自动跳绳机设计.docx

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自动跳绳机设计

摘要

本文设计是通过电动机带动了带轮传动给主动轴，在主动轴上采用了摩擦离合器，离合器作用起到保护人的安全。

摇绳机构和辅助摇绳机构均放置在可调节高度的升降支架上。

可以调节摇绳机构的摇绳高度，以适应不同的活动人群来使用。

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。

它的主要优点在于在摇绳机构上安装了防止绊绳的离合器，当摇绳的时候出现有人失误绊住时，当阻力增大时离合器自动将传动轴与摇绳曲柄分开，这样就能起到保护跳绳者的作用。

关键词：

自动跳绳机；摩擦离合器；调速电机；旋转机械

Designofautomaticropeskippersystem

Abstract

Inthispaper,adrivepulleydrivenbyanintermediatemotorisdesignedtodrivethedriveshaft,whichisequippedwithfrictionclutch.Theotherendoftheclutchisequippedwitharockingropecrank.Oneendoftheskippingropeisconnectedwitharockingropecrank,andtheotherendisconnectedwithanauxiliaryrockingrope.

ItispoweredbyanACspeed-regulatingmotorandtransferstorquefromthedrivebelttotheshaftrod.Atthesametime,thepulleychangesthetransmissionratiotoachievetherequiredspeed.Thentheclutchontheshaftrodtransferstorquetotherockerarmandrotatestherockerarm.Byusingthespeed-regulatingmotorandthemotorspeed-regulatingdevice,thespeedofropeskippingcanbeadjusted.Therockerarmoftheslaveendrotatessimultaneouslywiththerockerarmoftheactiveendthroughtherope.Specificationisthesame,thatis,theheightoftheropeisthesame,soastoachievethefunctionofsimultaneousequal-heightrollingatbothends.

Itsmainadvantageisthataclutchisinstalledontherockingropemechanismtopreventtrippingrope.Whensomeonetripswhenrockingrope,theclutchautomaticallyseparatesthetransmissionshaftfromtherockingropecrankwhentheresistanceincreases,soastoprotecttheskipper.

Keywords:

automaticropeskippingmachine;frictionclutch;speedregulatingmotor;rotarymachinery

第一章论述1

1.1本文研究的背景与意义1

1.2国内发展现状与趋势1

第二章方案设计2

2.1基本功能2

2.2设计参数及相关要求2

2.3方案设计比较2

2.4结构设计5

2.5功能效果6

第三章电动机、调速器类型与参数的选择7

3.1电机类型与参数选择7

3.2电机调速器类型与参数选择7

第四章传动机构设计8

4.1带传动的设计和校核8

4.2轴承选择与校核10

4.3轴的设计与校核12

第五章控制部分的设计15

5.1压力传感器的选择15

5.2主电机的控制电路15

5.3自动断电保护控制16

5.4控制面板的设计16

5.5计数装置的设计17

第六章结构设计分析18

6.1摇臂结构及栓绳装置结构设计分析18

6.2摩擦离合器及安全联动控制设计分析19

6.3游动轴承座设计分析21

第七章使用和维护22

7.1跳绳机的维护与保养22

7.2跳绳机使用22

第八章总结23

参考文献24

附录25

致谢28

第一章绪论

1.1本文研究的背景与意义

跳绳内容丰富，形式多样。

什么是最值得赞扬的强化心灵和健身的价值。

欧洲和美国的一些医疗专家称跳绳为“最完美的健康运动”。

近年来，世界跳绳有了新的了解和研究，显示了组织的特点、标准化和普及，取得了快速的发展。

随着人们生活水平的不断提高，跳绳在世界上有了新的认识和研究，越来越多的人选择它作为运动的主要手段。

因此，我发明了一种能帮助人们获得更多效率的跳绳机器，相信每天的跳绳都会有更多的乐趣被人们所喜爱，并且大部分的跳绳会被粉丝们所喜爱。

因此，它可以促进大量体育活动中飞绳的人气，改善群众的身体机能和基本的身体质量。

但是，绳飞机的生产水平和科学性、技术性的内容在全世界都没有大的发展和改善。

由于国内外开发水平和关注水平特别低，与国际先进国家之间存在一定的差距，无论对科学、技术内容还是这种新的新鲜产品的关注和注意程度。

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越来越高，越来越多的人像跳绳机一样，跳绳机有着非常潜在的市场。

我相信在这个领域会有更多的努力。

1.2国内发展现状与趋势

目前跳绳机主要分为单人跳绳机和多人跳绳机两种，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。

跳绳机还没有在国内外开设自己的市场，所以现在正是打开这个市场的好时期。

在科学技术的不断发展和进步中，我相信绳索的跳跃机会会越来越出现在群众生活中。

跳绳内容丰富，形式多样。

什么是最值得赞扬的强化心灵和健身的价值。

欧洲和美国的一些医疗专家称跳绳为“最完美的健康运动”。

近年来，世界跳绳有了新的了解和研究，显示了组织的特点、标准化和普及，取得了快速的发

展。

第二章方案设计

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。

2.2设计参数及相关要求

1.多人跳绳时的一般甩绳甩速为：

30r/min～120r/min；

2.多人跳绳的一般甩绳高度为800mm～2200mm；

3.多人齐跳时要需要有比较稳定的甩速；

4.当有人拌绳时甩绳必需在产生危险之前停止甩动。

5.可以调节摇绳高度，适应不同身高的人群使用。

6.添加电子计数装置。

2.3方案设计比较

方案一

方案1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，向末端的作业轴旋转，末端的作业轴通过螺钉连接向臂输送扭矩。

有源端臂可连接系带的弹性锁具，且能够实现系绳自动放下的功能，具有复杂的结构。

挽起胳膊让绳子穿过去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示意图如图2-1所示：

图2-1方案1结构图

1.主机架2.电机机3.小带轮4.V带5.大带轮6.减速器

7.摇臂8.搭扣9.摇臂10.旋转机构11.辅机架

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，防绊倒离合器，摇臂以及升降支架组成。

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带轮将转动通过带传动传递给给末端工作轴，末端工作轴通过摩擦联轴器使扭矩传递给摇臂。

整个主动端摇绳机构安装在可升降的底座上，通过升降电机带动摇绳机构平台上下运动来调节摇绳高度，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示意图如图2-2：

图2-2方案2结构图

1.升降电机2.传动锥齿轮3.主机架4.V带轮5.摇绳减速机6.V带

7.传动轴8.升降丝杆9.导向杆10.摩擦联轴器11.调节螺母12.压紧弹簧

13.主动摇臂14.光电计数传感器15.从动升降齿轮传动16.从动升降电

17.导向杆18.升降丝19.从动支架20.从动摇绳器21.升降支架板22.升降丝母

通过对上述两种设计方案的分析和比较，结合设计要求，最终选择第二种方案作为最后的设计方案。

具体分析如下：

（1）传动结构分析：

方案1由于传动结构复杂，尤其采用了齿轮减速器，零部件采用较为繁多，设计过程较为繁琐，方案2采用电机调速器直接对电机调速，只用一级的带传动结构，传动结构简单明了；

（2）机架结构分析：

方案2主机架采用焊接件，结构简单制造方便，取材简单；而方案1为铸件箱体，虽然可以存放零部件，但是箱体体型庞大，给铸造加工及运输带来很大麻烦，整个设备看起来比较笨重。

（3）使用安全性能分析：

方案2装置了在踩绳或拌住时的安全保护机构，而方案1无此安全装置，方案2安全性能较好。

综合分析得出，第2种方案具有经济性、安全性、结构新颖性等优点，为设计首选方案。

2.4结构设计

自动跳绳机主要由机架装置、动力及传动装置、制动装置、辅助连接装置、控制装置、安全装置等结构组成，将可调速电机为动力源，通过连接于电机的带传动装置向轴传递力矩，再由轴杆上上的摩擦离合器向摇臂传递力矩，使得摇臂转动，实现跳绳的摆动。

另一端采用非动力的从动部件，在主动部件牵引力带动下实现与主动部件一起转动。

通过带轮的传动比改变转速，并通过调速装置对调速电机进行速度调节，从而达到需