毕业设计（论文）自动跳绳机系统设计（含全套CAD图纸）.doc

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1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706 自动跳绳机系统设计学 生： 指导老师： 摘 要：跳绳运动是一项操作简单，方便易学的大众体育项目，内容丰富、形式多样，最令人推崇的是它具有很高的强心健身价值，被称为“最完美的健康运动”。随着人们生活水平的不断提高，跳绳运动在世界各国有了全新的认识和研究，并被越来越多的人选择作为锻炼身体的主要运动手段。所以我相信发明一种能帮助人们在日常跳绳运动中获得更高效率和更大乐趣的跳绳机器定能受到广大跳绳运动爱好者的喜爱和青睐。从而对推广跳绳运动在大众体育中的普及度也有很大的促进作用，对提高广大人民群众的身体机能和基本身体素

2、质也有着非常重要的现实意义。 关键词：跳绳运动；安全性；易操控性；旋转机械Automatic Rope Skipping Machine System DesignAuthor. Tutor.Mo (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract：Skipping is a simple, easy Sports which has large, rich, varied items. respected is that it has a higher

3、 degree of cardiac fitness value, known as the most perfect health movement. With the continuous improvement of peoples 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 t

4、hat an invention 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 promoting the skipping sport in mass sports movement of the degr

5、ee of popularity, and there is great means for improveing bodily functions and basic physical fitness. Key words：skipping exercise; safety;easy manipulation;rotating machinery1 前言跳绳机的生产水平和科学技术含量在全世界范围内尚未得到明显的发展和提高， 国内的发展水平和重视程度尤为低下，与国际发达国家尚有一定差距，无论是从科学技术含量上或是从对这个新鲜产品的重视和关注程度来讲，都是如此。目前跳绳机主要分为单人跳绳机和多人

6、跳绳机两种，前者主要用于个人和家庭，后者主要用于学校或健身中心等公共场合。而就技术难度和科研创新方面来讲，多人跳绳机似乎更有挑战性，因为涉及到机械传动方面的知识和电学以及控制原理的知识综合应用的一个过程。跳绳机在国内甚至国际上都还未打开属于它的市场来，所以现在也正是好时机打开这个市场，并且随着科学技术的不断发展和进步，相信跳绳机会越来越多地出现在群众的生活中。跳绳运动内容丰富、形式多样，最令人推崇的是它具有很高的强心健身价值，欧美一些医学专家称跳绳为“最完美的健康运动”。近年来，跳绳运动在世界各国有了全新的认识和研究，并得到了迅速发展，呈现出了组织化、规范化和普及化的特点。 随着人们生活水平的

7、不断提高，跳绳运动在世界各国有了全新的认识和研究，并被越来越多的人选择作为锻炼身体的主要运动手段。所以我相信发明一种能帮助人们在日常跳绳运动中获得更高效率和更大乐趣的跳绳机器定能受到广大跳绳运动爱好者的喜爱和青睐。从而对推广跳绳运动在大众体育中的普及度也有很大的促进作用，对提高广大人民群众的身体机能和基本身体素质也有着非常重要的现实意义。 当今社会，基于科技的进步、经济的快速提升和经济文化的一体化，东西体育文化产生激烈的碰撞，民族传统文化在一定程度 呈弱化与衰颓之势。民族传统体育在学校体育中的应用也过于贫乏，既缺乏这方面的人才，也缺乏对这方面的科学研究。即便一些民族传统体育受到视也多是以进军奥

8、运会、全运会或其他形式的比赛为重点，着重开发它的竞技性，而忽视了其实用价值的开发，似乎是体育项目必须走向奥运会才是有价值的标志。对跳绳运动的忽略也折射出我国体育教育及体育发展中的一个弊端：一味追求奖牌效应，而对国民健身效应重视不够。全民健身计划实施任务中要大力提倡推广喜闻乐见的、简单易行的群众体育健身方法，我国很多民间传统体育娱乐项目具有简单易行、强身健体的功效，这是一些西式体育项目所不能替代的。从这种意义上说，跳绳运动等项目应该得到更多的重视和提倡，它必将大大有益于我国国民的身心健康。而跳绳机的生产水平和科学技术含量在全世界范围内尚未得到明显的发展和提高，国内的发展水平和重视程度尤为低下，与

9、国际发达国家尚有一定差距，无论是从科学技术含量上或是从对这个新鲜产品的重视和关注程度来讲，都是如此。随着人们生活水平和生活质量的提高，人们对跳绳机的要求也是越来越高，并有越来越多的人喜欢功能强大，娱乐性强的跳绳机器，这必将是一块很具有潜力的市场。相信在这块领域多下点工夫，肯定可以有所作为。2 方案设计2.1基本功能自动跳绳机的基本功能就是实现机械装置自动抡绳，是以多人跳绳为目的的一项健身娱乐装备，可以广泛在居民小区、公园、学校、城市休闲广场等地方使用，代替多人跳绳的人力抡绳，满足人们健身娱乐的需要，将运动健身和娱乐融合在一起，在运动中得以锻炼。将跳绳系于跳绳机上，通过给电机供电，在控制部分的控

10、制下执行机构完成相同的抡绳动作。结构包括驱动电机，传动，制动，控制等，实现了安全实用的多人跳绳需要。（图2-1为一种自动跳绳机使用现场）2.2设计参数及相关要求a.多人跳绳时的一般甩绳甩速为：30 r/min120 r/min；b.多人跳绳的一般甩绳高度为800mm1600mm；c.多人齐跳时要需要有比较稳定的甩速；d.当有人拌绳时甩绳必需在产生危险之前停止甩动。2.3方案设计比较2.3.1 方案一方案1主要由主动轮、电动机、传动带轮、V带、挡圈、常闭控制开关、轴承、传动轴、左摩擦离合器、右摩擦离合器、摇臂、弹簧、电机调速器、机架等构成。图1自动跳绳机使用Fig.1 Automatic rop

11、e skipping machine use工作原理为：它以交流调速电机为动力，通过传动带向轴杆传递力矩，同时带轮改变传动比，达到需要转速，再由轴杆上离合器向摇臂传递力矩并使摇臂转动，通过使用调速电机与电机调速器，可以实现对跳绳转速调节，从动端的摇臂通过绳子跟随主动端的摇臂同时转动，摇臂规格一致，即抡绳高度一致，这样实现两头同时等高抡动的功能。它还装置了在踩绳或拌住时的安全保护机构。也设置了满足甩绳大、小力矩的平稳甩动的机构，它实现了自动甩绳，不会使手臂酸痛，适应了不同人群的甩绳速度的需求。以下图为列简单介绍其结构功能：（图2 方案1结构图）它由主机架（1）、电动机及调速器（2）、小带轮（3）

12、、V带（4）、大带轮（5）、传动轴（6）、轴承座（7）、摩擦离合器（8）、圆螺母（9）、常闭控制开关（10）、弹簧（11）、传动套管（12）、摇臂（13）、辅助机架（14）、辅助旋转机构（15）组成。各部件的连接关系为：电动机及调速器（2）固定于主机架（1），小带轮（3）安装与调速电动机上，通过V带（4）与大带轮（5）连接传动。大带轮（5）固定于传动轴（6）轴端，传动轴（6）上有轴承座（7）、摩擦离合器（8），传动套管（12）一端连接摩擦离合器（8），上有圆螺母（9）、弹簧（11），摇臂（13）连接于传动套管（12）。常闭控制开关（10）固定于主机架（1）上。辅助旋转机构（15）固定于辅助机架

13、（14）上。图2 方案1结构图Fig.2 The first Scheme structure diagram2.3.2方案二方案2是由一个主动机构和一个随动机构共同组成。主动机构主要包含：调速电动机，带传动结构，齿轮减速器，摇臂，绳子弹性搭扣以及底座组成。随动机构主要有随动摇臂，旋转轴接都，底座组成。工作原理为：当启动可以自由调速的电动机时，电动机输出轴通过键连接将转动通过带传动传递给齿轮减速机构，齿轮减速机构进一步对转速进行减速，之后将转动传递给末端工作轴，末端工作轴通过螺纹连接使扭矩传递给摇臂。主动端摇臂上将连接一个用于系绳子的弹性搭扣，可以实现了拌绳时绳子自动脱离的功能，结构相对复杂。

14、从动端的摇臂通过绳子跟随主动端的摇臂同时甩动，并且甩绳高度一致，这样实现两头同时甩动的功能。而两边各自用来支撑和满足甩绳高度的大底座在机器不用的时候可以存放拆卸下来的零部件。方案的整体效果结构简图如下：（图3 方案2结构图）它由主机架（1）、调速电动机（2）、小带轮（3）、V带（4）、大带轮（5）、齿轮减速器（6）、摇臂（7）、弹性搭扣（8）、从动摇臂（9）、辅助旋转机构（10）、辅助机架（110）组成。 图3 方案2结构图Fig.3 The second Scheme structure diagram各部件的连接关系为：电动机（2）固定于主机架（1），小带轮（3）安装与调速电动机上，通过V

15、带（4）与大带轮（5）连接传动。大带轮（5）固定于齿轮减速器（6）输入端，齿轮减速器（6）输出端连接摇臂（7），摇臂（7）上有弹性搭扣（8）。辅助旋转机构（15）固定于辅助机架（14）上。此处已删除常转动造成阻碍，阻力通过与摇臂连接的套管将进行反向传递，最终传递于右半摩擦离合器，由于设计的右半摩擦离合器可以在轴杆上滑动，当阻力大于套管外侧弹簧设定的预紧力时候，两半摩擦离合器发生摩擦位移，右半侧离合器随即向另一侧移动，当位移量达到设定的间隙距离时，接触控制开关，使其造成电路断路，电机则停止转动，跳绳停止抡动，实现安全控制目的，确保人身安全。6.4游动轴承座设计分析由于右半摩擦离合器可以在轴杆上滑

16、动，则即可带动螺纹套管与摇臂的左右窜动，如果设计一位置相对固定的轴承座，则安全控制装置将达不到预计的设计不低，同时可能造成设备的损坏。设计相对可以自由游动的轴承座来满足套管游动量的补偿，可以实现安全控制功能。如图17，其中两侧的游动间隙cb/2图19 游动轴承座 Fig.19 Floating bearing7 使用和维护7.1跳绳机的维护与保养（1）在您第一次或定期使用本电动跳绳机时，请用润滑剂涂在跑步带的内表面，以减少相互间的磨擦阻力，减轻电动机的负荷。 （2）经常在跳绳机的各部位用干净的抹布清洁，除灰尘，以维护各零件正常运转的性能。 （3）定期地使用润滑油在传动轴轴承上，以保证轴承较好的

17、滚动性能。 （4）定期地检查跳绳机的螺栓及螺帽，若有松动，请立即用工具锁紧固定。6.2跳绳机使用（1）在练习跳绳机之前，准备活动比较简单，主要做一些腿部肌肉、关节的准备活动就可以了，比如侧压腿、活动脚腕等。 （2）如果想要跳绳机练习变得活跃、丰富起来，可以将跳绳机放置在电视机前，一边看自己喜欢的电视节目一边练习，或在练习时一边听自己喜欢的音乐一边练习也可以，但大部分的注意力一定要放在跳绳机上还可以让家人配合，在练习时经常给自己大声地鼓励，这样可以很好地活跃练习时的气氛。 （3）其他注意细节 a.即使在家中练习跳绳机，也要穿运动鞋进行练习，不要光脚练习。 b.在练习的过程中，最好每分钟就补充一定

18、的水分，但不可太多。 c.训练次数每周不要超过四次，在饭后一个小时进行为好。 d.训练强度不宜过大，不一定非要练得大汗淋淋，这样的效果并不见得就好，患有心脏疾病或高血压的朋友更不宜大运动量使用跳绳机。 e.如果是为了减脂而练习跳绳机，可在练习期间配合腹部力量训练，如仰卧起坐等。 f.练习跳绳机不是一两天就能看见练习效果的，要配合其他的户外有氧锻炼，在平时要注意减少高油脂食物的摄入量。 g.不要闲谈。破坏了运动节律，使动作质量数量难以保证,锻炼效果大大折扣。 跳绳机是由电机带动，则跑步者须与跑带节奏保持一致，在跑步时出现意外，要迅速的使跑步带停下来，所以在跳绳机设计时要尽多的考虑安全问题。8 总

19、结这次设计总的来说通过电机带动工作轴旋转进而使绳子按预期要求摆动基本实现了预期目标，基本达到了任务书上的设计要求。但终观整个设计，我发现还是有很多的不足和缺点。首先，是我在本次设计中没有很好地把握设计进度与要求，造成对课题的认识不足，一开始在做该课题选用了用减速装置对电机减速的方案，走了弯路，造成了时间和资源的浪费。我觉得是很重要的一个教训，在以后的工作和设计我要牢牢吸取这一教训，先搞清楚设计的目的或目标是怎么一回事，分清哪些是重、哪些是轻，首先判断好该设计的可行度再下手去做，否则是事倍功半的效果！通过这次练习使我得到了很好的锻炼，吸取了很好的设计经验！我想这也是毕业设计的一个重要目的，那就是

20、：通过自己的摸索来找出何为设计、如何来设计！其次，由于在这次设计过程中时间非常紧、实验器材和自己的设计水平比较有限，使得整个过程以模拟为主，我觉得很遗憾！通过这个设计我也清楚地认识到自己的所学知识储备有限，还有很多的不懂和疑惑，这需要我在以后工作中来不断学习、不断充实自己。在设计过程中也发现了自己许多的不足之处，比如在设计中还是缺乏更大的创新精神，许多工作原理也没有很好的理解等，虽然能找到很多方面的资料，并能加以利用，但由于平时对独立设计能力方面的培养还远远不够，导致在整个过程中走了许多弯路。我相信，我会积极面对困难，保持积极心态来解决问题，通过自己的坚持努力，我的设计水平能有稳步提高、个方面

21、能力能有更大的发展。跳绳机的设计，是对我大学四年来所学理论知识的一个总结和应用，也是对我所学知识的全面检测。在整个设计过程中，我学会了如何收集和设计相关的资料，并能较好地加以利用，特别是在许多老师的指导和帮助，更好的解决了很多技术上的毛病，也学会了许多设计中的应用知识，这些进步将对我以后从事的工作有很大的帮助。当然在这短短的两个多月时间里，要全面掌握和自己设计相关方面的知识是很难的，我相信这段设计的经历和收获将会对以后的我产生很大的帮助。参考文献1刘伶俐 李锐.自动跳绳机系统设计 J，机械，2008年11期2 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册第三版M.高等教育出版社，2006.5.3 曾志

22、新，吕明.机械制造技术基础M.武汉理工大学出版社，2010.5.4 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理M.高等教育出版社，2006.5.5 刘德荣.组合夹具结构简图的初步探讨M，组合夹具，1982. (1).6 孙已德.机床夹具图册M，北京：机械工业出版社，1984：20-23.7 刘友才.机床夹具设计M，北京：机械工业出版社，1992 .8 孟少龙.机械加工工艺手册第1卷M，北京：机械工业出版社，1991.9 金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册M，上海：上海科学技术出版社，1979.10 李洪.机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，1990.11 马贤智.机械加工余量

23、与公差手册M，北京：中国标准出版社，1994.12 上海金属切削技术协会.金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984.14 周永强.高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002.15 东北重型机械学院.洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980.16 李庆寿.机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991.17 廖念钊，莫雨松，李硕根。互换性与技术测量M，中国计量出版社，2000：9-19.18 哈尔滨工业大学.哈尔滨市教育局,专用机床夹具设计与制造M,黑农江人民出版社，1979.12.19 乐兑谦.金属切

24、削刀具M，机械工业出版社，2005：4-17.20 侯书林 朱海.机械制造基础（上册）M，北京大学出版社，2006.7.21 侯书林 朱海.机械制造基础（下册）M，北京大学出版社，2006.8.23 M.E. Merchant. Mechanics of the cutting processes. I. Orthogonalcutting and a type 2 chip, J. Appl. Phys., AIP 16 (5) (1945) .24T. Vorm, Development of a quick-stop device and an analysis of the froze

25、n-chip technique, Int. J. Mach. Tool Des. Res. 16 (1976) .致 谢在这次跳绳机装置的设计过程中，出现过很多的困难，而之所以最后能够较为顺利地完成设计，要感谢很多人的帮助。首先是我的指导老师莫亚武老师，她在我的整个设计过程中起了巨大的作用，从最初的选题到最后定稿，莫老师都给了我很多的指导。在我完成设计的过程中，经常会出现很多错误，而这些错误往往会被我所忽视，莫老师给了我极大的帮助，教了我许多设计方面的思路和方法，也给了我许多设计上的建议，让我的毕业设计能较顺利的完成。其次我要感谢在这四年里所有教过、指导过我的老师，是你们使我从当初对机械知识

26、的一无所知到现在能在老师的指导下独立完成跳绳机设计，是你们培养了我！这次毕业设计也是我对大学四年所学知识的一个综合，但我知道设计过程中可能还存在着很多问题，所以我非常希望各位老师们能给我提出宝贵的意见，让我有进一步的提高。我也要感谢我的同学们，在整个设计过程中，有好多同学都热心地帮助我解决各种问题，帮我出谋划策！我们互相监督，互相鼓励，在良好的气氛下完成了这次毕业设计。最后我还要感谢的是学校和学院，他们给予了我们做毕业设计的良好条件，使我们能够及时地找到相关资料进行阅读和研究，进而对所选的主题有较全面的了解。学校的数据库也为我们提供了充分的数据来支撑我们的理论，使我们的设计理论联系实际，在内容上更加充实。