shí)現(xiàn)掄繩動(dòng)作的主要實(shí)現(xiàn)部件，將傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為空間圓弧滑動(dòng)，搖臂末端的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓周。在使用過程中將跳繩一點(diǎn)固定于搖臂的末端，實(shí)現(xiàn)圓周掄繩動(dòng)作。</p

93、><p>　　由于搖臂為圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，而且桿臂較長，考慮到運(yùn)行過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與力矩的影響，會(huì)對(duì)跳繩機(jī)工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如：震動(dòng)大，軸承磨損快等等，為了避免此因素的存在，搖臂需要一定的平衡，在桿臂對(duì)稱的一側(cè)進(jìn)行加大重量達(dá)到平衡目的。本設(shè)計(jì)如圖12所示。</p><p><b>　　圖14 搖臂結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig.14 Ro

94、cker arm structure diagram</p><p>　　考慮到適應(yīng)不同人群的需要，設(shè)計(jì)可調(diào)式搖臂結(jié)構(gòu)，在搖臂上設(shè)有5個(gè)孔，方便工作過程中搖臂長短的調(diào)節(jié)，隨時(shí)可以調(diào)節(jié)搖臂的線速度，從而使得繩子平穩(wěn)掄動(dòng)。圖10為搖臂工作調(diào)節(jié)視圖。</p><p>　　圖15 搖臂工作調(diào)節(jié)視圖</p><p>　　Fig.15 Rocker adjustment vie

95、w</p><p>　　搖臂的栓繩裝置設(shè)計(jì)成螺栓緊固套管結(jié)構(gòu)，套管套于螺栓上，用兩個(gè)螺母將螺栓固定于搖臂上，要求套管可以在螺栓上自由轉(zhuǎn)動(dòng)（設(shè)計(jì)套管兩側(cè)各預(yù)留間隙1mm），套管上滾有花紋，一端設(shè)有凸緣。當(dāng)跳繩系于上面時(shí)候，花紋使得套管與跳繩之間相對(duì)摩擦力增大，凸緣可以防止跳繩脫落。套管的自由轉(zhuǎn)動(dòng)可以有效防止跳繩時(shí)跳繩發(fā)生扭曲。</p><p>　　具體結(jié)構(gòu)見圖11，其中：1.鎖緊螺母、2.搖

96、臂、3.滾花套管、4.螺栓</p><p><b>　　圖16 栓繩裝置</b></p><p>　　Fig.16 Bolt rope device</p><p>　　6.3摩擦離合器及安全聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)的摩擦離合器，主要從跳繩機(jī)安全使用角度出發(fā)設(shè)計(jì)的，即在踩繩或拌繩時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)停車功能。

97、設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)踩繩或拌繩，搖臂與傳動(dòng)軸脫離，搖臂停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制電機(jī)。摩擦離合器主要由左右兩半摩擦片組成，通過左右摩擦片之間的摩擦力傳遞旋轉(zhuǎn)力矩，實(shí)現(xiàn)搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖12為左右離合器裝配圖，尺寸b為兩離合器片之間的錯(cuò)動(dòng)位移量，即在踩繩或絆住時(shí)，離合器的最大位移量為b。</p><p>　　圖17 左右離合器工作示圖</p><p>　　Fig.17 About the clutch wor

98、king diagram</p><p>　　其中：1.傳動(dòng)軸 2.緊固螺釘 3.左半離合器 4.鍵 5.右半聯(lián)軸器 6.圓螺母 7.彈簧 8.螺紋套管 9.常閉控制開關(guān) 10.機(jī)架 11.搖臂結(jié)構(gòu) 12.軸承座</p><p>　　圖18 安全聯(lián)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)</p><p>　　Fig.18 Safety linkage control structure<

99、/p><p>　　安全聯(lián)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)主要由以上12個(gè)零部件組合而成（圖4-8 安全聯(lián)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)），傳動(dòng)軸1左側(cè)連接與帶輪，通過帶輪傳遞力矩，左半離合器3套于軸頸上，通過緊固螺釘2和鍵4與傳動(dòng)軸固定，右半聯(lián)軸器5套于軸上，為間隙配合，右半聯(lián)軸器5在軸上可以自由滑動(dòng)。螺紋套管8一端焊接搖臂裝置11，套管穿于軸承座12中，在軸承座左側(cè)將彈簧7套于套管8上，將圓螺母6旋于螺紋套管上，將右半聯(lián)軸器5旋于螺紋套管8螺紋端，將結(jié)構(gòu)套

100、于傳動(dòng)軸1上，用螺栓將軸承座固定與機(jī)架10上。將常閉控制開關(guān)9也安裝于機(jī)架10上。通過調(diào)節(jié)圓螺母6可以改變彈簧的壓縮量，從而改變整個(gè)套管8對(duì)右半聯(lián)軸器5的側(cè)壓力，壓力越大則左右離合器之間的摩擦力越大，壓力越小則左右離合器之間的摩擦力越小。合理設(shè)定圓螺母6與常閉控制開關(guān)9之間的間隙距離（圖16中所示a距離）。彈簧預(yù)緊力與距離a可以根據(jù)實(shí)際的使用情況設(shè)置調(diào)整（注意a≤b）。</p><p>　　調(diào)速電機(jī)通過帶傳動(dòng)裝置

101、向軸傳遞力矩，軸通過鍵將力矩傳遞于左半離合器，通過左右離合器之間的摩擦力，將力矩傳遞與右半聯(lián)軸器，即帶動(dòng)螺紋套管轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)搖臂圓周運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　在跳繩的過程中如果有人踩繩或絆住時(shí)，使搖臂受到拉力作用，對(duì)搖臂的正常轉(zhuǎn)動(dòng)造成阻礙，阻力通過與搖臂連接的套管將進(jìn)行反向傳遞，最終傳遞于右半摩擦離合器，由于設(shè)計(jì)的右半摩擦離合器可以在軸桿上滑動(dòng)，當(dāng)阻力大于套管外側(cè)彈簧設(shè)定的預(yù)緊力時(shí)候，兩半摩擦離合器發(fā)生摩擦位

102、移，右半側(cè)離合器隨即向另一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)位移量達(dá)到設(shè)定的間隙距離時(shí)，接觸控制開關(guān)，使其造成電路斷路，電機(jī)則停止轉(zhuǎn)動(dòng)，跳繩停止掄動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安全控制目的，確保人身安全。</p><p>　　6.4游動(dòng)軸承座設(shè)計(jì)分析</p><p>　　由于右半摩擦離合器可以在軸桿上滑動(dòng)，則即可帶動(dòng)螺紋套管與搖臂的左右竄動(dòng)，如果設(shè)計(jì)一位置相對(duì)固定的軸承座，則安全控制裝置將達(dá)不到預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)不低，同時(shí)可能造成設(shè)備的損壞。

103、</p><p>　　設(shè)計(jì)相對(duì)可以自由游動(dòng)的軸承座來滿足套管游動(dòng)量的補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)安全控制功能。如圖17，其中兩側(cè)的游動(dòng)間隙c≥b/2</p><p>　　圖19 游動(dòng)軸承座 </p><p>　　Fig.19 Floating bearing</p><p><b>　　7 使用和維護(hù)</b></p>&

104、lt;p>　　7.1跳繩機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)</p><p>　?。?）在您第一次或定期使用本電動(dòng)跳繩機(jī)時(shí)，請(qǐng)用潤滑劑涂在跑步帶的內(nèi)表面，以減少相互間的磨擦阻力，減輕電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。 </p><p>　?。?）經(jīng)常在跳繩機(jī)的各部位用干凈的抹布清潔，除灰塵，以維護(hù)各零件正常運(yùn)轉(zhuǎn)的性能。 </p><p>　?。?）定期地使用潤滑油在傳動(dòng)軸軸承上，以保證軸承較好的滾動(dòng)性

105、能。 </p><p>　　（4）定期地檢查跳繩機(jī)的螺栓及螺帽，若有松動(dòng)，請(qǐng)立即用工具鎖緊固定。</p><p><b>　　6.2跳繩機(jī)使用</b></p><p>　　（1）在練習(xí)跳繩機(jī)之前，準(zhǔn)備活動(dòng)比較簡單，主要做一些腿部肌肉、關(guān)節(jié)的準(zhǔn)備活動(dòng)就可以了，比如側(cè)壓腿、活動(dòng)腳腕等。 </p><p>　?。?）如果想要跳

106、繩機(jī)練習(xí)變得活躍、豐富起來，可以將跳繩機(jī)放置在電視機(jī)前，一邊看自己喜歡的電視節(jié)目一邊練習(xí)，或在練習(xí)時(shí)一邊聽自己喜歡的音樂一邊練習(xí)也可以，但大部分的注意力一定要放在跳繩機(jī)上還可以讓家人配合，在練習(xí)時(shí)經(jīng)常給自己大聲地鼓勵(lì)，這樣可以很好地活躍練習(xí)時(shí)的氣氛。 </p><p>　　（3）其他注意細(xì)節(jié)</p><p>　　 a.即使在家中練習(xí)跳繩機(jī)，也要穿運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行練習(xí)，不要光腳練習(xí)。 &l

107、t;/p><p>　　 b.在練習(xí)的過程中，最好每１５分鐘就補(bǔ)充一定的水分，但不可太多。 </p><p>　　 c.訓(xùn)練次數(shù)每周不要超過四次，在飯后一個(gè)小時(shí)進(jìn)行為好。 </p><p>　　 d.訓(xùn)練強(qiáng)度不宜過大，不一定非要練得大汗淋淋，這樣的效果并不見得就好，患有心臟疾病或高血壓的朋友更不宜大運(yùn)動(dòng)量使用跳繩機(jī)。 </p><p>

108、　　 e.如果是為了減脂而練習(xí)跳繩機(jī)，可在練習(xí)期間配合腹部力量訓(xùn)練，如仰臥起坐等。 </p><p>　　 f.練習(xí)跳繩機(jī)不是一兩天就能看見練習(xí)效果的，要配合其他的戶外有氧鍛煉，在平時(shí)要注意減少高油脂食物的攝入量。</p><p>　　g.不要閑談。破壞了運(yùn)動(dòng)節(jié)律，使動(dòng)作質(zhì)量數(shù)量難以保證,鍛煉效果大大折扣。</p><p>　　跳繩機(jī)是由電機(jī)帶動(dòng)，則跑步者須

109、與跑帶節(jié)奏保持一致，在跑步時(shí)出現(xiàn)意外，要迅速的使跑步帶停下來，所以在跳繩機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要盡多的考慮安全問題。</p><p><b>　　8 總結(jié)</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)總的來說通過電機(jī)帶動(dòng)工作軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)而使繩子按預(yù)期要求擺動(dòng)基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，基本達(dá)到了任務(wù)書上的設(shè)計(jì)要求。但終觀整個(gè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)還是有很多的不足和缺點(diǎn)。</p><p>

110、　　首先，是我在本次設(shè)計(jì)中沒有很好地把握設(shè)計(jì)進(jìn)度與要求，造成對(duì)課題的認(rèn)識(shí)不足，一開始在做該課題選用了用減速裝置對(duì)電機(jī)減速的方案，走了彎路，造成了時(shí)間和資源的浪費(fèi)。我覺得是很重要的一個(gè)教訓(xùn)，在以后的工作和設(shè)計(jì)我要牢牢吸取這一教訓(xùn)，先搞清楚設(shè)計(jì)的目的或目標(biāo)是怎么一回事，分清哪些是重、哪些是輕，首先判斷好該設(shè)計(jì)的可行度再下手去做，否則是事倍功半的效果！通過這次練習(xí)使我得到了很好的鍛煉，吸取了很好的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)！我想這也是畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目的，那

111、就是：通過自己的摸索來找出何為設(shè)計(jì)、如何來設(shè)計(jì)！</p><p>　　其次，由于在這次設(shè)計(jì)過程中時(shí)間非常緊、實(shí)驗(yàn)器材和自己的設(shè)計(jì)水平比較有限，使得整個(gè)過程以模擬為主，我覺得很遺憾！通過這個(gè)設(shè)計(jì)我也清楚地認(rèn)識(shí)到自己的所學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備有限，還有很多的不懂和疑惑，這需要我在以后工作中來不斷學(xué)習(xí)、不斷充實(shí)自己。在設(shè)計(jì)過程中也發(fā)現(xiàn)了自己許多的不足之處，比如在設(shè)計(jì)中還是缺乏更大的創(chuàng)新精神，許多工作原理也沒有很好的理解等，雖然能找

112、到很多方面的資料，并能加以利用，但由于平時(shí)對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力方面的培養(yǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，導(dǎo)致在整個(gè)過程中走了許多彎路。我相信，我會(huì)積極面對(duì)困難，保持積極心態(tài)來解決問題，通過自己的堅(jiān)持努力，我的設(shè)計(jì)水平能有穩(wěn)步提高、個(gè)方面能力能有更大的發(fā)展。</p><p>　　跳繩機(jī)的設(shè)計(jì)，是對(duì)我大學(xué)四年來所學(xué)理論知識(shí)的一個(gè)總結(jié)和應(yīng)用，也是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的全面檢測。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)會(huì)了如何收集和設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，并能較好地加以利用，特別

113、是在許多老師的指導(dǎo)和幫助，更好的解決了很多技術(shù)上的毛病，也學(xué)會(huì)了許多設(shè)計(jì)中的應(yīng)用知識(shí)，這些進(jìn)步將對(duì)我以后從事的工作有很大的幫助。</p><p>　　當(dāng)然在這短短的兩個(gè)多月時(shí)間里，要全面掌握和自己設(shè)計(jì)相關(guān)方面的知識(shí)是很難的，我相信這段設(shè)計(jì)的經(jīng)歷和收獲將會(huì)對(duì)以后的我產(chǎn)生很大的幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　

114、　[1]劉伶俐 李銳.自動(dòng)跳繩機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]，《機(jī)械》，2008年11期</p><p>　　[2] 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版[M].高等教育出版社，2006.5.</p><p>　　[3] 曾志新，呂明.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].武漢理工大學(xué)出版社，2010.5.</p><p>　　[4] 孫恒，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].高等教育出版

115、社，2006.5.</p><p>　　[5] 劉德榮.組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討[M]，組合夾具，1982. (1).</p><p>　　[6] 孫已德.機(jī)床夾具圖冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984：20-23.</p><p>　　[7] 劉友才.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992 .</p><p>　　[8]

116、孟少龍.機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.</p><p>　　[9] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》修訂組.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979.</p><p>　　[10] 李洪.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.</p><p>　　[11] 馬賢智.機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]

117、，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.</p><p>　　[12] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì).金屬切削手冊(cè)[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984.</p><p>　　[14] 周永強(qiáng).高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[15] 東北重型機(jī)械學(xué)院.洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上