醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)樣本

1、中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)成果說明書題 目： 醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 工程學(xué)院 班 級： C08機(jī)械（1） 指導(dǎo)教師： 周萬春 同組者： 2012年1月15 日設(shè)計(jì)任務(wù)書書中設(shè)計(jì)題目，參數(shù)僅寫自己的參數(shù)目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書2第一章總論及設(shè)計(jì)要求51.1功能要求51.2工作原理以及工藝動作流程圖6第2章 傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)72.1擬訂傳動方案7第3章主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)103.1送料機(jī)構(gòu)103.2楸棉機(jī)構(gòu)123.3卷棉機(jī)構(gòu)143.4形態(tài)學(xué)矩陣16第4章機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案擬定184.1擬定的方案18第5章方案的評價(jià)205.1評價(jià)方案表20第6章系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理236.1

2、方案b的數(shù)據(jù)處理236.2傳動機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理246.3成品的尺寸設(shè)計(jì)25結(jié)束語26參考文獻(xiàn)27摘要:全自動棉簽機(jī)是按照國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)自動設(shè)計(jì)和制造的一種自動化程序高、高速、高效生產(chǎn)衛(wèi)生棉簽。自動卷棉設(shè)備它填補(bǔ)了國內(nèi)空白。 該機(jī)能制造棉簽，具有綜合性能強(qiáng)，棉頭飽滿、表面光潔、外形均勻、棉頭與棒體纏繞牢固，產(chǎn)品完全達(dá)到國家要求標(biāo)準(zhǔn)，該機(jī)可根據(jù)不同用途的棉簽，電子控制調(diào)節(jié)棉頭大小滿足各種使用要求。該機(jī)每小時(shí)可生產(chǎn)棉簽3600支，克服了傳統(tǒng)手工卷制效率低、棉簽頭大小不均、衛(wèi)生條件差的缺點(diǎn)，該機(jī)暢銷與國內(nèi)外市場。 本設(shè)備適用范圍可以用于個(gè)衛(wèi)生材料廠，也適用于棉簽用量大的大中型醫(yī)院，家庭小型企業(yè)，

3、創(chuàng)業(yè)致富的好途徑。我所設(shè)計(jì)的棉簽機(jī)實(shí)現(xiàn)了送棉，楸面棉，送簽和卷棉于一體的全自動化功能。其主要設(shè)計(jì)思路來自于對手工卷棉動作分解,然后按照相應(yīng)功能的機(jī)構(gòu)部件進(jìn)行設(shè)計(jì),對比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用槽輪機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動,凸輪連桿的往復(fù)運(yùn)動,不完全齒輪的間歇運(yùn)動,摩擦輪機(jī)構(gòu)以及減速器的定植調(diào)速比的設(shè)定.定量送料,定位傳送和摩擦壓力的設(shè)計(jì)都需要人工數(shù)據(jù)處理.利用Auto Cad軟件強(qiáng)大繪圖功能,和Word的編輯功能,把設(shè)計(jì)方案圖文并茂,栩栩如生.關(guān)鍵字:減速器槽輪 不完全齒輪 爪輪 齒形帶第一章總論及設(shè)計(jì)要求1.1功能要求全自動醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)送棉、楸棉、送棉和卷棉的一體化功能。醫(yī)院通用的簽桿直

4、徑約3mm，長約為70mm，卷棉部分長約2025mm，每分種能生產(chǎn)60支。卷棉機(jī)由送棉機(jī)構(gòu)，壓棉機(jī)構(gòu)，楸棉機(jī)構(gòu)，送簽機(jī)構(gòu)，卷棉機(jī)構(gòu)以及電動機(jī)組成。選擇送棉機(jī)構(gòu)時(shí)考慮到棉花很軟，要實(shí)施持棉以直線、間隙、定長地將適量條狀送入壓（夾）棉、楸棉機(jī)構(gòu)，可用帶刺構(gòu)件走直線軌跡段把棉條拉向前進(jìn)，走非直線段時(shí)從棉條中退出，但此時(shí)要將棉條壓住。我所設(shè)計(jì)的兩種方案中采用兩滾輪壓緊棉條，同時(shí)，在繼續(xù)運(yùn)動中實(shí)現(xiàn)楸棉，但需與棘輪、槽輪或不完全齒輪機(jī)構(gòu)聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)間隙送進(jìn)的功能。實(shí)現(xiàn)送簽的功能是使一堆簽桿分成一根一根送至確定位置，我采用將一堆簽桿放入漏斗箱逐一的送到能產(chǎn)生一定壓緊力的構(gòu)件上，同時(shí)一邊自轉(zhuǎn)，一邊沿導(dǎo)棉槽移動

5、完成卷棉動作。此外，壓緊機(jī)構(gòu)也有兩種方案。1.2工作原理以及工藝動作流程圖醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)系統(tǒng)定量送棉壓（夾）棉、楸棉送簽卷棉將條狀棉的原料壓緊在固定面上，在另一端既實(shí)現(xiàn)壓緊，又實(shí)現(xiàn)拉扯動作持定量棉花，以直線、間隙、定長送進(jìn)完成壓棉動作的機(jī)構(gòu)，其壓頭對條棉有一定的壓力，并且將壓力保持一定的時(shí)間，使楸棉時(shí)，壓頭下的條棉不致滑移。完成楸棉動作的機(jī)構(gòu)，其壓頭一方面有壓緊條棉的功能，又要使壓力在保持壓緊力的狀態(tài)下有向某個(gè)方向運(yùn)動的可能，以完成楸棉動作。 采用適當(dāng)?shù)膲侯^形式，使棉條容易楸斷，楸斷后自行落入導(dǎo)棉槽中。機(jī)構(gòu)能調(diào)整壓緊力。使一堆簽桿分成一根一根送至確定位置，與楸下的棉塊會合簽桿與棉塊相遇，簽桿作

6、自轉(zhuǎn)，將棉塊卷上簽桿。第2章 傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1擬訂傳動方案機(jī)器一般由原動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)三部分組成如圖：圖1電動機(jī)2聯(lián)軸器3減速器.1初步選擇電機(jī)和分配各級傳動比（一）電動機(jī)的選擇選擇電機(jī)類型：電動機(jī)是機(jī)器中運(yùn)動和動力的來源，其種類很多，有電動機(jī)、內(nèi)機(jī)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、氣輪機(jī)、液動機(jī)等。電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護(hù)容易，一般機(jī)械上大多數(shù)是均采用電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批或大量生產(chǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、安裝的要求及尺寸、重量有無特殊限制等條件，從產(chǎn)品目錄中選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和

7、轉(zhuǎn)速，確定具體的型號。擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式。生產(chǎn)的單位一般用三相交流電源，如無特殊的要求（如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常啟動和反轉(zhuǎn)等），通常都采用三相交流異步電動機(jī)。我國已制定了一標(biāo)準(zhǔn)的系列是一般用途的全封閉的自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕氣體和無特殊要求的機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械食品機(jī)械等。由于系列還具有啟動性好的優(yōu)點(diǎn)，因此也適合某些對啟動轉(zhuǎn)矩要求較高的機(jī)械。三相交流異步電動機(jī)根據(jù)其額定功率和滿載轉(zhuǎn)速的不同，具有系列型號。為適應(yīng)不同的安裝需要，同一類的電動機(jī)結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各類型的電動機(jī)的參數(shù)和外型及安裝尺寸可查手冊。選定電

8、動機(jī)的容量：電動機(jī)的容量選得合適與否，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動機(jī)不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機(jī)因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運(yùn)行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。電機(jī)的容量的主要由電動機(jī)的運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。 工作機(jī)所需工作功率，應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動參數(shù)計(jì)算得來的，可按下式計(jì)算： 其中：T工作機(jī)的阻力矩，； n工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，；傳動裝置的總效率組成傳動裝置的各部分運(yùn)動副效率之積，即 其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率 按推薦的傳動比合理范圍，取一級傳動i1

9、=20-50，二級圓柱直齒輪的傳動比i2=4-6, 三級圓柱直齒輪的傳動比i3=2-4,總的傳動范圍為40-200. 根據(jù)附。2選擇Y系列三相異步電動機(jī)經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S8型號電動機(jī)考慮減小噪聲、振動等方面的要求時(shí)，最好選用帶傳動。當(dāng)原動機(jī)驅(qū)動主動輪時(shí)，由于帶與帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定動力。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、選價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。 圖-帶傳動 圖-鏈傳動但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。 蝸桿傳動的傳動比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動系統(tǒng)的高速級，以獲得較小的結(jié)構(gòu)

10、尺寸；同時(shí)，摩擦力大，發(fā)熱大。同時(shí)蝸桿傳動在嚙合處有相對滑動。當(dāng)滑動速度很大，工作條件不夠良好時(shí)，會產(chǎn)生較嚴(yán)重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因而摩擦損失較大，效率低； 根據(jù)以上的分析比較，再結(jié)合要求的工作條件可以得到，在此采用帶傳動。第3章主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)3.1送料機(jī)構(gòu)方案a:槽輪機(jī)構(gòu)圖311主動銷輪 2從動槽輪 3，4滾輪 5棉條 方案a所采用的送棉機(jī)構(gòu)是如圖31所示的槽輪機(jī)構(gòu)。其主要由槽輪12和滾輪34的串聯(lián)而成，當(dāng)主動銷輪1由傳動機(jī)構(gòu)相連而作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，當(dāng)圓柱銷未進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪因鎖住而靜止；當(dāng)圓銷進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪2在圓銷的驅(qū)動下順時(shí)針轉(zhuǎn)動。當(dāng)主動輪連續(xù)轉(zhuǎn)動

11、時(shí)，從動槽輪和滾輪4夾住棉條5向前送進(jìn)，完全實(shí)現(xiàn)定量，定長，并以間隙、直線送棉功能。方案b：不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖321不完全齒輪 2棉條 3滾輪方案b所采用送棉機(jī)構(gòu)是如圖32所示的不完全齒輪機(jī)構(gòu)。其主要由不完全齒輪和一個(gè)滾輪串聯(lián)而成。 當(dāng)不完全齒輪由傳動機(jī)構(gòu)而作等速順時(shí)針連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，當(dāng)?shù)谝幻洱X還未到達(dá)棉條時(shí)，棉條因無摩擦力而不能向前送進(jìn)；而當(dāng)?shù)谝幻洱X接觸到棉條，同時(shí)與滾輪嚙合時(shí)，產(chǎn)生摩擦夾帶棉條向前送進(jìn)，直到最后一枚齒脫離滾輪，而停止送棉。當(dāng)主動不完全齒輪作連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，完全實(shí)現(xiàn)定量，定長，并以間隙、直線送棉功能。其中不完全齒輪的外圈部分是由橡膠模具制成。分析其原因如下： 考慮到棉花很軟，如使用鋼制

12、不完全齒輪，在抓棉時(shí)很容易將棉條抓斷；使用外圈為橡膠齒的不完全齒輪，質(zhì)地相對柔軟，又有彈性。 如果橡膠齒磨損，可以及時(shí)更換。 橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價(jià)相比較，前者較為經(jīng)濟(jì)。3.2楸棉機(jī)構(gòu)方案a: 凸輪機(jī)構(gòu)圖331凸輪 2彈簧 3沖壓板 4底座 5刀具方案a所采用的楸棉機(jī)構(gòu)如圖33所示。其主要由主動凸輪、彈簧、沖壓板、刀具和底座組成。當(dāng)主動凸輪隨傳動機(jī)構(gòu)作等速順時(shí)針連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，推動構(gòu)件3，使之往下運(yùn)動進(jìn)而壓住棉條，由于構(gòu)件3剛好與刀具5相切，從而完成壓棉、楸棉的動作。當(dāng)主動凸輪轉(zhuǎn)到回程時(shí)，構(gòu)件3沒有推力，受到彈簧2的彈力回到原處。與此同時(shí)送棉機(jī)構(gòu)將棉條送到構(gòu)件3下，以此來完成下一次的壓楸棉的動作

13、。安裝刀具5和緩沖機(jī)構(gòu)的好處： 比較鋒利的刀具在構(gòu)件3和下面的緩沖機(jī)構(gòu)保證了棉條順利的切割。 切割下來的棉條完整。方案b :爪輪機(jī)構(gòu)圖341、4爪輪 2棉條 3橡膠塊方案b所采用的楸棉機(jī)構(gòu)如圖34所示。其主要由兩個(gè)爪輪串聯(lián)而成。當(dāng)主動爪輪1由傳動機(jī)構(gòu)作順時(shí)針等速轉(zhuǎn)動時(shí)，嵌入爪輪1的橡膠塊轉(zhuǎn)到另一個(gè)爪輪的橡膠塊相遇時(shí)，夾送到的條棉2價(jià)在其中，靠彈性壓緊，繼續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，將條棉楸斷。在實(shí)現(xiàn)壓棉和楸棉時(shí)，還需要在方案b中的送棉機(jī)構(gòu)（圖31所示）的配合，因?yàn)闆]有它的壓緊力，本機(jī)構(gòu)就不能完成該功能。 3.3卷棉機(jī)構(gòu)方案a: 圖351漏斗狀簽箱 2、4輸送機(jī)構(gòu) 3簽桿 5、8條棉 6導(dǎo)棉槽 7靜止摩擦片 方案

14、a所采用的卷棉機(jī)構(gòu)如圖35所示。起主要由主動輸送機(jī)構(gòu)、漏斗狀簽箱和導(dǎo)棉槽組成。將一堆簽桿放入漏斗狀的簽箱1內(nèi)，漏斗口限制簽桿3只能一根一根地通過，由漏斗口下的輸送構(gòu)件2和4同步將簽桿送入到導(dǎo)棉槽，進(jìn)至與在導(dǎo)棉槽7內(nèi)的靜止摩擦片7接觸后，在摩擦力作用下簽桿3自轉(zhuǎn)，此時(shí)簽桿的外露在輸送機(jī)構(gòu)4外的頭部（約長25mm）與導(dǎo)棉槽8中的條棉相遇，使條棉卷在簽桿上。設(shè)計(jì)要求：漏斗狀簽箱1的口寬的大小應(yīng)與簽桿的直徑差不多。這既能使簽桿逐一的通過漏斗口，又防止簽斗內(nèi)簽桿相互擠造成卡住。方案b:圖361漏斗狀簽箱 2簽桿 3條棉 4輸送機(jī)構(gòu) 5齒行帶 6拖板 7靜止摩擦片 8彈簧 9壓板 10卷輪方案b 所采用的

15、卷棉機(jī)構(gòu)如圖36所示。起主要由卷輪、漏斗狀簽箱、送棉機(jī)構(gòu)、拖板和靜止摩擦片壓板組成。將一堆簽桿放入漏斗狀的簽箱1內(nèi)，漏斗口限制簽桿2只能一根一根地通過，由漏斗口下的卷輪5帶離簽箱1，進(jìn)至與在壓板9的靜止摩擦片7接觸后，在摩擦力作用下簽桿2一面前進(jìn)，一面自轉(zhuǎn)，此時(shí)簽桿的外露在輸送機(jī)構(gòu)4外的頭部（約長25mm）與導(dǎo)棉槽8中的條棉相遇，且有一定的壓緊力，使條棉卷在簽桿上。3.4形態(tài)學(xué)矩陣功能元功能元解12345動力源電動機(jī)A1汽油機(jī)A2柴油機(jī)A3液壓機(jī)A4汽動馬達(dá)A5減速2蝸桿傳動B1鏈傳動B2帶傳動B3齒輪傳動B4擺線針輪轉(zhuǎn)動B5送料持夾器的運(yùn)動不完全齒輪機(jī)構(gòu)C1槽輪機(jī)構(gòu)C2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)C3凸輪機(jī)

16、構(gòu)C4連桿機(jī)構(gòu)C5壓緊器的間歇轉(zhuǎn)動凸輪機(jī)構(gòu)D1爪輪機(jī)構(gòu)D2齒型帶機(jī)構(gòu)D3平面凸輪+正切機(jī)構(gòu)D4空間凸輪+正切機(jī)構(gòu)D5壓桿的往復(fù)移動齒輪機(jī)構(gòu)E1齒型帶機(jī)構(gòu)E2凸輪機(jī)構(gòu)E5系統(tǒng)解的可能方案數(shù)： F=5*5*5*5*3=1875其中列出較為理想的兩種： A1+B3+C1+D1+E1 A1+B3+C2+D3+E2 3.5擬定運(yùn)動循環(huán)圖分配軸轉(zhuǎn)角0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 送棉機(jī)構(gòu)定量送棉間隙運(yùn)動壓棉楸棉機(jī)構(gòu)爪輪間隙運(yùn)動爪輪轉(zhuǎn)動摩擦楸斷棉爪輪間隙運(yùn)動送簽機(jī)構(gòu)帶輪轉(zhuǎn)動送簽壓板提供壓緊力卷棉機(jī)構(gòu)開始卷棉 第4章 機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案擬定4.1

17、擬定的方案在第三章中，我已經(jīng)分析了a,b兩個(gè)方案的各構(gòu)件的功能特點(diǎn)。根據(jù)形態(tài)學(xué)矩陣的分析和原理?，F(xiàn)在對它們進(jìn)行最佳組合。如圖 方案a1漏斗狀簽箱 2、4輸送機(jī)構(gòu) 3簽桿 5凸輪機(jī)構(gòu) 6正壓機(jī)構(gòu) 7底座 8不完全齒輪 9滾輪方案b1主動銷輪2槽輪3滾輪4，11爪輪5橡膠塊6齒形帶7壓板8支板9漏斗狀簽箱10簽桿卷輪第5章方案的評價(jià)5.1評價(jià)方案表評價(jià)方案(2)序號評價(jià)項(xiàng)目評價(jià)等級評價(jià)尺度（評價(jià)分?jǐn)?shù)）1功能目標(biāo)完成情況很好好較好不太好不好1085302工作原理的先進(jìn)性先進(jìn)較先進(jìn)一般落后108403系統(tǒng)的工作效率高較高一般低108404系統(tǒng)機(jī)械傳動的精度高較高一般低108405系統(tǒng)的復(fù)雜程度簡單較復(fù)

18、雜復(fù)雜10506系統(tǒng)方案的可靠性可靠較可靠一般不可靠108407系統(tǒng)方案的新穎性新穎較新穎一般不新穎108408系統(tǒng)方案的實(shí)用性實(shí)用一般不實(shí)用10509系統(tǒng)方案的經(jīng)濟(jì)成本低較低高較高1084010系統(tǒng)方案的環(huán)保問題好較好不好1050項(xiàng)目方案累計(jì)得分a548105108441058b888810108481072方案評價(jià)（2）“”：“很好”，“”：“好”，“”：“不好”。方案評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方案a方案b成本低+便于加工+結(jié)構(gòu)簡單-+便于方便 +操作方便+總計(jì)5“+”，1個(gè)“”7個(gè)“+”顯而易見，綜上所評方案B為最佳方案。第6章系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理6.1方案b的數(shù)據(jù)處理圖611主動銷輪 2槽輪 3滾輪 4，1

19、1爪輪 5橡膠塊6履帶 7壓板 8支板 10簽桿設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：卷棉機(jī)的生產(chǎn)率：60支/分鐘卷棉機(jī)構(gòu)和送簽機(jī)構(gòu)5的轉(zhuǎn)速：v5=0.1m/s 卷輪的轉(zhuǎn)速n=2 (rad/s)楸棉機(jī)構(gòu)：爪輪的轉(zhuǎn)速3： n3=2 (rad/s)送棉機(jī)構(gòu)：主動銷輪1的轉(zhuǎn)速：n1=8(rad/s) 槽輪2 n2=2(rad/s)零件尺寸設(shè)計(jì)：r1=60/mm r2=50/mm r3=50/mm r5=100/mm履帶長600mm 壓板15cm 履帶缺口深度3mm6.2傳動機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理圖621，2帶輪 3，4，5，6傳動齒輪圖62所示是圖21的俯視圖。（二）計(jì)算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比在前面的方案設(shè)計(jì)中已確定此次設(shè)計(jì)的減速器為齒輪傳動，并且采用展開式傳動。 分配原則：1、 使各級的傳動的承載能力大致相同（齒面的接觸強(qiáng)度大致相等）。2、 使減速器能獲得最小的外形尺寸和重量。3、 使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑方便。 選用減速器為三級傳動，先經(jīng)過三級減速后，再經(jīng)過分流得到軋輥所需要的轉(zhuǎn)速和方向，經(jīng)過綜合考慮選得：i1=28.25 i2=4 i3= 軸名參數(shù) 轉(zhuǎn)速(rad/s)輸入功率KW710 8 2 2 22.2