醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計【7張CAD圖紙和畢業(yè)論文】

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12 屆畢業(yè)設(shè)計 醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計 設(shè)計說明書 學生姓名 唐奇?zhèn)? 學 號 8031208116 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 張宏 日 期 2012.6 塔里木大學教務(wù)處制 醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計 前言 全自動棉簽機是按照國家衛(wèi)生標準自動設(shè)計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)備它填補了國內(nèi)空白。 該機能制造棉簽，具有綜合性能強，棉頭飽滿、表面光潔、外形均勻、棉頭與棒體纏繞牢固，產(chǎn)品完全達到國家要求標準，該機可根據(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。該機每小時可生產(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，該機暢銷與國內(nèi)外市場。 本設(shè)備適用范圍可以用于個衛(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)，創(chuàng)業(yè)致富的好途徑。 我所設(shè)計的棉簽機實現(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)功能的機構(gòu)部件進行設(shè)計,對比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用槽輪機構(gòu)的間歇運動,凸輪連桿的往復運動,不完全齒輪的間歇運動,摩擦輪機構(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)計都需要人工數(shù)據(jù)處理.利用Auto Cad軟件強大繪圖功能,和Word的編輯功能,把設(shè)計方案圖文并茂,栩栩如生. 目 錄 1總論及設(shè)計要求 3 1.1功能要求 3 1.2工作原理以及工藝動作流程圖 4 2傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 5 2.1擬訂傳動方案 5 2.1.1動機的選取 .................................................................................................................... ..7 3主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 8 3.1送料機構(gòu) 8 3.2楸棉機構(gòu) 10 3.3卷棉機構(gòu) 12 4機械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定 14 4.1擬定的方案 14 5方案的評價 16 5.1評價方案表 16 6系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理 18 6.1方案b的數(shù)據(jù)處理 18 6.2傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理 19 6.3成品的尺寸設(shè)計 20 總結(jié) 21 致謝 .........................................................................................................................................................22 參考文獻..............................................................................................................................23 1總論及設(shè)計要求 1.功能要求 全自動醫(yī)用棉簽卷棉機能夠?qū)崿F(xiàn)送棉、楸棉、送棉和卷棉的一體化功能。醫(yī)院通用的簽桿直徑約3mm，長約為70mm，卷棉部分長約20—25mm，每分種能生產(chǎn)60支。 卷棉機由送棉機構(gòu)，壓棉機構(gòu)，楸棉機構(gòu)，送簽機構(gòu)，卷棉機構(gòu)以及電動機組成。 選擇送棉機構(gòu)時考慮到棉花很軟，要實施持棉以直線、間隙、定長地將適量條狀送入壓（夾）棉、楸棉機構(gòu)，可用帶刺構(gòu)件走直線軌跡段把棉條拉向前進，走非直線段時從棉條中退出，但此時要將棉條壓住。我所設(shè)計的兩種方案中采用兩滾輪壓緊棉條，同時，在繼續(xù)運動中實現(xiàn)楸棉，但需與棘輪、槽輪或不完全齒輪機構(gòu)聯(lián)接，以實現(xiàn)間隙送進的功能。 實現(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，同時一邊自轉(zhuǎn)，一邊沿導棉槽移動完成卷棉動作。此外，壓緊機構(gòu)也有兩種方案。 2傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 2.1擬訂傳動方案 機器一般由原動機、傳動裝置和工作機三部分組成如圖２－１： 1——電動機　　　2——聯(lián)軸器　3——減速器 ２.１.1　初步選擇電機和分配各級傳動比 （一）電動機的選擇 選擇電機類型：　電動機是機器中運動和動力的來源，其種類很多，有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、水輪機、氣輪機、液動機等。電動機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護容易，一般機械上大多數(shù)是均采用電動機驅(qū)動。 電動機已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標準系列成批或大量生產(chǎn)。機械設(shè)計中應(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的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號。 擇電動機的類型和結(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。我國已制定了一標準的Ｙ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，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕氣體和無特殊要求的機械，如金屬切削機床、風機、輸送機、攪拌機、農(nóng)業(yè)機械食品機械等。由于Ｙ系列還具有啟動性好的優(yōu)點，因此也適合某些對啟動轉(zhuǎn)矩要求較高的機械。 三相交流異步電動機根據(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，同一類的電動機結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各類型的電動機的參數(shù)和外型及安裝尺寸可查手冊。 選定電動機的容量： 電動機的容量選得合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。 電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。 工作機所需工作功率，應(yīng)由機器工作阻力和運動參數(shù)計算得來的，可按下式計算： 其中：T——工作機的阻力矩，； n——工作機的轉(zhuǎn)速，； 傳動裝置的總效率組成傳動裝置的各部分運動副效率之積，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=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Ⅱ。2選擇Y系列三相異步電動機 經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S—8型號電動機 考慮減小噪聲、振動等方面的要求時，最好選用帶傳動。當原動機驅(qū)動主動輪時，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)、選價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機械中被廣泛應(yīng)用。 圖２-２帶傳動 圖２-３鏈傳動 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，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)尺寸；同時，摩擦力大，發(fā)熱大。同時蝸桿傳動在嚙合處有相對滑動。當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的摩擦與磨損，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。 3主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 3.1送料機構(gòu) 方案a:槽輪機構(gòu) 1——主動銷輪 2——從動槽輪 3，4——滾輪 5——棉條 方案a所采用的送棉機構(gòu)是如圖3—1所示的槽輪機構(gòu)。其主要由槽輪1—2和滾輪3—4的串聯(lián)而成，當主動銷輪1由傳動機構(gòu)相連而作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動時，當圓柱銷未進入徑向槽時，槽輪因鎖住而靜止；當圓銷進入徑向槽時，槽輪2在圓銷的驅(qū)動下順時針轉(zhuǎn)動。當主動輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時，從動槽輪和滾輪4夾住棉條5向前送進，完全實現(xiàn)定量，定長，并以間隙、直線送棉功能。 方案b：不完全齒輪機構(gòu) 1——不完全齒輪 2——棉條 3——滾輪 方案b所采用送棉機構(gòu)是如圖3—2所示的不完全齒輪機構(gòu)。其主要由不完全齒輪和一個滾輪串聯(lián)而成。 當不完全齒輪由傳動機構(gòu)而作等速順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動時，當?shù)谝幻洱X還未到達棉條時，棉條因無摩擦力而不能向前送進；而當?shù)谝幻洱X接觸到棉條，同時與滾輪嚙合時，產(chǎn)生摩擦夾帶棉條向前送進，直到最后一枚齒脫離滾輪，而停止送棉。當主動不完全齒輪作連續(xù)轉(zhuǎn)動時，完全實現(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： ① 考慮到棉花很軟，如使用鋼制不完全齒輪，在抓棉時很容易將棉條抓斷；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。 ② 如果橡膠齒磨損，可以及時更換。 ③ 橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價相比較，前者較為經(jīng)濟。 3.2楸棉機構(gòu) 方案a: 凸輪機構(gòu) 1——凸輪 2——彈簧 3——沖壓板 4——底座 5——刀具 方案a所采用的楸棉機構(gòu)如圖3—3所示。其主要由主動凸輪、彈簧、沖壓板、刀具和底座組成。當主動凸輪隨傳動機構(gòu)作等速順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動時，推動構(gòu)件3，使之往下運動進而壓住棉條，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。當主動凸輪轉(zhuǎn)到回程時，構(gòu)件3沒有推力，受到彈簧2的彈力回到原處。與此同時送棉機構(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。 安裝刀具5和緩沖機構(gòu)的好處： ① 比較鋒利的刀具在構(gòu)件3和下面的緩沖機構(gòu)保證了棉條順利的切割。 ② 切割下來的棉條完整。 方案b :爪輪機構(gòu) 1、4——爪輪 2——棉條 3——橡膠塊 方案b所采用的楸棉機構(gòu)如圖3—4所示。其主要由兩個爪輪串聯(lián)而成。當主動爪輪1由傳動機構(gòu)作順時針等速轉(zhuǎn)動時，嵌入爪輪1的橡膠塊轉(zhuǎn)到另一個爪輪的橡膠塊相遇時，夾送到的條棉2價在其中，靠彈性壓緊，繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，將條棉楸斷。在實現(xiàn)壓棉和楸棉時，還需要在方案b中的送棉機構(gòu)（圖3——1所示）的配合，因為沒有它的壓緊力，本機構(gòu)就不能完成該功能。 3.3卷棉機構(gòu) 方案a: 1——漏斗狀簽箱 2、4——輸送機構(gòu) 3——簽桿 5、8——條棉 6——導棉槽 7——靜止摩擦片 方案a所采用的卷棉機構(gòu)如圖3—5所示。起主要由主動輸送機構(gòu)、漏斗狀簽箱和導棉槽組成。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棉槽，進至與在導棉槽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)，此時簽桿的外露在輸送機構(gòu)4外的頭部（約長25mm）與導棉槽8中的條棉相遇，使條棉卷在簽桿上。 設(shè)計要求：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: 1——漏斗狀簽箱 2——簽桿 3——條棉 4——輸送機構(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 所采用的卷棉機構(gòu)如圖3—6所示。起主要由卷輪、漏斗狀簽箱、送棉機構(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，一面自轉(zhuǎn)，此時簽桿的外露在輸送機構(gòu)4外的頭部（約長25mm）與導棉槽8中的條棉相遇，且有一定的壓緊力，使條棉卷在簽桿上。 4機械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定 4.1擬定的方案 在第三章中，我已經(jīng)分析了a,b兩個方案的各構(gòu)件的功能特點。根據(jù)形態(tài)學矩陣的分析和原理?，F(xiàn)在對它們進行最佳組合。如圖 方案a 1——漏斗狀簽箱 2、4——輸送機構(gòu) 3——簽桿 5——凸輪機構(gòu) 6——正壓機構(gòu) 7——底座 8——不完全齒輪 9——滾輪 方案b 1——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 １２——卷輪 5方案的評價 5.1評價方案表 序號 評價項目 評價等級 評價尺度（評價分數(shù)） 1 功能目標完成情況 很好 好 較好 不太好 不好 10 8 5 3 0 2 工作原理的先進性 先進 較先進 一般 落后 10 8 4 0 3 系統(tǒng)的工作效率 高 較高 一般 低 10 8 4 0 4 系統(tǒng)機械傳動的精度 高 較高 一般 低 10 8 4 0 5 系統(tǒng)的復雜程度 簡單 較復雜 復雜 10 5 0 6 系統(tǒng)方案的可靠性 可靠 較可靠 一般 不可靠 10 8 4 0 7 系統(tǒng)方案的新穎性 新穎 較新穎 一般 不新穎 10 8 4 0 8 系統(tǒng)方案的實用性 實用 一般 不實用 10 5 0 9 系統(tǒng)方案的經(jīng)濟成本 低 較低 高 較高 10 8 4 0 10 系統(tǒng)方案的環(huán)保問題 好 較好 不好 10 5 0 項目 方案 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 累計得分 a 5 4 8 10 5 10 8 4 4 10 58 b 8 8 8 8 10 10 8 4 8 10 72 “＋＋”：“很好”，“＋”：“好”，“－”：“不好”。 方案評價標準 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 5“+”， 1個“—” 7個“+” 顯而易見，綜上所評方案B為最佳方案。 6系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理 6.1方案b的數(shù)據(jù)處理 圖6—1 1——主動銷輪 2——槽輪 3——滾輪 4，11——爪輪 5——橡膠塊 6——履帶 7——壓板 8——支板 10——簽桿 設(shè)計數(shù)據(jù)如下： 卷棉機的生產(chǎn)率：60支/分鐘 卷棉機構(gòu)和送簽機構(gòu)5的轉(zhuǎn)速：v5=0.1m/s 卷輪的轉(zhuǎn)速n=2 (rad/s) 楸棉機構(gòu)：爪輪的轉(zhuǎn)速3： n3=2π (rad/s) 送棉機構(gòu)：主動銷輪1的轉(zhuǎn)速：n1=8π(rad/s) 槽輪2 n2=2π(rad/s) 零件尺寸設(shè)計： r1=60/πmm r2=50/πmm r3=50/πmm r5=100/πmm 履帶長600mm 壓板15cm 履帶缺口深度3mm 6.2傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理 計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)計中已確定此次設(shè)計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2級傳動，經(jīng)過2級變速后，再經(jīng)過傳動得到需要的轉(zhuǎn)速和方向，經(jīng)過綜合考慮選得：i1=28.25 i2=4 i3=π 軸名 參數(shù) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 轉(zhuǎn)速(rad/s) 輸入功率KW 710 8π 2π 2 2 2.2 2.046 1.98 1.925 1.905 傳動比 效率 28.25 4 π 1 0.93 0.97 0.97 0.99 傳動齒輪設(shè)計： 齒輪 參數(shù) 3 4 5 6 齒數(shù) 8 32 16 32 模數(shù) mm 5 5 5 5 6.3成品的尺寸設(shè)計 包裝尺寸：長×寬×高 1650×810×1300 重量： 150kg 總結(jié) 緊張的課程設(shè)計順利結(jié)束了。在這設(shè)計過程中，我從原來對本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運用了所學的機械基礎(chǔ)知識，加深了對專業(yè)知識的理解和掌握.并且,培養(yǎng)了我查閱機械類書籍的能力,為我以后的學習打下了扎實的基礎(chǔ)。 機械設(shè)計作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機械學與電子電氣、液壓等多種學科，聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強。相信我們工科學生在進行了認識實習、金工實習、生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)實習，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計對整個大學階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學習中會不斷拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機械知識。 最后，非常感謝張宏老師的關(guān)心指導和其他同學的協(xié)作！ 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計進行時，曾遇到重重的困難，使我深感自己所學知識的不足。從設(shè)計一開始就得到劉媛媛老師的大力支持，無私支援。在此向張宏老師表示忠心的感謝。并感謝所有給與我?guī)椭睦蠋?、同學。 由于本人水平有限，設(shè)計中難免有錯漏之處，敬請各位老師給予批評指正，不勝感謝。 本次畢業(yè)設(shè)計，既是對已學知識的綜合運用，也對一些以前沒有涉及過的知識進行了應(yīng)用。對已學過的知識的再一次復習、綜合，對這部分內(nèi)容又一次進行了更深刻的認識。而另外一部分知識，通過張宏老師的指導和自己查閱資料，對這部分內(nèi)容有了一定的理解和認識。這對以后走上工作崗位，進行獨立的工作設(shè)計有很大的幫助。 參考文獻 [1]牛鳴岐,王保民,王振甫.機械原理課程設(shè)計手冊.重慶:重慶大學出版社,2001 [ 2 ]機械工程手冊電機工程手冊編輯委員會編. 機械工程手冊第59篇、沖壓機械化與自動化. 北京：機械工業(yè)出版社.1982 [3]王知行,劉延榮.機械原理.北京:高等教育出版社,2000 [4 ]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研組編.理論力學（第五版）. 北京：高等教育出版社. 1993 [5]陳秀寧.機械設(shè)計課程設(shè)計.浙江：浙江大學出版社.1995 醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計 張偉 張宏* 收稿日期：2011-03-05 基金項目：國家自然基金項目（31160196） 作者簡介：唐奇?zhèn)ィ?990-），男，。 E-mail: 517705687@qq.com *為通訊作者 E-mail: hhh@yahoo.com.cn ( 塔里木大學機械電氣化工程， 阿拉爾 843300) 【摘要】該機能制造棉簽，具有綜合性能強，棉頭飽滿、表面光潔、外形均勻、棉頭與棒體纏繞牢固，產(chǎn)品完全達到國家要求標準，該機可根據(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。該機每小時可生產(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，該機暢銷與國內(nèi)外市場。 關(guān)鍵詞：棉簽 衛(wèi)生 暢銷 中圖分類號：***** 文獻標識碼：A 0引言 棉簽機實現(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)功能的機構(gòu)部件進行設(shè)計,對比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用槽輪機構(gòu)的間歇運動,凸輪連桿的往復運動,不完全齒輪的間歇運動,摩擦輪機構(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)計都需要人工數(shù)據(jù)處理.利用Auto Cad軟件強大繪圖功能,和Word的編輯功能,把設(shè)計方案圖文并茂,栩栩如生. 畢業(yè)設(shè)計 1總體設(shè)計與工作原理 1.1卷棉裝置 總體設(shè)計 采用的卷棉機構(gòu)如下圖所示。起主要由卷輪、漏斗狀簽箱、送棉機構(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，一面自轉(zhuǎn)，此時簽桿的外露在輸送機構(gòu)4外的頭部（約長25mm）與導棉槽8中的條棉相遇，且有一定的壓緊力，使條棉卷在簽桿上。1——漏斗狀簽箱 2——簽桿 3——條棉 4——輸送機構(gòu) 5——齒行帶 6——拖板 7——靜止摩擦片 8——彈簧 9——壓板 10——卷輪 1.2作業(yè)原理 選擇送棉機構(gòu)時考慮到棉花很軟，要實施持棉以直線、間隙、定長地將適量條狀送入壓（夾）棉、楸棉機構(gòu)，可用帶刺構(gòu)件走直線軌跡段把棉條拉向前進，走非直線段時從棉條中退出，但此時要將棉條壓住。我所設(shè)計的方案中采用兩滾輪壓緊棉條，同時，在繼續(xù)運動中實現(xiàn)楸棉，但需與棘輪、槽輪或不完全齒輪機構(gòu)聯(lián)接，以實現(xiàn)間隙送進的功能。 實現(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，同時一邊自轉(zhuǎn)，一邊沿導棉槽移動完成卷棉動作。 2主要工作部件結(jié)構(gòu) 2.1 裝配圖如下 . 1、送料斗2、軸承座3、壓緊裝置4、彈簧5、齒形帶6、送料斗7、皮帶8、皮帶輪9、齒輪箱10、箱體壁11、軸承座 參考文獻 [1]徐穎.機械設(shè)計手冊（第3.4.5卷） 北京：機械工廠出版社.2001 [2]王曉晴.機械制圖.武漢：湖北科學出版社.2004 [3]何兆太.畢業(yè)設(shè)計指南.武漢：中國地質(zhì)大學出版社.2003 [4]吳宗澤.高等機械設(shè)計.北京：清華大學出版社.2005 [5]彭文生等主編.機械設(shè)計.武漢：華中理工大學出版社.2004 [6]黃錫凱.鄭文偉主編.機械原理.北京：高等教育出版社.2004 [7]鄧星鐘.機電傳動控制.武漢：華中理工大學出版社.2007 [8]機械工程手冊編委會.機械工程手冊（第8卷）.機械工業(yè)出版社.2008 [9]藤森洋三（日）.機構(gòu)設(shè)計實用構(gòu)思圖冊.機械工業(yè)出版社.2003 [10]朱正心.機械制造技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社.2001 [11]蘇建修.機械制造基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社.2005 [12]陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京：高等教育出版社.2002 [13]張定華.工程力學 北京：高等教育出版社.2005 2 塔里木大學 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 課題名稱 醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計 學生姓名 唐奇?zhèn)? 學 號 8031208116 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 肖愛玲 起止時間2011.12.07-2011.12.22 機械電氣化工程學院教務(wù)辦制 一、 本課題來源及研究的目的和意義 1.1課題來源 全自動棉簽機是按照國家衛(wèi)生標準自動設(shè)計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)備它填補了國內(nèi)空白.該機能制造棉簽， 具有綜合性能強，棉頭飽滿、表面光潔、外形均勻、棉頭與棒體纏繞牢固，產(chǎn)品 完全達到國家要求標準，該機可根據(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。該機每小時可生產(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。 1.2研究目的 本設(shè)備適用范圍可以用于個衛(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)， 創(chuàng)業(yè)致富的好途徑。 我所設(shè)計的棉簽機實現(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)功能的機構(gòu)部件 進行設(shè)計,對比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用槽輪機構(gòu)的間歇運動,凸輪連桿的 往復運動,不完全齒輪的間歇運動,摩擦輪機構(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)計都需要人工數(shù)據(jù)處理. 1.3研究意義 醫(yī)院應(yīng)用的棉簽日耗量很大，以往均由醫(yī)護人員在值班間歇中用手工卷制，工作量很大，擬用機器代替手工卷制棉簽。提高效率。 二、醫(yī)用卷棉機所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 2.1研究現(xiàn)狀 《中國卷棉機市場分析及競爭策略研究報告》是基于中經(jīng)先略市場咨詢中心對卷棉機市場廣泛、深入的調(diào)查，并結(jié)合國家統(tǒng)計局、商務(wù)部、工商部門、海關(guān)、行業(yè)協(xié)會等官方權(quán)威數(shù)據(jù)，由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng)專家團隊共同完成。 2.2問題分析 主要針對卷棉機進行市場及競爭分析，重點對競爭進行了深入系統(tǒng)的研究，主要包括：宏觀經(jīng)濟環(huán)境、行業(yè)總體發(fā)展、市場運行分析、進出口狀況、替代品發(fā)展、關(guān)聯(lián)行業(yè)發(fā)展、競爭格局、競爭策略、主要企業(yè)競爭等。 三、所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析 3.1任務(wù)要求 制作出用機器代替人工卷棉的機器，具有效率的卷棉機 3.2實現(xiàn)預期目標的可行性分析 1）根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖。 2）進行送棉、揪棉、送簽、卷棉四個機構(gòu)的選型，實現(xiàn)上述4個動作的配合。 3）機械運動方案的評定和選擇。 4）根據(jù)選定的電動機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定機械傳動方案； 5）畫出機械運動方案簡圖（機械運動示意圖）； 6）對機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺寸計算。 四、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 4.1重點研究 本課題重點研究的是醫(yī)用卷棉機的設(shè)計問題 4.2關(guān)鍵問題 關(guān)鍵的問題在于揪棉。我們用手工方式揪棉時，首先要用兩只手的拇指和食指分別在兩處捏緊，然后相對拉扯，揪下定長的條棉。用機器實現(xiàn)這個動作時，可將條狀棉的原料端壓緊在固定面上，然后在另一端既實現(xiàn)壓緊又實現(xiàn)拉扯動作，前者稱壓棉動作，后者稱揪棉動作。實現(xiàn)這些動作的機構(gòu)必須有以下幾個功能: (1)完成壓棉動作的機構(gòu)，其壓頭對條棉有一定的壓力，并且要將壓力保持一定的時間，使揪棉時，壓頭下的條棉不致滑移； (2)完成揪棉動作的機構(gòu)，其壓頭一方面有壓緊條棉的功能，又要使壓頭在保持壓緊力的狀態(tài)下有向某個方向運動的可能，以完成揪棉動作； (3)采用適當?shù)膲侯^形式，使條棉容易揪斷； (4)條棉厚薄不勻時，機構(gòu)能自動調(diào)整壓緊力，或者揪棉時發(fā)現(xiàn)壓緊力不夠，要能加以調(diào)節(jié)。 4.3解決的思路 設(shè)計方案上的思路可歸納為下4點： 1）送棉可采用兩滾輪壓緊棉條、對滾送進，送進方式可采用間歇運動，以實現(xiàn)定時定量送棉。 2）揪棉時應(yīng)采用壓棉和揪棉兩個動作，壓棉可采用凸輪機構(gòu)推動推桿壓緊棉條，為使自動調(diào)整壓緊力中間可加一彈簧。揪棉可采用對滾爪輪在轉(zhuǎn)動中揪斷棉條。 3）送簽可采用漏斗口均勻進出簽桿，為避免簽桿卡在漏斗口，可將漏斗作一定振動。 4）卷棉可將簽桿送至導棉槽，并使簽桿產(chǎn)生自轉(zhuǎn)并移動而產(chǎn)生卷棉，如采用帶槽的塑料帶通過撓性傳動來實現(xiàn)。 五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法 5.1工作條件 多齒輪傳動和雙曲柄傳動 5.2解決的辦法 在設(shè)計中，我們發(fā)現(xiàn)這個機構(gòu)的執(zhí)行原件比較多，要聯(lián)系各執(zhí)行原件必然要聯(lián)系很多機構(gòu)，因此執(zhí)行原件的傳動機構(gòu)采用齒輪傳動和雙曲柄傳動（此設(shè)計要采用齒輪20多個），由于齒輪傳動為高副，在adame下分析較慢，因此運動的分析大多是在eolidwomke的高副分析能力較弱，因此造型的時候能采用也是最簡單最經(jīng)濟的一種方案。 六、完成本課題的工作方案及進度計劃 6.1工作方案 1、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 (1)棉花：條狀脫脂棉，寬25~30 mm，自然厚4~5mm。 (2)簽桿：醫(yī)院通用簽桿，直徑約3mm，桿長約70mm，卷棉部分長約20~25mm。 (3)生產(chǎn)率：每分鐘卷60支，每支卷取棉塊長約20~25mm。 (4)卷棉簽機體積要小，重量輕，工作可靠，外形美觀，成本低，卷出的棉簽松緊適度。 工作原理及工藝動作流程圖 6.2進度計劃 第1-2周 準備階段，搜集有關(guān)資料，準備參考資料。 第3-4周 請教指導老師，去校工廠進行測量，比較，決定設(shè)計方案。 第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部分機構(gòu)設(shè)計、計算，畫草圖。 第7-8周 運用AutoCAD軟件，設(shè)計工作視圖。 第9-10周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進行綜合評價，校核，修訂 七、工藝分解與方案設(shè)計 7.1工藝分解 按照醫(yī)院用棉簽的手工卷制方法，應(yīng)有取棉、揪棉、取簽、卷棉四個動作。用機器卷制棉簽時，仿照手工方式進行動作分解，可粗分為：定量送棉、壓(夾)棉、揪棉、送簽和卷棉等工藝動作。下面就依此工藝動作為例，介紹構(gòu)思機構(gòu)方案的過程。 1．送棉 將條狀棉通過機構(gòu)定時、適量送入壓(夾)棉、揪棉機構(gòu)。輸送的對象是柔軟的棉花，如果采用直線送進方式，則送棉機構(gòu)必須有持棉和直線、間歇、定長送進等功能。持棉的方式可用帶刺構(gòu)件走直線軌跡段時把棉條拉向前進，定非直線段時從棉條中退出；也可用兩滾輪壓緊棉條、對滾送進等方式。前者在帶刺構(gòu)件脫出時，要把棉條壓住；后者要實現(xiàn)間歇送進，需與間歇運動機構(gòu)，如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)或不完全齒輪機構(gòu)等連接。 2．揪棉 用手工方式揪棉時，首先要用兩只手的拇指和食指分別在兩處捏緊，然后相對拉扯，揪下定長的條棉。用機器實現(xiàn)這個動作時，可將條狀棉的原料端壓緊在固定面上，然后在另一端既實現(xiàn)壓緊又實現(xiàn)拉扯動作，前者稱壓棉動作，后者稱揪棉動作。實現(xiàn)這些動作的機構(gòu)必須有以下幾個功能: (1)完成壓棉動作的機構(gòu)，其壓頭對條棉有一定的壓力，并且要將壓力保持一定的時間，使揪棉時，壓頭下的條棉不致滑移； (2)完成揪棉動作的機構(gòu)，其壓頭一方面有壓緊條棉的功能，又要使壓頭在保持壓緊力的狀態(tài)下有向某個方向運動的可能，以完成揪棉動作； (3)采用適當?shù)膲侯^形式，使條棉容易揪斷； (4)條棉厚薄不勻時，機構(gòu)能自動調(diào)整壓緊力，或者揪棉時發(fā)現(xiàn)壓緊力不夠，要能加以調(diào)節(jié)。 3．送簽 在揪下的棉塊落入導棉槽后，將簽桿送至導棉槽上方與棉塊接觸。要使一堆簽桿分成一根一根送至確定位置，有不少辦法，常見的方法是將一堆簽桿放入漏斗狀的簽箱1中，如圖2.40所示。由漏斗口限制簽桿2只能一根一根地通過，再由漏斗口下的輸送構(gòu)件3簽桿一根一根地送走。為防止斗內(nèi)簽桿相互擠卡住，所以可設(shè)法使漏斗振動，或用其它方法使斗內(nèi)簽桿獲得松動的機會，從而使簽桿能順利地漏出斗口。 4．卷棉 將簽桿送至導棉槽中與棉塊相遇時，簽桿隨即作自轉(zhuǎn)，將棉塊卷上簽桿；或使簽桿一邊自轉(zhuǎn)、一邊沿導棉槽移動完成卷棉動作。此動作可通過卷輪自轉(zhuǎn)并與摩擦片接觸，使簽桿產(chǎn)生自轉(zhuǎn)并移動而產(chǎn)生卷棉，此時簽桿外露在卷輪外的頭部（約25mm）與導棉槽中的棉花相遇，且有一定的壓緊力，從而完成卷棉動作?；蛘哂脦Р燮У膸鲃优c摩擦片接觸產(chǎn)生自轉(zhuǎn)完成自轉(zhuǎn)及移動的卷棉動作。 5．方案總成——總體布置 實現(xiàn)各工藝動作的機構(gòu)方案選定以后按照操作方便，運動鏈短，調(diào)整、維修方便，體積小，外形美觀等要求合理布置各機構(gòu)的位置，稱為總體布置。 卷棉簽機機構(gòu)布置方案： 機構(gòu)的主要參數(shù)大致選取如下：槽輪機構(gòu)用單銷四槽，中心距約50 mm；輥輪直徑根據(jù)送棉長度和輥輪轉(zhuǎn)角確定，約取直徑D＝30 mm；凸輪機構(gòu)的升程，根據(jù)條棉被壓緊后的厚度再加調(diào)壓結(jié)構(gòu)裕量選取約10 mm，凸輪軸徑取d＝12mm；機構(gòu)I中爪輪的直徑根據(jù)楸棉動作的轉(zhuǎn)角和行程長度決定，建議取60 mm；取各機構(gòu)主動軸間齒輪的傳動比i＝1，m＝1~1．5mm，中心距60mm。 7.2方案設(shè)計 1．方案設(shè)計和總體布置 大體思路已如上述，某些細節(jié)和機構(gòu)的選擇尚需設(shè)計者深入構(gòu)思，分析優(yōu)缺點后確定?？傮w布置和大致尺寸確定后，也許尚有不合適的地方，需重作調(diào)整。選擇方案時要注意： (1)傳動路線要簡短，機構(gòu)要簡單。 (2)采用的運動副形式要適當。盡可能優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、效率較高的轉(zhuǎn)動副。 (3)傳力性能好。 (4)制造容易，裝配方便。 此外，特別要注意機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件實現(xiàn)的工藝動作是否優(yōu)質(zhì)、可靠。 2．繪制機構(gòu)總體布置簡圖和運動循環(huán)圖 為了使工藝動作協(xié)調(diào)配合，并盡可能選擇更合理的參數(shù)，必須在作機構(gòu)具體設(shè)計前，合理地規(guī)定各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件開始運動、實際工作和終止運動的時間(或相應(yīng)機構(gòu)主動件的位置)，即編制機構(gòu)運動循環(huán)圖。 3．機構(gòu)設(shè)計 根據(jù)運動循環(huán)圖確定各執(zhí)行構(gòu)件的運動規(guī)律，定出相應(yīng)機構(gòu)主動件的運動角，再根據(jù)總體布置允許的空間尺寸等條件確定某些必須由設(shè)計者確定的構(gòu)件尺寸，并設(shè)計各機構(gòu)。因為各機構(gòu)型式的選擇取決于揪棉的方式，所以應(yīng)首先確定揪棉機構(gòu)，然后再設(shè)計送棉機構(gòu)或送簽機構(gòu)、導棉槽和卷棉機構(gòu)。 4．運動和動力特性分析 根據(jù)設(shè)計結(jié)果，作必要的運動、動力特性分析和檢驗。 5．繪制機構(gòu)系統(tǒng)的運動簡圖 八．整理說明書及完成本課題的工作方案 8.1整理說明書 設(shè)計說明書中應(yīng)包括設(shè)計題目、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求、方案設(shè)計和選擇的論證、機構(gòu)運動循環(huán)圖、機構(gòu)設(shè)計參數(shù)的選取和計算結(jié)果(用圖解法時保留作圖輔助線，用計算機輔助設(shè)計時要有機構(gòu)運動簡圖、數(shù)學模型、標識符說明表、計算程序框圖、打印的程序及運行結(jié)果)以及對設(shè)計結(jié)果的評述。 8.2完成本課題的工作方案： 第一：充分的利用身邊的各種資源，如：網(wǎng)絡(luò)文獻、我校的圖書館中的于此設(shè)計相關(guān)的藏書、我校的數(shù)字圖書庫等。在這里面收集大量的相關(guān)文獻。仔細閱讀，尋找相關(guān)的知識，希望能從尋找和學習的過程中有所啟發(fā)有所感悟。 第二：要從新深入的研習相關(guān)的力學知識，要進行計算，根據(jù)所需要的動力選擇相應(yīng)的電動機，這是我們在設(shè)計中要達到經(jīng)濟性的必要手段。 第三：在遇到不懂得問題時，要積極聯(lián)系指導老師，虛心向指導老師求教不懂得問題；同時可以與相關(guān)課題的優(yōu)秀同學交流，求教。 九、卷棉機的優(yōu)點及缺點 (一)優(yōu)點: 優(yōu)點: 1.結(jié)構(gòu)較為緊湊,簡單,生產(chǎn)成本低. 2.執(zhí)行原件間運動關(guān)系看齒輪來完成,穩(wěn)定性好. 3.間歇運動機構(gòu)采用不完全齒輪,可靠性高,條件適應(yīng)性強(由于此機械 的加工材料為棉花,會有棉絮產(chǎn)生,因此對機械的條件適應(yīng)性有一定要求) . 4.加工的過程為流水線式加工,一旦工件出現(xiàn)問題,查找及維修較容易. 5.執(zhí)行原件多為底副,噪音較小. 6.具有良好的擴充性,如加裝氣動或 PLC 后,可以使原件間傳動的關(guān)系更 為簡便. 7.自動化程度高,全過程完全不需要有人參與. 8.整體運動過程中沒有速度突變,原件受用壽命較高. 9.體積小. (二)缺點: 缺點: 1.由于是四桿機構(gòu),所以機械效率較低. 2.不完全齒輪在工作的時候小輪會有一定的震動, 盡管采用了變?yōu)樾拚?(具 體尺寸可參照上面尺寸設(shè)計的表格) ,但小輪磨損仍可能較快,因此加工的時 候應(yīng)采用特殊處理工藝. 3.四桿機構(gòu)的使用是系統(tǒng)不夠緊湊,體積上比第一種方案大. (三)解決方案: 解決方案: 1.當用戶對系統(tǒng)的工作效率要求較高時,可采用齒輪齒條機構(gòu)代替四桿機 構(gòu)作為卷棉機構(gòu). 2.在允許成本有一定提高的情況下,可以將進棉條機構(gòu)采用步進電機控制 齒輪機構(gòu),可以獲得更好的機械性能. 十、主要參考文獻： [1]徐穎.機械設(shè)計手冊（第3.4.5卷） 北京：機械工廠出版社.2001 [2]王曉晴.機械制圖.武漢：湖北科學出版社.2004 [3]何兆太.畢業(yè)設(shè)計指南.武漢：中國地質(zhì)大學出版社.2003 [4]吳宗澤.高等機械設(shè)計.北京：清華大學出版社.2005 [5]彭文生等主編.機械設(shè)計.武漢：華中理工大學出版社.2004 [6]黃錫凱.鄭文偉主編.機械原理.北京：高等教育出版社.2004 [7]鄧星鐘.機電傳動控制.武漢：華中理工大學出版社.2007 [8]機械工程手冊編委會.機械工程手冊（第8卷）.機械工業(yè)出版社.2008 [9]藤森洋三（日）.機構(gòu)設(shè)計實用構(gòu)思圖冊.機械工業(yè)出版社.2003 [10]朱正心.機械制造技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社.2001 [11]蘇建修.機械制造基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社.2005 [12]陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京：高等教育出版社.2002 [13]張定華.工程力學 北京：高等教育出版社.2005