1.3.3 腰部锻炼机构
腰部锻炼机构由座椅、曲柄滑块机构、座椅固定架和弹簧组成。通过靠背（即曲柄）向后的转动，链动滑块和弹簧（弹簧挂钩一端固定在机架，另一端固定在滑块上）移动，弹簧受力之后，进而将滑块拉回原处。
虽然单人多功能健身器由上面这几部分组成，但在具体装配过程中依然可能会有些许的变动，因为它涉及得到零件的配合关系，以及当地的地理环境。
同时结合市场以及健身房里的健身器械，虽大部分都属于单人多功能型的，但由于某些体育公司为了谋求利益使得器械的强度达不到应有的强度要求，由此一旦器械坏了，将造成器械维修麻烦和器械的使用寿命不高等。所以在我的设计中非常注意材料的选择，只有注意了这方面才能有效地提高器械的性价比。
2 腿部锻炼机构设计
2.1 传动方案的选择[2]
腿部锻炼机构采用机械传动的形式，带传动和链传动为两种可供考虑的方案。
2.1.1 方案一:采用带传动方式
定义：带传动是一种挠性传动。带传动的基本组成零件为带轮和传动带。当主动带轮转
动时，利用带轮和传动带间的摩擦和啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动带轮。 传动原理：以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力
优点：1）有过载保护作用 ，过载时带在带轮上打滑，可以防止其它器件损坏2）传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是V带没有接头，传动较平稳，噪声小 3）运行平稳无噪音 4）适于远距离传动（amax=15m） 5）制造、安装精度要求不高
缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定 2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，使带寿命较短 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。 2.1.2 方案二：采用链传动方式
定义：链传动也是一种挠性传动。它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮
合来传递运动和动力。
工作原理：靠两轮间的链条（中间挠性元件）啮合来传递动力和运动。
优点：①平均传动比准确，无滑动 ②结构紧凑，轴上压力Q小 ③传动效率高η=98% ④承载能力高P=100KW ⑤可传递远距离传动amax=5～６m，可用于温度高、环境恶劣的场合 ⑥成本低
缺点：①瞬时传动比不恒定 ②传动不平稳 ③传动时有噪音、冲击
比较方案一和方案二，健身器为室内型器材，要求运行平稳且无噪声和冲击，有过载保护和缓冲吸振的作用。综上所述，初步确定方案二较为合理，即采用链传动的方案。
2.2 链传动的设计计算
采用短节距精密滚子链。滚子链常用于传动系统的低速级，一般传递的功率在100kW以下，链速不超过15m/s，推荐使用的最大传动比imax=8。
根据实际情况，设定主动链轮的转速n1=60r/min，传动比i=2，链传动所需传递的功率为P=1kW。
2.2.1 选择链轮齿数
取小链轮齿数z1=19，大链轮齿数为z2=i·z1=2×19=38。 2.2.2 确定计算功率
由机械原理查得KA=1.0，由机械设计查得KZ=1.35，单排链，则计算功率为 Pca=KAKZP=1.0×1.35×1kW=1.35kW 2.2.3 选择链条型号和节距
根据Pca=1.35kW及n1=60r/min查机械手册，可选16A-1。查机械手册，链条节距为 p=25.4mm。
2.2.4 计算链节数和中心距
初选中心距a0=（30～50）p=（30～50）×25.4mm=762～1270mm 取a0=800mm，相应的链长节数为
Lp0 = 2a0/p + （z1+z2）/2 + [(z2-z1)/2π]2p/a0 =91.78 取链长节数Lp=92节。
查机械原理得到中心距计算系数f1=0.24883,则链传动的最大中心距为 a=f1p[2Lp-(z1+z2)]=0.24883×25.4×[2×92-(19+38）]=802.68≈800 2.2.5 计算链速v，确定润滑方式
v=n1z1p/(60×1000)=60×19×25.4/(60×1000)m/s≈0.5m/s 由v=0.5m/s和链号16A-1，查机械手册可知应采用定期人工润滑。 2.2.6 计算压轴力Fp
有效圆周力为Fe=1000p/v=1000×1/0.5=2000N 链轮垂直布置时的压轴力系数KFP=1.05，则压轴力为 Fp≈KFPFe=1.05×2000=2100N 2.2.7 链轮的结构
小链轮制成整体式，大链轮制成孔板式。 2.2.8 链轮的材料
链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮多，所受的冲击也较大，故小链轮应采用较好的材料制造。由机械手册可知，小链轮采用15号钢，大链轮采用20号钢，热处理方式为渗碳、淬火和回火，热处理后的硬度为50～60 HRC。
2.3 轴的设计
此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩
2.3.3 轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案。轴上零件的装配方案示意图详见装配图。
(2) 根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度[3]。1）为了满足飞轮的轴向定位要求，I-II段右端和VIII-IX段左端需制出一轴肩，故取dⅡ-Ⅲ?dⅦ?Ⅷ?35mm。2）初步选择滚动轴承。因轴承只承受径向力，故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据dⅡ-Ⅲ?dⅦ?Ⅷ?35mm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度等级的单列深沟球轴承6008，其尺寸为d×D×B=40mm×90mm×23mm,故dⅢ-Ⅳ?dⅥ-Ⅶ?40mm，而lⅢ?Ⅳ?lⅥ?Ⅶ?45mm。3）取安装链轮处的轴段IV-V的直径dⅣ?Ⅴ?45mm；链轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知链轮轮毂的宽度为L=1.5d=67.5mm，为了是套筒面可靠地压紧链轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取lⅣ?Ⅴ?64mm。链轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d，故取h=4mm，则轴环处的直径dⅤ?Ⅵ?53mm。轴环宽度b≥1.4h，取lⅤ?Ⅵ?6mm。轴承端盖的总宽度为20mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取lⅡ?Ⅲ?lⅥ?Ⅶ?22mm，而lⅠ?Ⅱ?lⅧ?Ⅸ?16mm。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。
（3）轴上零件的周向定位[4]。链轮、飞轮与轴的周向定位均采用平键连接。按dⅣ?Ⅴ?45mm由表6-1[2]查得平键截面b×h=14mm×9mm，键槽用键槽铣刀加工，长为50mm，同时为了保证
H7链轮与轴的配合有良好的对中性，故选择链轮轮毂与轴的配合为；同理，飞轮与轴的连
n6接，选用平键为8mm×7mm×10mm，飞轮与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6.
（4）确定轴上圆角和倒角尺寸。参考表15-2，取轴端角为2×45°，各轴肩处的圆角半径见轴的零件图。 2.3.4 求轴上的载荷[7]
根据轴的结构图做出轴的计算简图，并进而做出轴的弯矩图和扭矩图。 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。 2.3.5 按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据以上的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6，轴的计算应力为
[3][2]
?ca?M2?(?T3)2W270382?(0.6?74808)2?MPa?1.86MPa （7）
0.1?703前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1[2]查得[??1]?60MPa。因此?ca?[??1]，故安全。
图2 轴的结构示意图
Fig.2 The structure diagram
图3 载荷分析图 Fig.3 Load Analysis
2.4 飞轮机构
2.4.1 飞轮转动惯量的近似计算
因飞轮等效转动惯量很大,作近似计算时其他构件的转动惯量可略去不计.
预设链传动一个稳定循环对应于等效构件一转,等效驱动力矩Med为常量，等效构件的平均转速 nm=30 r/min ，其转速误差要求不超过 ?3% 1） 该机构的许用运转不均匀系数
[?]?
nmax?nmin(1?0.03)nm?(1?0.03)nm??0.06
nmnm2）等效驱动力矩Med