醫(yī)用棉簽卷棉機內(nèi)含各計算數(shù)據(jù)

1、機械原理課程設(shè)計任務(wù)書1課程論文（設(shè)計）的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：設(shè)計題目：醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計方案與分析醫(yī)院用棉簽日耗量很大，為了提高工效采用卷棉機代替手工卷制棉簽。棉簽卷制過程可以仿照手工方式進行動作分解，亦可另行構(gòu)想動作過程。按手工方式進行動作分解后得到：1 ）送棉。將條狀棉通過機構(gòu)作定時適量送入。2 ）揪棉。將條狀棉壓（卷）緊并揪棉，使之揪下定長的條棉。3 ）送簽。將簽桿送至導(dǎo)棉槽上方與定長條棉接觸。4 ）卷棉。鑒桿自轉(zhuǎn)并沿導(dǎo)棉槽移動完成卷棉動作。技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求：1）棉花。條狀脫脂棉，寬 2530 mm,自然厚45 mm。2） 簽桿。醫(yī)院通用簽桿，直徑約 3

2、 mm,桿長約70 mm,卷棉部分約2025 mm。3）生產(chǎn)率。每分鐘卷 60支，每支卷取棉塊長約 2025 mm4）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。設(shè)計方案提示：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送出簽桿，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(dǎo)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

3、性傳動來實現(xiàn)。設(shè)計任務(wù)：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)進行運動尺寸計算。7 ）畫出機械運動方案簡圖、運動循環(huán)圖和傳動方案圖；8）完成設(shè)計計算說明書一份。2. 對課程設(shè)計成果的要求包括圖表、實物等硬件要求：（1） 機械運動方案簡圖、運動循環(huán)圖和傳動方案圖一張（A2圖幅）；（2） 設(shè)計計算說明書一份（包括電子文檔）。3. 課程設(shè)計工作進度計劃:序號起迄日期

4、工作內(nèi)容1 2011年07月12日2011年07月12日2 2011年07月13日2011年07月14日3 2011年07月15日2011年07月21日4 2011年07月22日2011年07月22日52011年07月23日2011年07月23日布置設(shè)計任務(wù)、查閱資料、熟悉題目方案設(shè)計、分析尺寸綜合、上機分析、繪圖整理說明書、圖紙文件上交、答辯時間1天2天5天1天1天遼東學(xué)院機械原理課程設(shè)計資料名稱醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計方案與分析學(xué)院機電學(xué)院系別機械工程系班 級姓 名指導(dǎo)教師成 績材料目錄序號名稱1課程設(shè)計任務(wù)書一份2機械運動方案簡圖、運動循環(huán)圖和傳動方案圖一張3設(shè)計計算說明書一份4指導(dǎo)教師評閱表

5、份目錄1. 總論及設(shè)計要求 41.1 簡介 41.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 42. 工作原理以及工藝動作流程圖 53. 機械系統(tǒng)運動方案的擬定 63.1送棉 63.2揪棉 63.3送簽 63.4卷棉 64. 卷棉機應(yīng)包括以下部分 75. 各工藝動作不同方案的分析比較 75.1送棉 75.2壓棉 85.3揪棉 85.4送簽 85.5卷棉 96. 最終方案運動簡圖 97. 機構(gòu)路線傳動圖 108. 圓周式機構(gòu)運動循環(huán)圖 109. 電動機的選擇 1010. 凸輪的設(shè)計 1011. 卷棉機的優(yōu)點及缺點 10心得體會 11參考文獻 111. 總論及設(shè)計要求1.1簡介全自動棉簽機是按照國家衛(wèi)生標(biāo)準自動設(shè)計和制

6、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(biāo)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。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

7、,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(fù)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 1.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1）棉花。條狀脫脂棉，寬25-30mm自然厚4-5mm2）簽桿。醫(yī)院通用簽桿，直徑約 3mm桿長約70mm卷棉部分約20-25mm3）生產(chǎn)率。每分鐘卷60支，每支卷取棉塊長約20-25mm4）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。2. 工作原理以及工藝動作流程圖定量送棉持定量棉花，以直線、間隙、定長送進醫(yī)用棉簽卷棉機系統(tǒng)壓俠）棉、楸棉將棉的原料壓緊

8、在固疋面上在另-一-端既壓緊又實現(xiàn)拉扯動作完成壓棉動作的機構(gòu)，其壓頭對條棉有一定的壓力, 并且將壓力保持一定的時間，使楸棉時，壓頭下的 條棉不致滑移。完成楸棉動作的機構(gòu)，其壓頭一方面有壓緊條棉的 功能，又要使壓力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。機構(gòu)能調(diào)整壓緊力。送簽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，簽桿作自轉(zhuǎn)，將棉塊卷上簽桿。卷棉3. 機械系統(tǒng)運動方案的擬定為達到其工藝動作要求，采用的分解動作機構(gòu)及其工作原理如下 :3.1 送棉將條狀棉通過機構(gòu)定時、適量送入壓棉、揪棉

9、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)件走直線軌跡定時把棉條拉向前進， 走非直線段時 從棉條中退出； 也可采用兩滾輪壓緊棉條、 對滾送進等方式。 前者在帶刺構(gòu)件脫 出時，要把棉條壓??；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。3.2 揪棉用機器實現(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

10、且要將壓力保持一 定的時間，使楸棉時，壓頭下的條棉不致滑移；（2）采用適當(dāng)?shù)膲侯^形式，使條棉容易揪斷。3.3 送簽在揪下的棉塊落入導(dǎo)棉槽后，將簽桿送至導(dǎo)棉槽與棉塊接觸。要使一堆簽桿 分成一根一根送至確定位置， 采用一漏斗均勻送出簽桿， 為防止漏斗內(nèi)簽桿相互 擠卡住，所以可適當(dāng)使漏斗振動，或用其它方法使漏斗內(nèi)簽桿獲得松動的機會， 從而使簽桿能順利地漏出漏斗口。3.4 卷棉將簽桿送至導(dǎo)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(dǎo)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

11、與導(dǎo)棉槽中的棉花相遇，且有一定的壓緊力，從而完成卷棉動作。 或是用帶槽皮帶的帶傳動與摩擦片接觸產(chǎn)生自轉(zhuǎn)完成自轉(zhuǎn)及移動的卷棉動作。4. 卷棉機應(yīng)包括以下部分（一）凸輪送棉（ 二）推桿壓棉（ 三）對滾揪棉（ 四）漏斗送簽（五）卷輪卷棉5. 各工藝動作不同方案的分析比較5.1 送棉送棉方案 1通過滾輪 1和滾輪 2 的相互摩擦將棉條 3壓緊并送入導(dǎo)棉槽。 缺點：要實現(xiàn)定時定量送入，必須將滾輪與間歇運動機構(gòu)，如棘輪機構(gòu)、槽輪機 構(gòu)或不完全齒輪機構(gòu)等連接。圖 5.1.1 送棉方案 1送棉方案 2 通過主動輪上固接的槽輪構(gòu)成間歇運動機構(gòu)，從而可以有規(guī)律的傳送所需的條 棉。缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所用構(gòu)件較多。圖

12、 5.1.2 送棉方案 2 送棉方案 3條狀棉通過雙滾輪送入軌道， 雙滾輪為 1/4 圓周主動凸輪與圓盤組成。 凸輪連續(xù) 轉(zhuǎn)動，但與圓盤僅有 1/4 的接觸面， 所以機構(gòu)可以將電機的連續(xù)運動轉(zhuǎn)化為間歇 運動，且具有較高的機械效率以產(chǎn)生間隙運動。 兩輪間留有間隙以使棉條在摩擦 力作用下送入，實現(xiàn)定比定量送棉。圖 5.1.3 送棉方案 3 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，比較容易制造；而且，控制比較方便，可以很好的完成所需的 動作，效率高。5.2 壓棉壓棉方案 1圖中凸輪 1是主動件，構(gòu)件 3由凸輪帶動實現(xiàn)壓棉動作， 并依靠凸輪輪廓的圓弧 段使壓緊狀態(tài)能保持一定時間。圖 5.2.1 壓棉方案 1壓棉方案 2圖中凸

13、輪 1 是主動件，推動推桿壓緊條棉 4，3 是彈簧在凸輪回程時推動推桿回 到原位。優(yōu)點：能實現(xiàn)壓棉動作的間歇使后面的工序得以完成，而且時間容易控制。圖 5.2.2 壓棉方案 2 壓棉方案 3 通過滑塊的移動來實現(xiàn)壓棉動作。缺點：由于要有一定的間隙時間， 所以還要加一個間隙轉(zhuǎn)動在曲柄上， 所以比較 麻煩。圖 5.2.3 壓棉方案 35.3 揪棉揪棉方案1該方案由兩套完全對稱的鉸鏈四桿機構(gòu)組成， 曲柄上下兩曲柄同步運動。 上下剪 刃分別與連桿固接。 如果將曲柄與搖桿的長度設(shè)計得相差不大， 剪刃則能近似地 作平面平行運動， 故剪刃在剪切時刀刃垂直于軋件， 使剪切斷面較為平直， 剪切 時刀刃的重疊量也

14、容易保證。缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 機構(gòu)運動質(zhì)量較大， 動力特性不夠好， 故刀刃的運動速度不 宜太快。圖 5.3.1 揪棉方案 1揪棉方案2凸輪與推桿將棉條壓緊并使之保持一定時間， 此時1/4圓周凸輪1與圓盤2對滾 揪斷棉條。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制作較容易；控制比較方便。圖 5.3.2 揪棉方案 2揪棉方案 3棉條被壓住后， 揪棉刀具旋轉(zhuǎn)， 刀具旋轉(zhuǎn)將棉條揪下， 其轉(zhuǎn)速要設(shè)置與壓棉機構(gòu) 配合好。缺點：轉(zhuǎn)速不容易控制。圖 5.3.3 揪棉方案 35.4 送簽送簽方案 1漏斗口限制簽桿只能一根一根地通過， 再由漏斗口下的輸送構(gòu)件卷輪將簽桿一根 一根地送走。 缺點：轉(zhuǎn)速控制嚴格，且效率不高。圖 5.4.1 送

15、簽方案 1 送簽方案 2 主動輪上有槽，剛好只能容納一個棉桿下落，上有撞針，用來撞動箱體。 優(yōu)點：可以比較好的分離棉桿。并且可以達到間歇送簽。圖5.4.2 送簽方案 2 送簽方案 3 用牙帶送棉簽，非常方便。 缺點：難以和送棉條的機構(gòu)和揪棉機構(gòu)配合起來。圖 5.4.3 送簽方案 35.5 卷棉卷棉方案 1 簽桿通過漏斗進入小齒輪 2的小孔 3中，并由扣環(huán) 4抱緊。小齒輪 2繞大齒輪 1 轉(zhuǎn)動，使其產(chǎn)生自轉(zhuǎn)并沿固定槽移動。缺點：齒輪磨損較大。圖 5.5.1 卷棉方案 1 卷棉方案 2 簽桿通過漏斗 3 落入帶凹槽的卷輪 1，卷輪轉(zhuǎn)動帶著簽桿移動與棉條接觸，卷輪 繼續(xù)轉(zhuǎn)動帶動簽桿跟摩擦片接觸。 簽

16、桿產(chǎn)生自轉(zhuǎn)并隨卷輪移動， 達到卷棉的效果。 棘輪 2保證簽桿按要求定時落入卷輪。 擺子 4給漏斗一定的振動， 使簽桿順利送 出。優(yōu)點：動作有確定性，卷棉穩(wěn)定。圖 5.5.2 卷棉方案 2 卷棉方案 3 該方案是使簽桿一邊自轉(zhuǎn)、一邊沿導(dǎo)棉槽移動完成卷棉動作。圖 a) 為簽桿由漏 斗形簽箱漏入卷輪的槽中以后，即被卷輪帶離簽箱，進到與靜止摩擦片接觸后， 在摩擦力的作用下簽桿一面前進，一面自轉(zhuǎn)，從而簽桿完成卷棉工作。圖b) 是用帶槽的帶2分取簽桿，3為靜止摩擦片，因為帶是撓性體，所以下面用托板5 支承，使簽桿4能與摩擦片3壓緊，產(chǎn)生摩擦面自轉(zhuǎn)。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配合要求高。圖 5.5.3 卷棉方案 3

17、6. 最終方案運動簡圖上端凸輪與圓盤機構(gòu)實現(xiàn)定時定量送棉 . 凸輪推桿機構(gòu)實現(xiàn)壓棉并保持一定 時間. 中間凸輪與圓盤機構(gòu)實現(xiàn)揪棉動作 . 卷輪帶動從漏斗送出的簽桿與棉條接 觸.在轉(zhuǎn)動過程中與摩擦片接觸 ,簽桿隨卷輪移動并自轉(zhuǎn) .從而達到卷棉的目的機構(gòu)運動簡圖7. 機構(gòu)路線傳動圖機構(gòu)路線傳動圖8. 圓周式機構(gòu)運動循環(huán)圖圓周式機構(gòu)運動循環(huán)圖9. 電動機的選擇由于該醫(yī)用卷棉機功率小、載荷低、體積和轉(zhuǎn)速也很小，所以選擇的電動 機功率和轉(zhuǎn)速都不宜過大。故選擇 丫系列（IP44）封閉式三相感應(yīng)電動機 丫90S6,其額定功率P=0.75KVy滿載時轉(zhuǎn)速n=720r min 。10. 凸輪的設(shè)計11. 卷棉機

18、的優(yōu)點及缺點（一）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：1. 由于是四桿機構(gòu)，所以機械效率較低。2. 不完全

19、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：1. 當(dāng)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。心得體會通過本次機械原理課程設(shè)計， 我對機械原理這門課程有了更深入的了解， 我 深刻認識到自己平時在課堂上學(xué)到的知識是遠遠不夠的，在積極查找資料的同 時，還需要思考機械傳動的多細節(jié)。 我今天認真的進行課程設(shè)計， 學(xué)會腳踏實地 邁開這一步， 就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。 通過課程 設(shè)計，使我深深體會到，做任何事都必須有耐心。在課程設(shè)計過程中，計算題一 直讓我很頭疼， 這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練， 本次課 程設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏， 自己綜合應(yīng)用所學(xué)的 專業(yè)知識能力是如此的不足， 幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程， 今天才知道自己并 不會用。收獲最大的是分析和解