3757 醫(yī)用棉簽卷棉機設計

3757 醫(yī)用棉簽卷棉機設計,醫(yī)用,棉簽,卷棉機,設計 醫(yī)用棉簽卷棉機設計前言全自動棉簽機是按照國家衛(wèi)生標準自動設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。其主要設計思路來自于對手工卷棉動作分解,然后按照相應功能的機構部件進行設計,對比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用槽輪機構的間歇運動,凸輪連桿的往復運動,不完全齒輪的間歇運動,摩擦輪機構以及減速器的定植調(diào)速比的設定.定量送料,定位傳送和摩擦壓力的設計都需要人工數(shù)據(jù)處理.利用 Auto Cad 軟件強大繪圖功能,和 Word 的編輯功能,把設計方案圖文并茂,栩栩如生.目 錄1 總論及設計要求 .31.1 功能要求 .31.2 工作原理以及工藝動作流程圖 .42 傳動方案和減速器總體結構方案設計 .52.1 擬訂傳動方案 .52.1.1 動機的選取 . .73 主要執(zhí)行結構方案設計 .83.1 送料機構 .83.2 楸棉機構 .103.3 卷棉機構 .124 機械運動系統(tǒng)設計方案擬定 .144.1 擬定的方案 .145 方案的評價 .165.1 評價方案表 .166 系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)處理 .186.1 方案 b 的數(shù)據(jù)處理 .186.2 傳動機構的尺寸設計及數(shù)據(jù)處理 .196.3 成品的尺寸設計 .20總結 .21致謝 .22參考文獻.231 總論及設計要求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 2025mm，每分種能生產(chǎn) 60 支。卷棉機由送棉機構，壓棉機構，楸棉機構，送簽機構，卷棉機構以及電動機組成。選擇送棉機構時考慮到棉花很軟，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，可用帶刺構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)生一定壓緊力的構件上，同時一邊自轉，一邊沿導棉槽移動完成卷棉動作。此外，壓緊機構也有兩種方案。2 傳動方案和減速器總體結構方案設計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：1電動機2聯(lián)軸器3減速器.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。電動機結構簡單、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)。機械設計中應根據(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構形式、容量和轉速，確定具體的型號。擇電動機的類型和結構型式。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。由于系列還具有啟動性好的優(yōu)點，因此也適合某些對啟動轉矩要求較高的機械。三相交流異步電動機根據(jù)其額定功率和滿載轉速的不同，具有系列型號。為適應不同的安裝需要，同一類的電動機結構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 ，應由機器工作阻力和運動參數(shù)計算得來的，可按下式計算：wPKTn950其中：T工作機的阻力矩， ；mNn工作機的轉速， ；i/r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0n321其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率123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。2 選擇 Y 系列三相異步電動機經(jīng)過綜合考慮決定選用 Y132S8 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動，并傳遞一定動力。帶傳動具有結構簡單、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，以獲得較小的結構尺寸；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)行結構方案設計3.1 送料機構方案 a:槽輪機構1主動銷輪 2從動槽輪 3，4滾輪 5棉條 方案 a 所采用的送棉機構是如圖 31 所示的槽輪機構。其主要由槽輪 12 和滾輪 34 的串聯(lián)而成，當主動銷輪 1 由傳動機構相連而作等速連續(xù)轉動時，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)動下順時針轉動。當主動輪連續(xù)轉動時，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1不完全齒輪 2棉條 3滾輪方案 b 所采用送棉機構是如圖 32 所示的不完全齒輪機構。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而作等速順時針連續(xù)轉動時，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： 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。 如果橡膠齒磨損，可以及時更換。 橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價相比較，前者較為經(jīng)濟。3.2 楸棉機構方案 a: 凸輪機構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。當主動凸輪隨傳動機構作等速順時針連續(xù)轉動時，推動構件 3，使之往下運動進而壓住棉條，由于構件 3 剛好與刀具 5 相切，從而完成壓棉、楸棉的動作。當主動凸輪轉到回程時，構件 3 沒有推力，受到彈簧 2 的彈力回到原處。與此同時送棉機構將棉條送到構件 3 下，以此來完成下一次的壓楸棉的動作。安裝刀具 5 和緩沖機構的好處： 比較鋒利的刀具在構件 3 和下面的緩沖機構保證了棉條順利的切割。 切割下來的棉條完整。方案 b :爪輪機構1、4爪輪 2棉條 3橡膠塊方案 b 所采用的楸棉機構如圖 34 所示。其主要由兩個爪輪串聯(lián)而成。當主動爪輪 1 由傳動機構作順時針等速轉動時，嵌入爪輪 1 的橡膠塊轉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（圖 31 所示）的配合，因為沒有它的壓緊力，本機構就不能完成該功能。3.3 卷棉機構方案 a:1漏斗狀簽箱 2、4 輸送機構 3簽桿 5、8條棉 6導棉槽 7靜止摩擦片 方案 a 所采用的卷棉機構如圖 35 所示。起主要由主動輸送機構、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，此時簽桿的外露在輸送機構 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。設計要求：漏斗狀簽箱 1 的口寬的大小應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 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 所采用的卷棉機構如圖 36 所示。起主要由卷輪、漏斗狀簽箱、送棉機構、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，此時簽桿的外露在輸送機構 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 a1漏斗狀簽箱 2、4輸送機構 3簽桿 5凸輪機構 6正壓機構 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1085302 工作原理的先進性先進較先進一般落后108403 系統(tǒng)的工作效率高較高一般低108404 系統(tǒng)機械傳動的精度高較高一般低108405 系統(tǒng)的復雜程度簡單較復雜復雜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10840實用 108 系統(tǒng)方案的實用性 一般不實用509 系統(tǒng)方案的經(jīng)濟成本低較低高較高1084010 系統(tǒng)方案的環(huán)保問題好較好不好1050“”：“ 很好”， “” ：“好”， “”：“ 不好”。方案評價標準 方案 a 方案 b成本低+ +便于加工 + +結構簡單 - +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。項目方案 累計得分a 5 4 8 10 5 10 8 4 4 10 58b 8 8 8 8 10 10 8 4 8 10 726 系統(tǒng)設計數(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 4，11爪輪 5橡膠塊6履帶 7壓板 8支板 10簽桿設計數(shù)據(jù)如下：卷棉機的生產(chǎn)率：60 支/分鐘卷棉機構和送簽機構 5 的轉速：v5=0.1m/s 卷輪的轉速 n=2 (rad/s)楸棉機構：爪輪的轉速 3： n3=2 (rad/s)送棉機構：主動銷輪 1 的轉速：n1=8(rad/s) 槽輪 2 n2=2(rad/s)零件尺寸設計：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 傳動機構的尺寸設計及數(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計中已確定此次設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) 轉速(rad/s)輸入功率 KW710 8 2 2 22.2 2.046 1.98 1.925 1.905傳動比效率28.25 4 10.93 0.97 0.97 0.99 傳動齒輪設計：齒輪參數(shù)3 4 5 6 齒數(shù) 8 32 16 32 模數(shù) mm 5 5 5 56.3 成品的尺寸設計包裝尺寸：長寬高 16508101300 重量： 150kg總結緊張的課程設計順利結束了。在這設計過程中，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。機械設計作為一門傳統(tǒng)的基礎學科，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、課程設計、畢業(yè)實習，特別是以后的畢業(yè)設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心指導和其他同學的協(xié)作！致 謝本次畢業(yè)設計進行時，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.19823王知行,劉延榮.機械原理.北京:高等教育出版社,20004 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. 19935陳秀寧.機械設計課程設計.浙江：浙江大學出版社.1995