醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)的設(shè)計(jì)方案

1、醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)的設(shè)計(jì)方案第一章總論及設(shè)計(jì)要求1.1 功能要求全自動(dòng)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)院通用的簽桿直徑約3mm長(zhǎng)約為70mm卷棉部分長(zhǎng)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(dòng)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(zhǎng)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。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

2、自轉(zhuǎn)，一邊沿導(dǎo)棉槽移動(dòng)完成卷棉動(dòng)作。1.2工作原理以及工藝動(dòng)作流程圖第2章傳動(dòng)方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1擬訂傳動(dòng)方案機(jī)器一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成如圖2-1:圖2-11 電動(dòng)機(jī)2 聯(lián)軸器 3減速器2 . 1 .1 初步選擇電機(jī)和分配各級(jí)傳動(dòng)比（一）電動(dòng)機(jī)的選擇選擇電機(jī)類(lèi)型：電動(dòng)機(jī)是機(jī)器中運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的來(lái)源，其種類(lèi)很多，有電動(dòng)機(jī)、機(jī)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、氣輪機(jī)、液動(dòng)機(jī)等。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)已經(jīng)是系列化了，通常由專(zhuān)門(mén)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

3、及尺寸、重量有無(wú)特殊限制等條件，從產(chǎn)品 目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號(hào)。擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)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(wú)特殊的要求（如在較大圍平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常啟動(dòng)和反 轉(zhuǎn)等），通常都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)已制定了一標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕氣體和無(wú)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Y系列還具有啟動(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn)，因此也適合某些對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較高的機(jī)械。三相交流異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其額定功率和滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速的不同，具有系列型號(hào)。為適應(yīng)不同的安裝 需要，同一

4、類(lèi)的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)的參數(shù)和外型及安裝尺寸可查手冊(cè)。選定電動(dòng)機(jī)的容量：電動(dòng)機(jī)的容量選得合適與否，對(duì)電動(dòng)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(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期的過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī) 的價(jià)格高，能量不能充分利用，且常常不在滿(mǎn)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(dòng)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 PPwV,應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算得來(lái)的，可按下式計(jì)算：TnKw9550其中：T工作機(jī)的阻力矩，N mm ；n工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min ；傳動(dòng)

5、裝置的總效率0組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之積，即0123n其中：i 23分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動(dòng)效率按推薦的傳動(dòng)比合理圍，取一級(jí)傳動(dòng)i仁20-50，二級(jí)圓柱直齒輪的傳動(dòng)比i2=4-6,級(jí)圓柱直齒輪的傳動(dòng)比i3=2-4,總的傳動(dòng)圍為40-200.根據(jù)附H。2選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)綜合考慮決定選用Y132S 8型號(hào)電動(dòng)機(jī)考慮減小噪聲、振動(dòng)等方面的要求時(shí)，最好選用帶傳動(dòng)。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪時(shí)，由于帶與 帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳 動(dòng)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2 - 2帶傳動(dòng)圖2 - 3鏈傳動(dòng)但

6、是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸；同時(shí)，摩擦力大，發(fā)熱大。同時(shí)蝸桿傳動(dòng)在嚙合處有相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)滑動(dòng)速度很大，工作條 件不夠良好時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的摩擦與磨損，從而引起過(guò)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(dòng)。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：不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖3 11 不完全齒輪2 棉條 3滾輪方案 所采用送棉機(jī)構(gòu)是如圖 31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

7、。 當(dāng)不完全齒輪由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而作等速順時(shí)針連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)?shù)谝幻洱X還未到達(dá)棉條時(shí)， 棉條因無(wú)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(dòng)不完全齒輪作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，完全 實(shí)現(xiàn)定量，定長(zhǎng)，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(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(duì)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：爪輪機(jī)構(gòu)圖321、4爪輪 2

8、棉條 3 橡膠塊方案所采用的楸棉機(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(dòng)爪輪1由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作順時(shí)針等速轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)時(shí)，將條棉楸斷。3.3卷棉機(jī)構(gòu)方案a:圖3 51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a所采用的卷棉機(jī)構(gòu)如圖 35所示。起主要由主動(dòng)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,漏斗口限制簽桿 3只能一根一根地通過(guò)，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的靜止摩擦片7接觸后，在摩擦力作用下簽桿3自轉(zhuǎn)，

9、此時(shí)簽桿的外露在輸送機(jī)構(gòu) 4外的頭部（約長(zhǎng)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(guò)漏 斗口，又防止簽斗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(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,漏斗口限制簽桿2只能一根一根地通過(guò),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

10、轉(zhuǎn)，此時(shí)簽桿的外露在輸送機(jī)構(gòu)4外的頭部（約長(zhǎng)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(dòng)力源電動(dòng)機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)液壓機(jī)汽動(dòng)馬達(dá)A1A2A3A4A5減速2蝸桿傳動(dòng)鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)擺線針輪>轉(zhuǎn)動(dòng)B1B2 /3B4B5送料持不完全齒槽輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)夾器的輪機(jī)構(gòu)X機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)C1C2C3C4C5壓緊器凸輪機(jī)構(gòu)爪輪機(jī)構(gòu)齒型帶機(jī)平面凸輪+空間凸輪+的間歇構(gòu)正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)D1D2D3D4D5壓桿的齒輪機(jī)構(gòu)齒型帶機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)往復(fù)移構(gòu)動(dòng)E1E2E5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

11、：A1+B3+C1+D1+E1A1+B3+C2+D3+E23.5擬定運(yùn)動(dòng)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)疋里送棉間隙運(yùn)動(dòng)壓棉楸棉機(jī)構(gòu)爪輪間隙運(yùn)動(dòng)爪輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦楸斷棉爪輪間隙運(yùn)動(dòng)送簽機(jī)構(gòu)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)送簽壓板提供壓緊力卷棉機(jī)構(gòu)開(kāi)始卷棉第4章機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)方案的各構(gòu)件的功能特點(diǎn)。根據(jù)形態(tài)學(xué)矩陣

12、的分析和原理?，F(xiàn)在對(duì)它們進(jìn)行最佳組合。如圖萬(wàn)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aXI I 萬(wàn)案b1 主動(dòng)銷(xiāo)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卷輪第5章方案的評(píng)價(jià)5.1評(píng)價(jià)方案表評(píng)價(jià)方案（2）序號(hào)評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)等級(jí)評(píng)價(jià)尺度（評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)）很好10好81功能目標(biāo)完成情況較好5不太好3不好0先進(jìn)102工作原理的先進(jìn)性較先進(jìn)8一般4落后0高103系統(tǒng)的工作效率較咼8一般4低0高104系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)的精度較咼8一般4低0簡(jiǎn)單105系統(tǒng)的復(fù)雜程度較復(fù)雜5復(fù)雜0可靠106系統(tǒng)方案的可靠性較可靠8一般4不可靠0新穎1

13、07系統(tǒng)方案的新穎性較新穎8一般4不新穎08系統(tǒng)方案的實(shí)用性實(shí)用 一般 不實(shí)用1050低109系統(tǒng)方案的經(jīng)濟(jì)成本較低8高4較咼0好1010系統(tǒng)方案的環(huán)保冋題較好5不好0項(xiàng)目萬(wàn)案、累計(jì)得分a548105108441058b888810108481072方案評(píng)價(jià)（2）“+ + ”：“ 很好好”，“ “不好”。方案評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方案a萬(wàn)案b成本低+便于加工+結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-+便于方便+操作方便+總計(jì)5 “ +”，1 個(gè)“一”7 個(gè)“ +”顯而易見(jiàn)，綜上所評(píng)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6 11 主動(dòng)銷(xiāo)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

14、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楸棉機(jī)構(gòu)：爪輪的轉(zhuǎn)速3: n3=2 n (rad/s)送棉機(jī)構(gòu)：主動(dòng)銷(xiāo)輪1的轉(zhuǎn)速：n仁8 n (rad/s) 槽輪2 n2=2 n (rad/s)零件尺寸設(shè)計(jì)：r1=60/ n mm r2=50/ n mm r3=50/ n mm r5=100/ n mm履帶長(zhǎng)600mm 壓板15cm 履帶缺口深度 3mm6.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理圖6 21, 2帶輪 3, 4, 5, 6傳動(dòng)齒輪圖6 2所示是圖2 1的俯視圖。（二）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比在前面的方案設(shè)計(jì)

15、中已確定此次設(shè)計(jì)的減速器為齒輪傳動(dòng)，并且采用展開(kāi)式傳動(dòng)。 分配原則：1、 使各級(jí)的傳動(dòng)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(jí)傳動(dòng)齒輪的浸油深度大致相等，潤(rùn)滑方便。選用減速器為三級(jí)傳動(dòng)，先經(jīng)過(guò)三級(jí)減速后，再經(jīng)過(guò)分流得到軋輥所需要的轉(zhuǎn)速和方向，經(jīng)過(guò)綜合考慮選得：i仁28.25 i2=4 i3=n由名參數(shù)In川IVV轉(zhuǎn)速（rad/s）輸入功率KW7108n2n222.22.0461.981.9251.905傳動(dòng)比28.254n1效率0.930.970.970.99傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì):參數(shù)3456齒數(shù)8321632模數(shù)mm55556.3成品的尺寸設(shè)計(jì)包裝尺寸：長(zhǎng)X寬X高重量： 150kg1650X 810X1 300結(jié)束語(yǔ)緊的課程設(shè)計(jì)順利結(jié)束了。在這設(shè)計(jì)過(guò)程中，我從原來(lái)對(duì)本專(zhuān)業(yè)并不十分了解的狀況下 , 開(kāi) 始系統(tǒng)的運(yùn)用了所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)， 加深了對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和掌握 .并且 ,培養(yǎng)了我查閱機(jī)械 類(lèi)書(shū)籍的能力 , 為我以后的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)械學(xué)作為一門(mén)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機(jī)械學(xué)與電子電 氣、液壓等多種學(xué)科，聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強(qiáng)。相信我們工科學(xué)生在進(jìn)行了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、 金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)大學(xué)階段的知識(shí)的掌 握會(huì)更加牢固。同時(shí)在以后的