《基于人机工程学的椭圆机设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于人机工程学的椭圆机设计.doc（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业论文中文摘要基于人机工程学的椭圆机设计摘要随着社会的发展和科技的进步，未来的设计是基于研究和以三维造型为基础的设计。在以后的设计中会更加多的加入人机工程学的内容，而人机工程学的研究也呈现出了很多崭新的面貌，其定义的范围也在不断拓展。本次设计是通过人机工程学与实际相结合，以Pro/E为基础，结合人体尺寸来设计运动器材椭圆机的。其中大量的运用到Pro/E技术来设计，以实现椭圆机的三维造型。椭圆机的设计实现了在小范围内达到科学锻炼身体的目的，其操作简单明了，噪音小，无污染，使用安全可靠。关键词 椭圆机 人机工程学Pro/E软件毕业论文外文摘要Design of the Elliptical Ma
2、chine Based on ErgonomicsAbstractWith the social development and the advancement of technology, the design is based on the future of research and three-dimensional shape-based design. Design in the future will be more and more content added ergonomics, and ergonomic studies have shown a lot of new l
3、ook, the scope of its definition is also expanding. This design is by the combination of ergonomic and practical to Pro / E, combined with the human dimension to design sports equipment, elliptical machine. The use of a large number of them to the Pro / E technologies to design, to achieve the three
4、-dimensional shape of elliptical machines. Elliptical machine designed and implemented on a small scale to achieve the purpose of exercise science, and its simple operation, low noise, no pollution, safe and reliable.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典Keywords elliptical machine ergonomicsPro/ENGINEER目录1引言11.1人机工程学概论和
5、Pro/ENGINEER软件介绍11.1.1人机工程学概论11.1.2Pro/ENGINEER软件介绍32椭圆机的理论设计42.1基于机械设计原理轴的设计（包括套筒的设计，轴承的选择）42.1.1轴的结构设计42.1.2轴的结构设计62.1.3轴的结构设计72.2螺母的选择及其主要尺寸92.3椭圆机的人机工程设计92.3.1椭圆机的简介及其设计要求92.3.2人体尺寸的选择92.3.3踏板间距和踏板大小的确定112.3.4外观及色彩设计123椭圆机三维模型的建立123.1轴的三维模型形成133.2轴承的三维模型形成143.3垫圈的三维模型形成153.4螺母的三维模型形成153.5踏板的三维模型
6、形成163.6底座及其连接部分三维模型的形成173.7轴连接三维模型形成183.8杆连接部分三维模型的形成183.9轴三维模型的形成193.10杆连接三维模型的形成193.11椭圆机总装配图的三维模型20结论21参考文献22致谢23基于人机工程学的椭圆机设计1引言近年来，随着人们生活水平的不断提高，生活质量不断改善。越来越多居民的生活观念由“力求温饱”向“永保健康”转变，以期拥有健康的体魄。达到高效学习，工作，实现享受生活并达到延年益寿。人们健康意识不断高涨，促进了我国健身器材产业的飞速发展。椭圆机作为一中重要的健身器材，其主要功能有增强人体肌肉力量，提高人体柔韧性和灵活性，增强人体平衡能力，
7、改善血液循环，可预防失眠。椭圆机的设计与人有着紧密联系。现代设计研究中与人机工程学联系最大的研究之一，是在以用户为中心的设计基础上提出的。人与用户虽然仅一字之差，却反应了更加人性化的设计理念。用户是一种使用，操作和完成任务的概念，“人”的概念比用户的概念更强调人的全面需求，人的价值。因此，除了用户参与这类研究方法以外，以人为中心的设计提出了将文化，文脉等因素全面地纳入设计研究，形成了所谓的宏观人际工程学。随着社会的发展和科技的进步，未来的设计是基于研究和以三维造型为基础的设计，国外许多著名的CAD软件公司纷纷进入中国市场。未来的设计是以创新和创新力为核心设计，而设计创新在本质上是以人为中心的创
8、新，设计是关于人的物质和精神生活的，所以，任何一项科学性的设计研究必然涉及人机工程学；同样可视化设计，装配设计，设计分析，运动仿真等方面的设计研究就要用到三维造型设计。1.1人机工程学概论和Pro/ENGINEER软件介绍1.1.1人机工程学概论人机工程学的起源是由于人与物（工具）之间的关系变化。传统人机工程学的定义是：人机工程学研究人机环境系统中人、机和环境这三大要素之间的关系，为解决系统中人的作业效能、安全、生理和心理健康问题提供理论和方法。新的人机工程学定义：人机工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的工效和人的健康幸福
9、之间的关系。也就是说，新的人机工程学的科学性定义是，研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学。这种研究是建立在实验科学的方法之上的，是系统地分析、实验、研究和因果关系的假设和验证。研究对象是系统中人与系统其他部分的交互关系。既要获得最高的系统效率，又要保证人的健康舒适。新定义与传统定义见并没有本质的区别，但更加强调了“交互”的概念，这符合人机工程学的发展趋势。根据国际人机工程学会的定义, 人机工程学(ergonomics) 是人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素; 研究人和机器及环境的相互作用; 研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、
10、人的健康、安全和舒适等问题的学科。人机工程学, 在美国有人称之为人类工程学“HUMAN ENGINEERING”, 人因工程学“HUMAN FACTORS ( ENGINEERING) ”, 在欧洲有人称之为“ERGONOMICS”, 生物工艺学, 工程心理学, 应用实验心理学以及人体状态学等, 日本人称之为“人间工学”。目前, 我国除使用上述名称外,还有译成工效学、宜人学、人体工程学、人机学、运行工程学、机构设备利用学、人机控制学等。人机工程学的命名已经充分体现了该学科是“人体科学”与“工程技术”的结合。实际上, 这一学科就是人体科学, 环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物, 它是以人体科
11、学中的人类学、生物学、心理学、卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一肢”;以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另一肢”,而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”, 形象地构成了本学科的体系。总之, 它是一门综合性的边缘学科, 其研究的领域是多方面的, 可以说与国民经济的各个部门都有密切的关系。美国二十一世纪信息技术计划中的基础研究内容为4 项: 软件、人机交互、网络、高性能计算机。其中, 人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一,并被认为“对于计算机工业有着突出的
12、重要性, 对其他工业也很重要”。美国国防关键技术计划不仅把人机交互列为软件技术发展的重要内容之一, 而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。日本也提出了FPIEND21 计划( Future Personalized Information Environment Development) , 其目标就是要开发二十一世纪个性化的信息环境。我国人机工程学发展的基础工作是在工业心理学和工程心理学的领域内开始的。20世纪30年代，清华大学开设了工业心理学课程。工业心理学概观（陈立，1935）是我国最早系统地介绍工业心理学的著作。70年代后期，人机工程学开始发展，其标志性发展是中国科学院心理
13、学研究所、航天医学工程研究所、空军医学研究所和杭州大学等分别建立了工效学或工程心理学研究机构。1989年成立了中国人类工效学协会（Chinese Ergonomics Society）。同时，在工业设计（industrial design）领域，人机工程学的发展几乎与设计的发展是同步的，这成为我国人机工程学发展的特色之一。1.1.2Pro/ENGINEER软件介绍Pro/ENGINEER（简称Pro/E）是美国参数技术公司推出的使用全参数化特征造型技术的大型CAD/CAM/CAE集成软件，它的内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的输出、生产加工
14、成产品的全过程，广泛应用于航空航天、汽车、机械、NC加工、电子等诸多行业。由于其强大而完美的功能，Pro/ENGINEER几乎是CAD/CAM领域应用最广的软件。它在国外大学里已经成为工程类学生必修的专业课程，也成为工程技术人员必备的技术。Pro/ENGINEER是一套由设计到生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，是一套使用3D实体模型的设计工具，其最基本的实用功能就是构建零件的3D实体模型，其他功能都以此为基础。Pro/ENGINEER的主要功能优点归纳如下：（1）工业设计（CAID）模块工业设计模块主要用于对产品进行造型设计。在三维设计软件产生
15、以前，不制造出零件或模型，无法观看零件的形状，只能通过二维平面图进行想象。现在，用一些软件可以生成实体模型，但生成的模型在工程实际中是“中看不中用”。用Pro/E生成的实体模型，不仅中看，而且相当管用。（2）机械设计（CAD）模块机械设计模块是一个高效的三维机械模块，它可绘制任意复杂的零件。用Pro/E生成曲面仅需23步即可完成，如果和数控机床连接，可以生成数控程序，加工出美观大方的产品。Pro/E生成曲面的方法很多，如拉伸、旋转、放样、扫描、网络、点阵等，因此使用它可以迅速建立任何复杂曲面。（3）功能仿真（CAE）模块功能仿真模块主要是指进行有限元分析。有限元分析使我们有了一双慧眼，能“看到”零件的内部受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，可以充分优化零件的设计。（4）制造（CAM）模块在机械行业中用到的CAM制造模块中的功能主要是NC Machining（数控加工）。（5）数据管理（PDM）模块 数据管理模块是在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出造成产品各种故障的原因，帮助设计师对症下药，排除产品故障，改进产品设计。它通过一定的机制保证了所有数据的安全及存取方便。 （6）数据交换（Geometry Translator）模块 在
