醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 新

1、<p>　　醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)</b></p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)針對(duì)某種簡單機(jī)器進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)，包括機(jī)器功能分析、工藝動(dòng)作過程確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)定、機(jī)構(gòu)尺度綜合等。通過機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生鞏固所學(xué)機(jī)械原理的知識(shí)和理論，培養(yǎng)開發(fā)創(chuàng)新機(jī)械的能力，實(shí)現(xiàn)用圖解法進(jìn)行機(jī)構(gòu)

2、的分析計(jì)算的基本要求，達(dá)到借助計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行解析法分析，完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　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(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。</p><p

3、>　　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。我所設(shè)計(jì)的兩種方案中采用兩滾輪壓緊棉條，同時(shí)，在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)楸棉，但需與棘輪、槽輪或不完全齒輪機(jī)構(gòu)聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)間隙送進(jìn)的功能。</p><p>　　一、課題設(shè)計(jì)背景及功能描述</p><p>　　

4、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品種類日益增多，自動(dòng)化程度愈來愈高。這就要求設(shè)計(jì)者除綜合應(yīng)用各類典型機(jī)構(gòu)的作用外，還要根據(jù)使用要求和功能分析，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、性能優(yōu)良、工作可靠、適用性強(qiáng)的機(jī)械系統(tǒng)。</p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生在機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)后進(jìn)行的全面、系統(tǒng)、深入的實(shí)踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)及應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)

5、構(gòu)分析和工程設(shè)計(jì)的能力。它是針對(duì)某種簡單機(jī)器進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)，包括機(jī)器功能分析、工藝動(dòng)作過程確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)定、機(jī)構(gòu)尺度綜合等。通過機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生鞏固所學(xué)機(jī)械原理的知識(shí)和理論，培養(yǎng)開發(fā)創(chuàng)新機(jī)械的能力，實(shí)現(xiàn)用圖解法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析計(jì)算的基本要求，達(dá)到借助計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行解析法分析，完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　具體來說，就是根據(jù)給定機(jī)械的工作要求，確定機(jī)械的工作原理

6、，擬定工藝動(dòng)作和執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，繪制工作循環(huán)圖；選擇原動(dòng)機(jī)的類型和主要參數(shù)，并進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與組合，設(shè)計(jì)該機(jī)械系統(tǒng)的幾種運(yùn)動(dòng)方案，對(duì)各種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行分析、比較和選擇；對(duì)選定的運(yùn)動(dòng)方案中的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析與綜合，確定其運(yùn)動(dòng)參數(shù)。</p><p><b>　　二、總圖</b></p><p><b>　　三、擬定方案</b></p

7、><p><b>　　1、送料機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　方案a:槽輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　圖3—1</b></p><p>　　1——主動(dòng)銷輪 2——從動(dòng)槽輪 3，4——滾輪 5——棉條 </p><p&

8、gt;　　方案a所采用的送棉機(jī)構(gòu)是如圖3—1所示的槽輪機(jī)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(dòng)銷輪1由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連而作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)圓柱銷未進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪因鎖住而靜止；當(dāng)圓銷進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪2在圓銷的驅(qū)動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)槽輪和滾輪4夾住棉條5向前送進(jìn)，完全實(shí)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(jī)構(gòu)</p><

9、;p>　　1——不完全齒輪 2——棉條 3——滾輪</p><p>　　方案b所采用送棉機(jī)構(gòu)是如圖3—2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。 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

10、全齒輪作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，完全實(shí)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。</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(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。</p>

11、<p>　　如果橡膠齒磨損，可以及時(shí)更換。</p><p>　　橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價(jià)相比較，前者較為經(jīng)濟(jì)。</p><p><b>　　2、楸棉機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　方案a: 凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　1——凸輪 2——彈簧 3

12、——沖壓板 4——底座 5——刀具</p><p>　　方案a所采用的楸棉機(jī)構(gòu)如圖3—3所示。其主要由主動(dòng)凸輪、彈簧、沖壓板、刀具和底座組成。當(dāng)主動(dòng)凸輪隨傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作等速順時(shí)針連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)構(gòu)件3，使之往下運(yùn)動(dòng)進(jìn)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(dòng)作。當(dāng)主動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)到回程時(shí)，構(gòu)件3沒有推力，受到彈簧2的彈力回到原處。與此同時(shí)送棉機(jī)構(gòu)將棉條送到構(gòu)件3下，以此來完成下一

13、次的壓楸棉的動(dòng)作。</p><p>　　安裝刀具5和緩沖機(jī)構(gòu)的好處：</p><p>　　比較鋒利的刀具在構(gòu)件3和下面的緩沖機(jī)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(jī)構(gòu)</b></p><p>　　1、4——爪輪 2—

14、—棉條 3——橡膠塊</p><p>　　方案b所采用的楸棉機(jī)構(gòu)如圖3—4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。在實(shí)現(xiàn)壓棉和楸棉時(shí)，還需要在方案b中的送棉機(jī)構(gòu)（圖3—1所示）的配合，因?yàn)闆]有它的壓緊力，本機(jī)構(gòu)就不能完成該功能。 </p><p&

15、gt;<b>　　3、卷棉機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　方案a:</b></p><p>　　1——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</p><p>　　方案a所采用的卷棉機(jī)構(gòu)如圖3—5所示。起主要由主動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)、漏斗狀簽箱和導(dǎo)

16、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(jìn)至與在導(dǎo)棉槽7內(nèi)的靜止摩擦片7接觸后，在摩擦力作用下簽桿3自轉(zhuǎn)，此時(shí)簽桿的外露在輸送機(jī)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><b>　　方案b</b></p><p>　　1——漏斗狀簽箱

17、 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</p><p>　　方案b 所采用的卷棉機(jī)構(gòu)如圖3—6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(jìn)至與在壓板9的靜止摩擦

18、片7接觸后，在摩擦力作用下簽桿2一面前進(jìn)，一面自轉(zhuǎn)，此時(shí)簽桿的外露在輸送機(jī)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。</p><p><b>　　4、擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p><b>　　四、執(zhí)行方案</b></p><p>　　根據(jù)上述，我已經(jīng)分析了a,b兩個(gè)方案的

19、各構(gòu)件的功能特點(diǎn)?，F(xiàn)在對(duì)它們進(jìn)行最佳組合。如圖</p><p><b>　　方案a</b></p><p>　　1——漏斗狀簽箱 2、4——輸送機(jī)構(gòu) 3——簽桿 5——凸輪機(jī)構(gòu) </p><p>　　6——正壓機(jī)構(gòu) 7——底座 8——不完全齒輪 9——滾輪</p><p><b>　　方

20、案b</b></p><p>　　1——主動(dòng)銷輪2——槽輪3——滾輪4，11——爪輪5——橡膠塊6——齒形帶</p><p>　　7——壓板8——支板9——漏斗狀簽箱10——簽桿12——卷輪</p><p><b>　　五、方案的評(píng)價(jià)</b></p><p>　　評(píng)價(jià)方案表：方案評(píng)價(jià)(1)</p>

21、<p><b>　　方案評(píng)價(jià)（2）</b></p><p>　　“＋＋”：“很好”，“＋”：“好”，“－”：“不好”。</p><p>　　顯而易見，綜上所評(píng)方案a為最佳方案。</p><p>　　六、系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理（尺寸）</p><p>　　6.1方案a的數(shù)據(jù)處理</p><p&g

22、t;　　1——漏斗狀簽箱 2、4——輸送機(jī)構(gòu) 3——簽桿 </p><p>　　5——凸輪機(jī)構(gòu) 6——正壓機(jī)構(gòu) 7——底座 8——不完全齒輪 </p><p><b>　　9——滾輪</b></p><p>　　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：卷棉機(jī)的生產(chǎn)率：60支/分鐘</p><p>　　卷棉機(jī)構(gòu)和送簽機(jī)

23、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(jī)構(gòu)：不完全齒輪的轉(zhuǎn)速3： n3=2π (rad/s)</p><p>　　送棉機(jī)構(gòu)：輸送機(jī)構(gòu)2的轉(zhuǎn)速：n1=8π(rad/s) 機(jī)構(gòu)4的轉(zhuǎn)速 n2=2π(rad/s)</p><p>　　零件尺寸設(shè)計(jì)：r1=60/πmm r2=50/πmm r3=50/πmm

24、 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(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理</p><p>　　1，2——帶輪 3，4，5，6——傳動(dòng)齒輪</p><p>　　圖6—2所示是圖2—1的俯視圖。</p><p>　　計(jì)

25、算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p>　　在前面的方案設(shè)計(jì)中已確定此次設(shè)計(jì)的減速器為齒輪傳動(dòng)，并且采用展開式傳動(dòng)。</p><p><b>　　分配原則：</b></p><p>　　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）。</p><p>　　使減速器能獲得最小的外形尺寸和重量。<

26、;/p><p>　　使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑方便。</p><p>　　選用減速器為三級(jí)傳動(dòng)，先經(jīng)過三級(jí)減速后，再經(jīng)過分流得到軋輥所需要的轉(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(dòng)齒輪設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　

27、　6.3凸輪5的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1)確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸</p><p>　　等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)規(guī)律表達(dá)式為：</p><p>　　等加速段： ()</p><p>　　等減速段： ()</p><p>　　由以上兩個(gè)表達(dá)式求得：</p>

28、;<p><b>　　()</b></p><p><b>　　()</b></p><p>　　(a+OP) =OP， (1)</p><p>　　則 OP/(OP+a)= 。 (2)</p><p>

29、;　　將(1)式分子分母同乘整理得：</p><p>　　OP(1-)=a (3)</p><p>　　由式(3)求出OP代入式(1)右邊得：</p><p>　　a+OP=A/(1-) (4)</p><p>　　在三角形AP中由正統(tǒng)定理有：</p>

30、<p><b>　　(5)</b></p><p>　　將式(4)代入式(5)中得： </p><p><b>　　(6)</b></p><p>　　用代入式(6)中得：</p><p><b>　　(7)</b></p><p>　

31、　過點(diǎn)O作O//P，則∽，再由式(2)得 ，等式(7)正是的正弦定理。將等式(6)中的展開得：</p><p>　　tan= (8)</p><p>　　由等式(8)求得 (9)</p><p>　　將代入式(9)得: (10)</p><p>　　如果在圖中所示位置的接觸點(diǎn)處的壓

32、力角正好滿足，比較式(10)和式(7)可知，直線便是在此位置時(shí)滿足式(10)以等到式成立的邊界。</p><p><b>　　(11)</b></p><p>　　將代入式(11)得：</p><p><b>　　(12)</b></p><p>　　選取凸輪機(jī)構(gòu)為滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。滾子半徑=(0

33、.1—0.5) ，取=5.4mm。</p><p><b>　　2)凸輪廓線的繪制</b></p><p>　?、龠x定角度比例尺，擺桿的角位移曲線，如圖所示，將其中的推程和回程角位移曲線橫坐標(biāo)分成若干等分。</p><p>　?、谶x定長度比例尺，作以O(shè)為圓心以O(shè)B=為半徑的基圓；以O(shè)為圓心，以O(shè)A=a為半徑作反轉(zhuǎn)后機(jī)架上擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心的圓。<

34、;/p><p>　?、圩訟點(diǎn)開始沿-方向把機(jī)架圓分成與圖中橫坐標(biāo)相應(yīng)的區(qū)間和等分，得點(diǎn)，再以為圓心，以AB=L為半徑作弧與基圓交于點(diǎn)，得線段。</p><p>　?、茏跃€段開始，分別作，使它們分別等于圖中對(duì)應(yīng)的角位移，得線段。</p><p>　?、輰Ⅻc(diǎn)連成光滑曲線，它就是所求理論輪廓線。</p><p>　?、迣?shí)際輪廓線可用前述滾子圓包絡(luò)線的方

35、法作出，如圖所示。</p><p>　　6.4成品的尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　包裝尺寸：長×寬×高 1650×810×1300 </p><p>　　重量： 150kg</p><p>　　七、速度、加速度分析</p><p><b>　　速度分析

36、圖</b></p><p><b>　　加速度分析圖</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)曲線與理論曲線有一點(diǎn)誤差，因?yàn)闄C(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)有振動(dòng)，摩擦等外界影響。而理論曲線是通過公式計(jì)算求得，是理論狀態(tài)下的曲線。</p><p><b>　　八、結(jié)束語</b></p><p>　　緊張的

37、課程設(shè)計(jì)順利結(jié)束了。在這設(shè)計(jì)過程中，我從原來對(duì)本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運(yùn)用了所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握.并且,培養(yǎng)了我查閱機(jī)械類書籍的能力,為我以后的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　機(jī)械學(xué)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(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)、

38、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)，特別是以后畢業(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)在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)不斷拓寬自己的知識(shí)面，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，一定能更好的掌握機(jī)械知識(shí)。</p><p>　　最后，非常感謝老師的關(guān)心指導(dǎo)和其他同學(xué)的幫助。</p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]牛鳴岐,王保民,王振甫.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手

39、冊(cè).重慶:重慶大學(xué)出版社,2001</p><p>　　[2]機(jī)械工程手冊(cè)電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)編. 機(jī)械工程手冊(cè)第59篇、沖壓機(jī)械化與自動(dòng)化. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1982</p><p>　　[3]王知行,劉延榮.機(jī)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.