【设计】医用棉签卷棉机设计方案与分析报告（精华版）

1、精品word学习资料可编辑医用棉签卷棉机设计方案与分析1. 总论及设计要求1.1 简介全自动棉签机是依据国家卫生标准自动设计和制造的一种自动化程序高， 高速，高效生产卫生棉签；自动卷棉设备它填补了国内空白. 该机能制造棉签， 具有综合性能强，棉头饱满，表面光滑，形状匀称，棉头与棒体缠绕坚固，产品 完全达到国家要求标准， 该机可依据不同用途的棉签， 电子掌握调剂棉头大小满意各种使用要求； 该机每小时可生产棉签 3600 支，克服了传统手工卷制效率低，棉签头大小不均，卫生条件差的缺点；本设备适用范畴可以用于个卫生材料厂，也适用于棉签用量大的大中型医院，家庭小型企业， 创业致富的好途径； 我所设计的

2、棉签机实现了送棉， 楸面棉， 送签和卷棉于一体的全自动化功能；其主要设计思路来自于对手工卷棉动作分解, 然后依据相应功能的机构部件进行设计 , 对比, 选定, 以及优化组合 . 综合利用槽轮机构的间歇运动, 凸轮连杆的往复运动 , 不完全齿轮的间歇运动 , 摩擦轮机构以及减速器的定植调速比的设定. 定量送料 , 定位传送和摩擦压力的设计都需要人工数据处理.1.2 原始数据及设计要求1） 棉花；条状脱脂棉，宽 25-30mm，自然厚 4-5mm；2） 签杆；医院通用签杆，直径约3mm，杆长约 70mm，卷棉部分约 20-25mm；3） 生产率；每分钟卷 60 支，每支卷取棉块长约 20-25mm

3、；4 ）卷棉签机体积要小，重量轻，工作牢靠，形状美观，成本低，卷出的棉签松紧适度；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑定量送棉持定量棉花，以直线，间隙，定长送进完成压棉动作的机构， 其压头对条棉有肯定的压力，医用棉签卷棉机压（夹） 棉，楸棉将 棉的 原料 压紧 在固 定面 上 ，在 另一 端既 压紧 ，又 实现 拉扯 动作并且将压力保持肯定的时间，使楸棉时，压头下的条棉不致滑移；完成楸棉动作的机构，其压头一方面有压紧条棉的功能，又要使压力在保持压紧力的状态下有向某个方向运动的可能，以完成楸棉动作；采纳适当的压头形式，使棉条简洁楸断，楸断后自行落入导棉槽中；系统机构能调整压紧力；送签使

4、一堆签杆分成一根一根送至确定位置，与楸下的棉块会合签杆与棉块相遇，签杆作自转，将棉块卷上签杆；卷棉2. 工作原理以及工艺动作流程图名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑3. 机械系统运动方案的拟定为达到其工艺动作要求，采纳的分解动作机构及其工作原理如下:3.1 送棉将条状棉通过机构定时，适量送入压棉，揪棉机构；输送的对象是松软的棉花，假如采纳直线送进方式，就送棉机构必需有持棉和直线，间歇，定长送进等功能；持棉的方式可用带刺构件走直线轨迹定时把棉条拉向前进，走非直线段时从棉条中退出； 也可采纳两滚轮压紧棉条， 对滚送进等方式； 前者在带刺构件脱出时，要把棉条压住；后者要实现间歇送进，需与

5、间歇运动机构，如棘轮机构， 槽轮机构或不完全齿轮机构等连接；3.2 揪棉用机器实现这个动作时，可将条状棉的原料端压紧在固定面上，然后在另一端既实现压紧又实现拉扯动作， 前者称压棉动作， 后者称揪棉动作； 实现这些动作的机构必需有以下几个功能：（1） 完成压棉动作的机构， 其压头对条棉有肯定的压力， 并且要将压力保持肯定的时间，使楸棉时，压头下的条棉不致滑移；（2） 采纳适当的压头形式，使条棉简洁揪断；3.3 送签在揪下的棉块落入导棉槽后，将签杆送至导棉槽与棉块接触；要使一堆签杆 分成一根一根送至确定位置， 采纳一漏斗匀称送出签杆， 为防止漏斗内签杆相互挤卡住，所以可适当使漏斗振动，或用其它方法

6、使漏斗内签杆获得松动的机会， 从而使签杆能顺当地漏出漏斗口；3.4 卷棉将签杆送至导棉槽中与棉块相遇时，签杆立即作自转，将棉块卷上签杆；或名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑使签杆一边自转， 一边沿导棉槽移动完成卷棉动作； 此动作可通过卷轮自转并与摩擦片接触， 使签杆产生自转并移动而产生卷棉， 此时签杆外露在卷轮外的头部（约 25mm）与导棉槽中的棉花相遇，且有肯定的压紧力，从而完成卷棉动作；或是用带槽皮带的带传动与摩擦片接触产生自转完成自转及移动的卷棉动作；4. 卷棉机应包括以下部分( 一)凸轮送棉( 二)推杆压棉( 三)对滚揪棉( 四)漏斗送签( 五)卷轮卷棉5. 各工艺动作不同

7、方案的分析比较5.1 送棉送棉方案 1通过滚轮 1 和滚轮 2 的相互摩擦将棉条 3 压紧并送入导棉槽；缺点：要实现定时定量送入，必需将滚轮与间歇运动机构，如棘轮机构，槽轮机构或不完全齿轮机构等连接；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.1.1 送棉方案 1送棉方案 2通过主动轮上固接的槽轮构成间歇运动机构，从而可以有规律的传送所需的条棉；缺点：结构较复杂，所用构件较多；图 5.1.2 送棉方案 2送棉方案 3条状棉通过双滚轮送入轨道， 双滚轮为 1/4 圆周主动凸轮与圆盘组成； 凸轮连续转动，但与圆盘仅有 1/4 的接触面， 所以机构可以将电机的连续运动转化为间歇 运动，且具

8、有较高的机械效率以产生间隙运动； 两轮间留有间隙以使棉条在摩擦力作用下送入，实现定比定量送棉；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.1.3 送棉方案 3优点：结构简洁，比较简洁制造；而且，掌握比较便利，可以很好的完成所需的动作，效率高；5.2 压棉压棉方案 1图中凸轮 1 是主动件， 构件 3 由凸轮带动实现压棉动作， 并依靠凸轮轮廓的圆弧段使压紧状态能保持肯定时间；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.2.1 压棉方案 1压棉方案 2图中凸轮 1 是主动件，推动推杆压紧条棉 4，3 是弹簧在凸轮回程时推动推杆回到原位；优点：能实现压棉动作的间歇使后面的工序得以

9、完成，而且时间简洁掌握；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.2.2 压棉方案 2压棉方案 3通过滑块的移动来实现压棉动作；缺点：由于要有肯定的间隙时间， 所以仍要加一个间隙转动在曲柄上，所以比较麻烦；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.2.3 压棉方案 35.3 揪棉揪棉方案该方案由两套完全对称的铰链四杆机构组成， 曲柄上下两曲柄同步运动； 上下剪刃分别与连杆固接； 假如将曲柄与摇杆的长度设计得相差不大， 剪刃就能近似地作平面平行运动， 故剪刃在剪切时刀刃垂直于轧件， 使剪切断面较为平直， 剪切时刀刃的重叠量也简洁保证；缺点是结构较复杂， 机构运动质量较大，

10、 动力特性不够好， 故刀刃的运动速度不宜太快；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.3.1 揪棉方案 1揪棉方案凸轮与推杆将棉条压紧并使之保持肯定时间， 此时 1/4 圆周凸轮与圆盘对滚揪断棉条；优点：结构简洁，制作较简洁；掌握比较便利；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.3.2 揪棉方案 2揪棉方案 3棉条被压住后， 揪棉刀具旋转， 刀具旋转将棉条揪下， 其转速要设置与压棉机构协作好；缺点：转速不简洁掌握；图 5.3.3 揪棉方案 35.4 送签送签方案 1漏斗口限制签杆只能一根一根地通过， 再由漏斗口下的输送构件卷轮将签杆一根一根地送走；缺点：转速掌握严格

11、，且效率不高；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑送签方案 2图 5.4.1送签方案 1名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑主动轮上有槽，刚好只能容纳一个棉杆下落，上有撞针，用来撞动箱体；优点：可以比较好的分别棉杆；并且可以达到间歇送签；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图5.4.2 送签方案 2送签方案 3用牙带送棉签，特别便利；缺点：难以和送棉条的机构和揪棉机构协作起来；图 5.4.3送签方案 35.5 卷棉卷棉方案 1签杆通过漏斗进入小齿轮 2 的小孔 3 中，并由扣环 4 抱紧；小齿轮 2 绕大齿轮 1转动，

12、使其产生自转并沿固定槽移动；缺点：齿轮磨损较大；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.5.1 卷棉方案 1卷棉方案 2签杆通过漏斗 3 落入带凹槽的卷轮 1，卷轮转动带着签杆移动与棉条接触，卷轮连续转动带动签杆跟摩擦片接触； 签杆产生自转并随卷轮移动， 达到卷棉的成效；棘轮 2 保证签杆按要求定时落入卷轮； 摆子 4 给漏斗肯定的振动， 使签杆顺当送出；优点：动作有确定性，卷棉稳固；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑卷棉方案 3图 5.5.2卷棉方案 2名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑该方案是使签杆一边自转

13、，一边沿导棉槽移动完成卷棉动作；图a) 为签杆由漏斗形签箱漏入卷轮的槽中以后，即被卷轮带离签箱，进到与静止摩擦片接触后，在摩擦力的作用下签杆一面前进，一面自转，从而签杆完成卷棉工作；图b) 是用带槽的带分取签杆， 为静止摩擦片， 由于带是挠性体， 所以下面用托板 支承，使签杆能与摩擦片压紧，产生摩擦面自转；缺点：结构复杂，协作要求高；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑图 5.5.3卷棉方案 36. 最终方案运动简图上端凸轮与圆盘机构实现定时定量送棉 .凸轮推杆机构实现压棉并保持肯定时间.中间凸轮与圆盘机构实现揪棉动作 . 卷轮带动从漏斗

14、送出的签杆与棉条接触. 在转动过程中与摩擦片接触 , 签杆随卷轮移动并自转 . 从而达到卷棉的目的 .名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑机构运动简图名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑7. 机构路线传动图机构路线传动图名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑8. 圆周式机构运动循环图圆周式机构运动循环图名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑9. 电动机的挑选由于该医用卷棉机功率小，载荷低，体积和转速也很小，所以挑选的电动机功率和转速都不宜过大；故挑选y 系列（ ip44 ）封闭式三相感应电动机 y90s6，其额定功率 p=0.75kw，满载时转速 n=720

15、r min ；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑10. 凸轮的设计名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑11. 卷棉机的优点及缺点（一）优点：1. 结构较为紧凑，简洁，生产成本低；2. 执行原件间运动关系看齿轮来完成，稳固性好；3. 间歇运动机构采纳不完全齿

16、轮，牢靠性高，条件适应性强（由于此机械的加工材料为棉花，会有棉絮产生，因此对机械的条件适应性有肯定要求）；4. 加工的过程为流水线式加工，一旦工件显现问题，查找及修理较简洁；5. 执行原件多为底副，噪音较小；6. 具有良好的扩充性，如加装气动或plc后，可以使原件间传动的关系更为简便；7. 自动化程度高，全过程完全不需要有人参加；8. 整体运动过程中没有速度突变，原件受用寿命较高；9. 体积小；（二）缺点：1. 由于是四杆机构，所以机械效率较低；2. 不完全齿轮在工作的时候小轮会有肯定的震惊，尽管采纳了变为修正 （详细尺寸可参照上面尺寸设计的表格） ，但小轮磨损仍可能较快，因此加工的时 候应采

17、纳特别处理工艺；3. 四杆机构的使用是系统不够紧凑，体积上比第一种方案大；（三）解决方案：1. 当用户对系统的工作效率要求较高时，可采纳齿轮齿条机构代替四杆机构作为卷棉机构；2. 在答应成本有肯定提高的情形下，可以将进棉条机构采纳步进电机掌握齿轮机构，可以获得更好的机械性能；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑心得体会通过本次机械原理课程设计， 我对机械原理这门课程有了更深化的明白， 我深刻熟悉到自己平常在课堂上学到的学问是远远不够的，在积极查找资料的同时，仍需要摸索机械传动的多细节； 我今日仔细的进行课程设计， 学会脚踏实地迈开这一步， 就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的

18、基础；通过课程设计，使我深深体会到，做任何事都必需有耐心；在课程设计过程中，运算题一 直让我很头疼， 这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练，本次课程设计，使我发觉了自己所把握的学问是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业学问才能是如此的不足， 几年来的学习了那么多的课程， 今日才知道自己并不会用；收成最大的是分析和解决问题的方法与才能； 在整个过程中， 我发觉像我们这些同学最最缺少的是体会，没有感性的熟悉，空有理论学问, 有些东西很可能与实际脱节； 总体来说， 我觉得做这种类型的作业对我们的帮忙仍是很大的，它需要我们将学过的相关学问都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足， 以待改进. 有时候， 一个人的力气是有限的， 合众人聪明， 我信任我们的作品会更完善 .参考文献1 徐灏 . 机械设计手册（第3，4，5 卷） . 北京：机械工业出版社.20012 王晓晴 . 机械制图 . 武汉：湖北科学出版社.20043 何兆太 . 毕业设计指南 . 武汉：中国地质高校出版社.20034 吴宗泽 . 高等机械设计 . 北京：清华高校出版社 .20055 彭文生等主编 . 机械设计 . 武汉：华中理工高校出版社.20046 黄锡恺 , 郑文伟 . 机械原理 . 北京：高等训练出版社.