医用棉签卷棉机设计机械原理课程设计

1、鎏嚏林孩k学高新学院机械原理课程设计题目：医用棉签卷棉机专业班级：机械设计制造及其自动化机单1002班任务书姓名学号专业班级机单1002题目：医用棉签卷棉机完成时间：2012年7月13号具体内容及进度要求：医用棉签地日耗量很大，以往均由医护人员在值班间歇中用手工卷制，工作量很大，为提高工作效率拟用机器代替手工卷制棉签.棉签卷制过程可以防照手工方式进行动作分解，亦可另行构想动作过程.按照棉签地手工卷制方法进行分解后得到：(1)送棉：将条状棉通过机构定时、适量送入；(2)揪棉：将条状棉压(卷)紧并揪棉，使之揪下定长地条棉；(3)送签：将签杆送至导棉槽上方与定长棉条接触；(4)卷棉：签杆自转并引导棉

2、槽移动完成卷棉动作其中：7月2日：查阅资料、熟悉题目7月3、4日：方案分析、比较7月5、6日：平面机构尺度综合、运动分析7月9、10日：平面动态静力分析7月11、12日：绘制方案图、整理设计说明书7月13日：答辩指导教师程安。2012年07月02日医用棉签卷棉机机械原理课程设计针对某种简单机器进行机械运动简图设计，包括机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合等.通过机械原理课程设计，使学生巩固所学机械原理地知识和理论，培养开发创新机械地能力，实现用图解法进行机构地分析计算地基本要求，达到借助计算机对机构进行解读法分析，完成机械运动方案和机构设计.全自动医用棉

3、签卷棉机能够实现送棉、楸棉、送棉和卷棉地一体化功能.医院通用地签杆直径约3mm,长约为70mm,卷棉部分长约2025mm,每分种能生产60支.卷棉机由送棉机构，压棉机构，楸棉机构，送签机构，卷棉机构以及电动机组成.选择送棉机构时考虑到棉花很软，要实施持棉以直线、间隙、定长地将适量条状送入压（夹）棉、楸棉机构，可用带刺构件走直线轨迹段把棉条拉向前进，走非直线段时从棉条中退出，但此时要将棉条压住.我所设计地两种方案中采用两滚轮压紧棉条，同时，在继续运动中实现楸棉，但需与棘轮、槽轮或不完全齿轮机构联接，以实现间隙送进地功能.一、课题设计背景及功能描述随着科学技术和工业生产地飞速发展，机械产品种类日益

4、增多，自动化程度愈来愈高.这就要求设计者除综合应用各类典型机构地作用外，还要根据使用要求和功能分析，设计出结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、适用性强地机械系统.机械原理课程设计是机械原理教案中地一个重要环节，是机械类各专业学生在机械原理课程学习后进行地全面、系统、深入地实践性教案，培养学生机械系统运动方案设计、创新设计及应用计算机进行机构分析和工程设计地能力.它是针对某种简单机器进行机械运动简图设计，包括机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合等通过机械原理课程设计，使学生巩固所学机械原理地知识和理论，培养开发创新机械地能力，实现用图解法进行机构地分析

5、计算地基本要求，达到借助计算机对机构进行解读法分析，完成机械运动方案和机构设计.具体来说，就是根据给定机械地工作要求，确定机械地工作原理，拟定工艺动作和执行构件地运动形式，绘制工作循环图；选择原动机地类型和主要参数，并进行执行机构地选型与组合，设计该机械系统地几种运动方案，对各种运动方案进行分析、比较和选择；对选定地运动方案中地各执行机构进行运动分析与综合，确定其运动参数.二、总图口一三、拟定方案1、送料机构方案a:槽轮机构1主动销轮2从动槽轮3,4滚轮5棉条方案a所采用地送棉机构是如图31所示地槽轮机构.其主要由槽轮12和滚轮34地串联而成，当主动销轮1由传动机构相连而作等速连续转动时，当圆

6、柱销未进入径向槽时，槽轮因锁住而静止；当圆销进入径向槽时，槽轮2在圆销地驱动下顺时针转动.当主动轮连续转动时，从动槽轮和滚轮4夹住棉条5向前送进，完全实现定量，定长，并以间隙、直线送棉功能.方案b：不完全齿轮机构1 不完全齿轮滚轮棉条方案b所采用送棉机构是如图32所示地不完全齿轮机构.其主要由不完全齿轮和一个滚轮串联而成.当不完全齿轮由传动机构而作等速顺时针连续转动时，当第一枚齿还未到达棉条时，棉条因无摩擦力而不能向前送进；而当第一枚齿接触到棉条，同时与滚轮啮合时，产生摩擦夹带棉条向前送进，直到最后一枚齿脱离滚轮，而停止送棉.当主动不完全齿轮作连续转动时，完全实现定量，定长，并以间隙、直线送棉

7、功能其中不完全齿轮地外圈部分是由橡胶模具制成分析其原因如下： 考虑到棉花很软，如使用钢制不完全齿轮，在抓棉时很容易将棉条抓断；使用外圈为橡胶齿地不完全齿轮，质地相对柔软，又有弹性 如果橡胶齿磨损，可以及时更换. 橡胶齿轮与钢制齿轮地造价相比较，前者较为经济2、楸棉机构方案a:凸轮机构1凸轮2弹簧3冲压板4底座5刀具方案a所采用地楸棉机构如图3-3所示.其主要由主动凸轮、弹簧、冲压板、刀具和底座组成.当主动凸轮随传动机构作等速顺时针连续转动时，推动构件3,使之往下运动进而压住棉条，由于构件3刚好与刀具5相切，从而完成压棉、楸棉地动作.当主动凸轮转到回程时，构件3没有推力，受到弹簧2地弹力回到原处

8、.与此同时送棉机构将棉条送到构件3下，以此来完成下一次地压楸棉地动作.安装刀具5和缓冲机构地好处：比较锋利地刀具在构件3和下面地缓冲机构保证了棉条顺利地切割.切割下来地棉条完整.方案b:爪轮机构11、4爪轮2棉条3橡胶块方案b所采用地楸棉机构如图34所示.其主要由两个爪轮串联而成.当主动爪轮1由传动机构作顺时针等速转动时，嵌入爪轮1地橡胶块转到另一个爪轮地橡胶块相遇时，夹送到地条棉2价在其中，靠弹性压紧，继续转动时，将条棉楸断.在实现压棉和楸棉时，还需要在方案b中地送棉机构（图3-1所示）地配合，因为没有它地压紧力，本机构就不能完成该功能.方案a:1漏斗状签箱2、4输送机构3签杆5、8条棉6导

9、棉槽7静止摩擦片方案a所采用地卷棉机构如图35所示.起主要由主动输送机构、漏斗状签箱和导棉槽组成.将一堆签杆放入漏斗状地签箱1内，漏斗口限制签杆3只能一根一根地通过，由漏斗口下地输送构件2和4同步将签杆送入到导棉槽，进至与在导棉槽7内地静止摩擦片7接触后，在摩擦力作用下签杆3自转，此时签杆地外露在输送机构4外地头部（约长25mm）与导棉槽8中地条棉相遇，使条棉卷在签杆上、*方案b1 漏斗状签箱2签杆3 条棉4输送机构5齿行带6拖板7静止摩擦片8弹簧9压板10卷轮方案b所采用地卷棉机构如图36所示.起主要由卷轮、漏斗状签箱、送棉机构、拖板和静止摩擦片压板组成.将一堆签杆放入漏斗状地签箱1内，漏斗

10、口限制签杆2只能一根一根地通过，由漏斗口下地卷轮5带离签箱1,进至与在压板9地静止摩擦片7接触后，在摩擦力作用下签杆2一面前进，一面自转，此时签杆地外露在输送机构4外地头部（约长25mm）与导棉槽8中地条棉相遇，且有一定地压紧力，使条棉卷在签4、拟定运动循环图分配轴转角030°60°90°120150°180210°240270300330360°送棉机构止里送棉间隙运动压棉楸棉机构爪轮间隙运动爪轮转动摩擦楸断棉爪轮间隙运动送签机构带轮转动送签压板提供压紧力卷棉机构开始卷棉四、执行方案根据上述，我已经分析了a,b两个方案地各构件地功能

11、特点.现在对它们进行最佳组合.如图方案a1漏斗状签箱2、4输送机构3签杆5凸轮机构6正压机构7底座8不完全齿轮9滚轮方案b9主动销轮2一槽轮3滚轮4,11爪轮5一橡胶块6齿形带7压板8支板9漏斗状签箱10签卞112卷轮五、方案地评价评价方案表：方案评价（1）号序评价工程评价等级评价尺度（评价分数）功能目标完成情况很好好较好不太好不好108530工作原理地先进性先进较先进落后10840系统地工作效率高较局低10840系统机械传动地精度高较局低10840系统地复杂程度简单较复杂1050复杂可靠10系统方案地可靠性较可靠864不可靠0新颖10系统方案地新颖性较新颖84/、新颖0实用10系统方案地实用

12、性5不实用0低10系统方案地经济成本较低8高4较局0好10系统方案地环保问题较好50不好0工程力柔累计得分a548105108441058b888810108481072好"，斗“：好”，不好方案评价标准力杀a力杀b成本低+便于加工+结构简单+他丁方便+操作方便+总计7“+；1个“一”5个“+'显而易见，综上所评方案a为最佳方案六、系统设计数据处理(尺寸)6.1 方案a地数据处理1漏斗状签箱2、4输送机构3签杆5凸轮机构6正压机构7底座8不完全齿轮9滚轮设计数据如下：卷棉机地生产率：60支/分钟卷棉机构和送签机构5地转速：v5=0.1m/s卷轮地转速n=2(rad/s)楸棉机

13、构：不完全齿轮地转速3:n3=2兀(rad/s)送棉机构：输送机构2地转速：n1=8兀(rad/s)机*44地转速n2=2兀(rad/s)零件尺寸设计：门=60/%mmr2=50/ummr3=50/兀mmr5=100/umm履带长600mm压板15cm履带缺口深度3mm6.2 传动机构地尺寸设计及数据处理1,2带轮3,4,5,6传动齿轮图62所示是图21地俯视图.计算传动装置地总传动比及分配各级传动比在前面地方案设计中已确定此次设计地减速器为齿轮传动，并且采用展开式传动分配原则：1、使各级地传动地承载能力大致相同（齿面地接触强度大致相等）2、使减速器能获得最小地外形尺寸和重量.3、使各级传动中

14、大齿轮地浸油深度大致相等，润滑方便.选用减速器为三级传动，先经过三级减速后，再经过分流得到轧辐所需要地转速和方向，经过综合考虑选得：i1=28.25i2=4i3=兀参数fInmIVV转速(rad/s)7108兀2兀22输入功率KW2.22.0461.981.9251.905传动比28.254兀1效率0.930.970.970.99传动齿轮设计:轮参数3456齿数8321632模数mm5555d：4max-、.)d；o2(：Q/2：.：.Qd-d、.(a+OP)dt=OPdt,(1)d：则OP/(OP+a尸d"(2)将(1)式分子分母同乘d6整理得：d；d；OP(1-d、尸ad、(3)

15、由式(3)求出OP代入式(1)右边得:d；a+OP=A/(1-d,)(4)在三角形ABp中由正统定理有：aOPLsin(900；二。sin(900-:)将式(4)代入式(5)中得：aL(1-d7d)(6)cos-：cos(0:)0用90i代入式(6)中得:aL(1-d/d)=sin(-o-:)B1cl=L0P=L过点O作OC1/PB1,则“OAGs"PABi,再由式(2)得a+OPd6,等式正是以OACi地正弦定理.将等式(6)中地c0s(a叫*)展开得:cot(0：)tana=L(1-asin(0)7寸(8)(9)a由等式(8)求得d：L(1)cosad_jcos(a0)将=900

16、-口代入式得:d、.sin()sin(-0-:)(10)如果在图中所示位置地接触点Bl处地压力角正好满足a=依,比较式(10)和式(7)可知，直线OC1便是在此位置时满足式(10)以等到式成立地边界.L(1-)cos(adcos(a一可0)将B=90°口代入式(ii)得：L(1*a.:二d、sin()cos(0)选取凸轮机构为滚子从动件凸轮机构.滚子半径rr=(0.10.5)r0,取rr=5.4mm.2)凸轮廓线地绘制选定角度比例尺，摆杆地角位移曲线，如图所示，将其中地推程和回程角位移曲线横坐标分成若干等分.选定长度比例尺，作以。为圆心以OB=r0为半径地基圆；以。为圆心，以OA=a

17、为半径作反转后机架上摆杆转动中心地圆.自A点开始沿-8方向把机架圆分成与图中横坐标相应地区间和等分，得点A儿，再以A，A2,A3为圆心，以ab=l为半径作弧与基圆交于点Bl，B2，B3，得线段AB,4B2,A3B3.自线段AB1,A2B2,飞&开始，分别作斗，".,使它们分别等于图中对应地角位移，得线段A1B1,A2B2,A3B3.将点AlBl，A2B2，A3B3连成光滑曲线，它就是所求理论轮廓线实际轮廓线可用前述滚子圆包络线地方法作出，如图所示.6.4成品地尺寸设计包装尺寸：长侬加1650810X1300重量：150kg七、速度、加速度分析速度分析图3535-70-1390

18、 000 09 O1B0 360«50 55064073 。融0 甥100Trw（3-bc）加速度分析图/31X40-54112640X00.100.200.30040Q500.600-7UGSO090Trne(sec)机构实际运动曲线与理论曲线有一点误差，因为机构实际运动时有振动，摩擦等外界影响而理论曲线是通过公式计算求得，是理论状态下地曲线八、结束语紧张地课程设计顺利结束了.在这设计过程中，我从原来对本专业并不十分了解地状况下，开始系统地运用了所学地机械基础知识，加深了对专业知识地理解和掌握.并且，培养了我查阅机械类书籍地能力，为我以后地学习打下了扎实地基础.机械学作为一门传统地基础学科，内容丰富，涉及面广.在新地历史条件下，机械学与电子电气、液压等多种学科，联系更为紧密，它地综合性更强.相信我们工科学生在进行了认识实习、金工实习、生产实习、课程设计、毕业实习，特别是以后毕业设计对整个大学阶段地知识地掌握会更加牢固.同时在以后地学