實(shí)務(wù)性可回旋式健身車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、1實(shí)務(wù)性可迴旋式健身車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械工程系.陳振山摘要本研究利用市售的健身器材，針對(duì)使用者的方便性加以探討，發(fā)現(xiàn)除了製造廠商的設(shè)計(jì)外，亦可添加一些功能，使其使用上更具方便與趣味，而不是一位的追求無(wú)聊單調(diào)的汗水遊戲，設(shè)計(jì)具有迴旋功能的健身車，使使用者更具趣味，達(dá)到健身的功能。Inthisresearchwetrytofindmeconvergentequipmentthatcanmaketheusermefunfromthemarket.W

2、efindtheexercisebikeinthemarketisbingsincethefunctionistoolittleftheuser.Themechanismweaddedgyrationintheexercisebikecanmaketheathletemefuninexercise.Keywd:gyrationexercisebikegear一、前言現(xiàn)今社會(huì)處?kù)豆ぷ鞣泵Φ沫h(huán)境中，都市人口密度過(guò)高，因此缺乏時(shí)間和活動(dòng)地點(diǎn)來(lái)

3、運(yùn)動(dòng)。所以許多人都在家中安置健身器材來(lái)代替，健身慢慢變成每個(gè)人空閒時(shí)的活動(dòng)，為了不讓人在健身時(shí)感到無(wú)聊乏味，於是在健身器材上加以改變。本次創(chuàng)新的健身器材中，選擇比較適合一般家庭用的健身器材為主，加上現(xiàn)在大多是對(duì)於車子本身所佔(zhàn)的體積來(lái)加以改良，相繼研發(fā)的產(chǎn)品也走向摺疊式的方向，本次研究偏向於健身車的另一方面發(fā)展，及健身車的附屬功能方向，即是用旋轉(zhuǎn)和偏擺的方式，應(yīng)用在健身車上，讓正在做健身車運(yùn)動(dòng)的人，視野能遼闊，假如在野外的話，更能欣賞各方

4、面的風(fēng)景。研究的過(guò)程必須精確計(jì)算出齒輪變速機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，還有釋出搖擺機(jī)構(gòu)的搖擺方式及角度，由於底座的行星惰輪組擺動(dòng)的方式複雜，負(fù)責(zé)搖擺滑塊的溝槽和內(nèi)齒輪及行星惰輪組的密合度，還有影響旋轉(zhuǎn)切換成搖擺的因素，都是創(chuàng)新改良設(shè)計(jì)的問(wèn)題。二、設(shè)計(jì)理論21傳動(dòng)系統(tǒng)的選用在健身車的動(dòng)力傳輸上有：摩擦輪、齒輪、鏈輪、皮帶輪等方式。在各種傳動(dòng)方式下21.1摩擦輪方面：因考慮到須使健身車加上人員所產(chǎn)生的負(fù)荷，有大約120~60kg不等的負(fù)荷，而要使這個(gè)摩

5、擦輪產(chǎn)生相當(dāng)?shù)牧α?，則軸和軸間所須的正應(yīng)力N相當(dāng)大，且效率損失很大。21.2傳動(dòng)軸變換系統(tǒng)設(shè)計(jì)在健身車的傳動(dòng)來(lái)源，主要是由乘員踏動(dòng)踏板而來(lái)，故主動(dòng)輪軸為水平式傳動(dòng)，但本次製作的主要目的為使健身車作旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，所以需要將輪軸的旋轉(zhuǎn)改變?yōu)橹笔降男D(zhuǎn)，才能使健身車作旋轉(zhuǎn)和搖擺的運(yùn)動(dòng)。23齒輪設(shè)計(jì)因本機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，是使乘員能在健身時(shí)，兼具運(yùn)動(dòng)和休閒的功能為讓使用者在旋轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)因旋轉(zhuǎn)速度太快而導(dǎo)致昏眩，故需要大量的減速比，且能傳遞整體負(fù)重，輸出

6、較大的扭力，並能使乘員可不須太費(fèi)力，就能使健身車旋轉(zhuǎn)，因此需要大量的減速比24骨架設(shè)計(jì)為了把齒輪系組和蝸桿蝸輪組給立起來(lái)，因此須要骨架來(lái)支撐起來(lái)，我門考慮到整體外表的美觀與支撐力，所以利用數(shù)學(xué)的幾何圖形與三角函數(shù)來(lái)計(jì)算距離。25變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)車頭設(shè)有變速開關(guān)，控制其旋轉(zhuǎn)335齒輪加工因惰輪不須固定於心軸上，故將部份齒輪凸圓用車床車除，以TM205.1?節(jié)省其整體厚度。為使齒輪和心軸作同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞動(dòng)力；所以在齒輪凸圓上鑽4.2mm的孔，並

7、攻的螺絲，再用螺絲鎖於心軸8.05?M上，作為定位與固定。36齒輪組裝先將一邊的骨架依設(shè)計(jì)圖的位置用中心衝衝孔，以每?jī)蓚€(gè)孔為一單位來(lái)衝孔，才不會(huì)因?yàn)樵阼嵖讜r(shí)萬(wàn)一造成偏差後導(dǎo)致後面的齒輪沒有互相嚙合，再將齒輪和軸依序放入，並注意齒輪和齒輪之間是否有嚙合，依序前面步驟鑽其他的孔，將各軸依序試看看是否能順利插入孔內(nèi)，並試看看齒輪是否能滑順的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)各齒輪組裝完成後，再將另一邊的骨架插入，並將卡環(huán)固定於軸桿上，使齒輪不會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)而滑動(dòng)，再將各齒

8、輪的螺絲鎖緊於軸心上，如此便完成齒輪組裝的部分。37整體組合及測(cè)試將上半部齒輪組裝完後，試轉(zhuǎn)踏板軸，看看齒輪相對(duì)傳動(dòng)是否順暢。有無(wú)干涉現(xiàn)象，上半部車體是否能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。測(cè)試變速機(jī)構(gòu)，試轉(zhuǎn)動(dòng)踏板軸，能否在齒輪傳動(dòng)時(shí)改變速度。行星惰輪組能否順利作搖擺運(yùn)動(dòng)。蝸桿蝸輪是否能達(dá)到減速的要求。切換搖擺切換桿，將其切換至搖擺狀態(tài)，使上半部車體作搖擺運(yùn)動(dòng)，同時(shí)測(cè)試搖擺是否能達(dá)到改變速度。四、結(jié)果與結(jié)論本次的設(shè)計(jì)上，主要的部分為變速、旋轉(zhuǎn)、搖擺的設(shè)計(jì)；在

9、變速上：因變速時(shí)需要考慮到其齒輪的嚙合的位置，因此將60齒的齒輪和30齒的齒輪作同速轉(zhuǎn)動(dòng)，變速輪無(wú)論嚙合哪一組齒輪，另外一組依然會(huì)作轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在變速上，就沒有無(wú)法嚙合的問(wèn)題。另外在旋轉(zhuǎn)和搖擺的切換上，如果在行星惰輪輪盤下沒設(shè)置彈簧，則在變速時(shí)並無(wú)法作水平上升，會(huì)使齒輪傾斜而無(wú)法變速，解決方法則為加設(shè)彈簧，利用彈簧使行星惰輪盤能均勻的受力上升，並可減輕使用者變速時(shí)所需的施力。在齒輪方面，因具有干涉和摩擦的影響，故在動(dòng)力的傳輸上具有相當(dāng)?shù)膿p

10、失，雖然能確實(shí)的傳遞偏擺的角度，但使用者須較大的力量來(lái)使其轉(zhuǎn)移。本機(jī)械的設(shè)計(jì)為使健身車作旋轉(zhuǎn)和搖擺的功能，因本機(jī)構(gòu)為一創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，故初步尚未建造一專用之設(shè)施，因此有許多的地方值得作更進(jìn)一步的探討和研究。五、參考文獻(xiàn)：1.賴耿陽(yáng)，中華民87年4月，機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2.鐘永鎮(zhèn)，自行車內(nèi)變速器之設(shè)計(jì)，國(guó)立中山大學(xué)機(jī)械工程研究所，中華民國(guó)88年6月3.蔡寧遠(yuǎn)，新訂實(shí)用齒輪寸法表，光田出版社4.林實(shí)泓?江可達(dá)?宋仁群，張福仁?陳振山?孫榮宏，莊錦陽(yáng)?