医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座

医用卷棉机机械系统设计方案-----组成及功效介绍医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第1页

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。4）卷棉签机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷出棉签松紧适度。医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第2页

设计思绪—机构分解1．送棉2．揪棉3．送签4．卷棉医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第3页

工作周期图医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第4页可用机构选取

----实现卷棉（压棉）机构

性能特点曲柄滑块机构齿轮齿条机构螺旋机构凸轮机构运动速度高高普通较高行程大小及可调程度行程大小取决于曲柄尺寸，可调可任意调整可调行程小，调整困难动力性能平衡困难好好取决于凸轮形状简单性普通简单简单简单机械效率普通较高低普通承载能力高高高较低其它特征有急回特征传动平稳可含有自锁性可实现任意运动规律医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第5页

可用机构选取

----实现进棉机构

机构类型优点

缺点槽轮机构结构简单，外形尺寸小机械效率高，传动平稳。存在少许柔性冲击。棘轮机构结构简单，制造方便，运动可靠，转动角度能够调整。有较大冲击和噪声，运动精度较差。不完全齿轮机构结构简单，制造轻易，工作可靠，设计时运动静止时间可在较大范围内改变。有较大冲击，只能用于低速轻载场所。医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第6页卷棉机运动系统机构选型子功效机械系统方案数棉条进给1不完全齿轮机构槽轮机构棘轮机构3棉条进给2双曲柄机构链条传动齿轮齿条传动3压棉曲柄滑块机构移动凸轮轮机构2卷棉曲柄滑块机构移动凸轮机构螺旋机构齿轮齿条机构4将上述系统进行有机综合，可知有3*3*2*4=72种系统设计方案医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第7页

设计方案1医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第8页设计方案2医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第9页

设计方案3医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第10页

工作状态动画医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第11页爆炸动画医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第12页

机壳设计箱体最优点87cm最高处78cm宽36cm

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运动流程医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第14页

送棉机构设计可用带刺构件走直线轨迹段时把棉条拉向前进，走非直线时从棉条中退出：也可如图所表示用两滚轮压紧棉条、对滚送进等方式。前者在带刺构件脱出时，要棉条压住；后者要实现间歇送进，需与间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构，不完全齿轮机构等连接。医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第15页

揪棉机构设计用机器实现这个动作时，可将棉条远料压紧固定在上面，然后在另一端既实现压即有实现拉扯动作医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第16页送签机构设计有漏斗口限制签杆2只能一根一根地经过，再由漏斗口下输送构件3将签杆一根一根地送走。为预防斗内签杆相互挤卡住，所以可设法使漏斗振动，或用其它方法使斗内签杆取得松动机会，从而使签杆能顺利地漏出斗口。医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第17页

卷棉机构设计将签杆送至导棉槽中与棉块相遇时，签杆随即做自转，将棉块卷上签杆；或是签杆一边自转、一边缘导棉槽移动完成卷棉动作。医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第18页卷棉机构设计图5为签杆2有漏斗形签箱漏入卷轮3材中以后，即被抡3带离签箱，进到与静止摩擦片4接触后，在摩擦力作用下签杆一面前进，一面自转，此时签杆外露在卷轮外头部（约长25mm）与导棉槽中棉花相遇，且有一定压紧力，从而完成卷棉动作。图6是用带槽带3分取签杆，5为静止摩擦片，因为带是扰性体，所以下面用托板7支承，使签杆能与板5压紧，产生摩擦而自转。医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第19页PS在设计方案过程中，我们发觉此机构执行元件较多，要联络起各执行元件必定要采取很多机构，所以执行元件传动机构采取齿轮传动及双曲柄传动（此设计共采取齿轮20余个）。因为齿轮间为高副，在adams下分析速度较慢，所以运动分析大多是在solidworks（cosmos）下完成，不过solidworks高副分析能力较弱，所以造型时采取最简单也是最经济一个方案医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第20页1、结构较为紧凑、简单，生产成本低；2、执行原件间运动关系看齿轮来完成，稳定性好；3间歇运动机构采取不完全齿轮，可靠性高，条件适应性强（因为此机械加工材料为棉花，会有棉絮产生，所以对机械条件适应性有一定要求）4加工过程为流水线式加工，一旦工件出现问题，查找及维修较轻易。5执行原件多为低副，噪音较小。6含有良好扩充性，如加装气动或PLC后，能够使原件间传动关系更为简便7自动化程度高全过程完全不需要有些人参加8整个运动过程中没有速度加速度突变，原件使用寿命较高9体积小优点医用卷棉机机械系统设计方案专家讲座第21页缺点及处理1、因为四杆机构，机械效率较低2、不完全齿轮在工作时候小轮会有一定震动，尽管采取了变位修正（详细尺寸可参考上面尺寸设计表格），但小轮磨损仍可能较快，所以加工时候应采取特殊热处理工艺3.四杆机构使用是系统不够紧凑，体积上比第一个方案大当用户对系统工作效率要求较高时，可采取齿轮齿条机构代替四杆机构作为卷棉机构。在允许成本有一定提升情况下，能够将进棉条机构采取步进电机控制齿轮齿条机构，能够