醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計

1、<p><b>　　醫(yī)用棉簽卷棉機設(shè)計</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　全自動棉簽機是按照國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)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。 </p><p>　　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、

2、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。 </p><p>　　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。</p><p>　　我所設(shè)計的棉簽機實現(xiàn)了

3、送棉，楸面棉，送簽和卷棉于一體的全自動化功能。</p><p>　　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(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.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

4、栩如生.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1總論及設(shè)計要求3</p><p><b>　　1.1功能要求3</b></p><p>　　1.2工作原理以及工藝動作流程圖4</p><p>　　2傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計5<

5、;/p><p>　　2.1擬訂傳動方案5</p><p>　　2.1.1動機的選取 .................................................................................................................... ..7</p><p>　　3主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案

6、設(shè)計8</p><p><b>　　3.1送料機構(gòu)8</b></p><p>　　3.2楸棉機構(gòu)10</p><p>　　3.3卷棉機構(gòu)12</p><p>　　4機械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定14</p><p>　　4.1擬定的方案14</p><p><b

7、>　　5方案的評價16</b></p><p>　　5.1評價方案表16</p><p>　　6系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理18</p><p>　　6.1方案b的數(shù)據(jù)處理18</p><p>　　6.2傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理19</p><p>　　6.3成品的尺寸設(shè)計20</p>

8、<p><b>　　總結(jié)21</b></p><p>　　致謝 .........................................................................................................................................................22&l

9、t;/p><p>　　參考文獻(xiàn)..............................................................................................................................23</p><p><b>　　1總論及設(shè)計要求</b></p><p

10、><b>　　1.功能要求</b></p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　選擇送棉機構(gòu)

11、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。</p><p>　　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

12、定壓緊力的構(gòu)件上，同時一邊自轉(zhuǎn)，一邊沿導(dǎo)棉槽移動完成卷棉動作。此外，壓緊機構(gòu)也有兩種方案。</p><p>　　2傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計</p><p><b>　　2.1擬訂傳動方案</b></p><p>　　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：</p><p>　　1——電動機　　　2

13、——聯(lián)軸器　3——減速器</p><p>　　２.１.1　初步選擇電機和分配各級傳動比</p><p><b>　?。ㄒ唬╇妱訖C的選擇</b></p><p>　　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

14、動機驅(qū)動。</p><p>　　電動機已經(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。</p><p>　　擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　生產(chǎn)的單位一般用三相交流電源，如無特殊的

15、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(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(fēng)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。</p><p>　　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

16、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。</p><p><b>　　選定電動機的容量：</b></p><p>　　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(dāng)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

17、，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。</p><p>　　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。</p><p>　　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：</p><p>　　其中：T——工作機的阻力矩，；</p><p>　　n

18、——工作機的轉(zhuǎn)速，；</p><p>　　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</p><p>　　其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率</p><p>　　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. </p>

19、<p>　　根據(jù)附Ⅱ。2選擇Y系列三相異步電動機</p><p>　　經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S—8型號電動機</p><p>　　考慮減小噪聲、振動等方面的要求時，最好選用帶傳動。當(dāng)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。 </p>

20、<p><b>　　圖２-２帶傳動</b></p><p><b>　　圖２-３鏈傳動</b></p><p>　　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。 </p><p>　　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；

21、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(dāng)滑動速度很大，工作條件不夠良好時，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； </p><p>　　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。</p><p>　　3主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計</p><p><b>　　3.1送料機構(gòu)&

22、lt;/b></p><p><b>　　方案a:槽輪機構(gòu)</b></p><p>　　1——主動銷輪 2——從動槽輪 3，4——滾輪 5——棉條 </p><p>　　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(dāng)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(dāng)圓柱銷未

23、進入徑向槽時，槽輪因鎖住而靜止；當(dāng)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(dāng)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。</p><p>　　方案b：不完全齒輪機構(gòu)</p><p>　　1——不完全齒輪 2——棉條 3——滾輪</p><p>　　方案b所采用送棉機構(gòu)是如圖3—

24、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(dāng)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(dāng)?shù)谝幻洱X還未到達(dá)棉條時，棉條因無摩擦力而不能向前送進；而當(dāng)?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(dāng)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。</p><p>　　其中不完全齒輪的外圈部分是由橡膠模具制成。<

25、;/p><p><b>　　分析其原因如下：</b></p><p>　　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。</p><p>　　如果橡膠齒磨損，可以及時更換。</p><p>　　橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價相比較，前者較為經(jīng)濟。</p&

26、gt;<p><b>　　3.2楸棉機構(gòu)</b></p><p><b>　　方案a: 凸輪機構(gòu)</b></p><p>　　1——凸輪 2——彈簧 3——沖壓板 4——底座 5——刀具</p><p>　　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

27、輪、彈簧、沖壓板、刀具和底座組成。當(dāng)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(dāng)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。</p><p>　　安裝刀具5和緩沖機構(gòu)的好處：</p><p>　　比較鋒利的刀具在構(gòu)

28、件3和下面的緩沖機構(gòu)保證了棉條順利的切割。</p><p>　　切割下來的棉條完整。</p><p><b>　　方案b :爪輪機構(gòu)</b></p><p>　　1、4——爪輪 2——棉條 3——橡膠塊</p><p>　　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(dāng)主動爪輪1由傳動

29、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。 </p><p><b>　　3.3卷棉機構(gòu)</b></p><p><b>　　方案a:</b>

30、</p><p>　　1——漏斗狀簽箱 2、4——輸送機構(gòu) 3——簽桿 5、8——條棉 6——導(dǎo)棉槽 7——靜止摩擦片</p><p>　　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(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，進至與在導(dǎo)棉槽7內(nèi)的靜止

31、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(dǎo)棉槽8中的條棉相遇，使條棉卷在簽桿上。</p><p>　　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。</p><p><b>　　方案b:</b></p><p>　　1—

32、—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</p><p>　　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

33、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(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。</p><p>　　4機械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定</p><p><b>　　4.1擬定的方案</b></p><p>　　在第三章中，我已經(jīng)分析了a,b兩個方案的各構(gòu)件

34、的功能特點。根據(jù)形態(tài)學(xué)矩陣的分析和原理?，F(xiàn)在對它們進行最佳組合。如圖</p><p><b>　　方案a</b></p><p>　　1——漏斗狀簽箱 </p><p>　　2、4——輸送機構(gòu) </p><p><b>　　3——簽桿 </b></p><p>

35、;　　5——凸輪機構(gòu) </p><p><b>　　6——正壓機構(gòu) </b></p><p><b>　　7——底座 </b></p><p><b>　　8——不完全齒輪 </b></p><p><b>　　9——滾輪</b></p>

36、;<p><b>　　方案b</b></p><p><b>　　1——主動銷輪</b></p><p><b>　　2——槽輪</b></p><p><b>　　3——滾輪</b></p><p><b>　　4，11——爪輪&

37、lt;/b></p><p><b>　　5——橡膠塊</b></p><p><b>　　6——齒形帶</b></p><p><b>　　7——壓板</b></p><p><b>　　8——支板</b></p><p>

38、<b>　　9——漏斗狀簽箱</b></p><p><b>　　10——簽桿</b></p><p><b>　?。保病磔?lt;/b></p><p><b>　　5方案的評價</b></p><p><b>　　5.1評價方案表</b&

39、gt;</p><p>　　“＋＋”：“很好”，“＋”：“好”，“－”：“不好”。</p><p>　　顯而易見，綜上所評方案B為最佳方案。</p><p><b>　　6系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　6.1方案b的數(shù)據(jù)處理</p><p><b>　　圖6—1</

40、b></p><p>　　1——主動銷輪 2——槽輪 3——滾輪 4，11——爪輪 5——橡膠塊</p><p>　　6——履帶 7——壓板 8——支板 10——簽桿</p><p><b>　　設(shè)計數(shù)據(jù)如下：</b></p><p>　　卷棉機的生產(chǎn)率：60支/分鐘</p&

41、gt;<p>　　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)</p><p>　　楸棉機構(gòu)：爪輪的轉(zhuǎn)速3： n3=2π (rad/s)</p><p>　　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)</p><p><b>　　零件尺寸設(shè)計：</b

42、></p><p>　　r1=60/πmm r2=50/πmm r3=50/πmm r5=100/πmm</p><p>　　履帶長600mm 壓板15cm 履帶缺口深度3mm</p><p>　　6.2傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理</p><p>　　計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比</p&g

43、t;<p>　　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。</p><p><b>　　分配原則：</b></p><p>　　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）。</p><p>　　使減速器能獲得最小的外形尺寸和重量。</p><p>　　使各級傳動中

44、大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑方便。</p><p>　　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</p><p><b>　　傳動齒輪設(shè)計：</b></p><p>　　6.3成品的尺寸設(shè)計</p><p>　　包裝尺寸：

45、長×寬×高 1650×810×1300 </p><p>　　重量： 150kg</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　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(xué)的機械基礎(chǔ)知識，加深了對專業(yè)知識的理解和掌握

46、.并且,培養(yǎng)了我查閱機械類書籍的能力,為我以后的學(xué)習(xí)打下了扎實的基礎(chǔ)。</p><p>　　機械設(shè)計作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機械學(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。相信我們工科學(xué)生在進行了認(rèn)識實習(xí)、金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計對整個大學(xué)階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學(xué)習(xí)中會不斷拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一

47、定能更好的掌握機械知識。</p><p>　　最后，非常感謝張宏老師的關(guān)心指導(dǎo)和其他同學(xué)的協(xié)作！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[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(xué)出版社,2001</p><p>　　[ 2 ]機械工程手冊電機工程手冊編輯委員會編. 機械

48、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</p><p>　　[3]王知行,劉延榮.機械原理.北京:高等教育出版社,2000</p><p>　　[4 ]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編.理論力學(xué)（第五版）. 北京：高等教育出版社. 1993</p><p>　　[5]陳秀寧.機械設(shè)計課程設(shè)計.浙江：浙江大學(xué)出版社.1995</p&