醫(yī)用棉簽卷棉機設計機械原理課程設計 新

1、<p>　　醫(yī)用棉簽卷棉機設計機械原理課程設計</p><p><b>　　醫(yī)用棉簽卷棉機</b></p><p>　　機械原理課程設計針對某種簡單機器進行機械運動簡圖設計，包括機器功能分析、工藝動作過程確定、執(zhí)行機構選擇、機械運動方案評定、機構尺度綜合等。通過機械原理課程設計，使學生鞏固所學機械原理的知識和理論，培養(yǎng)開發(fā)創(chuàng)新機械的能力，實現(xiàn)用圖解法進行機構

2、的分析計算的基本要求，達到借助計算機對機構進行解析法分析，完成機械運動方案和機構設計。</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，壓棉機構，楸棉機構，送簽機構，卷棉機構以及電動機組成。</p><p

3、>　　選擇送棉機構時考慮到棉花很軟，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，可用帶刺構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聯(lián)接，以實現(xiàn)間隙送進的功能。</p><p>　　一、課題設計背景及功能描述</p><p>　　

4、隨著科學技術和工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，機械產(chǎn)品種類日益增多，自動化程度愈來愈高。這就要求設計者除綜合應用各類典型機構的作用外，還要根據(jù)使用要求和功能分析，設計出結構簡單、制造方便、性能優(yōu)良、工作可靠、適用性強的機械系統(tǒng)。</p><p>　　機械原理課程設計是機械原理教學中的一個重要環(huán)節(jié)，是機械類各專業(yè)學生在機械原理課程學習后進行的全面、系統(tǒng)、深入的實踐性教學，培養(yǎng)學生機械系統(tǒng)運動方案設計、創(chuàng)新設計及應用計算機進行機

5、構分析和工程設計的能力。它是針對某種簡單機器進行機械運動簡圖設計，包括機器功能分析、工藝動作過程確定、執(zhí)行機構選擇、機械運動方案評定、機構尺度綜合等。通過機械原理課程設計，使學生鞏固所學機械原理的知識和理論，培養(yǎng)開發(fā)創(chuàng)新機械的能力，實現(xiàn)用圖解法進行機構的分析計算的基本要求，達到借助計算機對機構進行解析法分析，完成機械運動方案和機構設計。</p><p>　　具體來說，就是根據(jù)給定機械的工作要求，確定機械的工作原理

6、，擬定工藝動作和執(zhí)行構件的運動形式，繪制工作循環(huán)圖；選擇原動機的類型和主要參數(shù)，并進行執(zhí)行機構的選型與組合，設計該機械系統(tǒng)的幾種運動方案，對各種運動方案進行分析、比較和選擇；對選定的運動方案中的各執(zhí)行機構進行運動分析與綜合，確定其運動參數(shù)。</p><p><b>　　二、總圖</b></p><p><b>　　三、擬定方案</b></p

7、><p><b>　　1、送料機構</b></p><p><b>　　方案a:槽輪機構</b></p><p><b>　　圖3—1</b></p><p>　　1——主動銷輪 2——從動槽輪 3，4——滾輪 5——棉條 </p><p&

8、gt;　　方案a所采用的送棉機構是如圖3—1所示的槽輪機構。其主要由槽輪1—2和滾輪3—4的串聯(lián)而成，當主動銷輪1由傳動機構相連而作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動時，當圓柱銷未進入徑向槽時，槽輪因鎖住而靜止；當圓銷進入徑向槽時，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</p><

9、;p>　　1——不完全齒輪 2——棉條 3——滾輪</p><p>　　方案b所采用送棉機構是如圖3—2所示的不完全齒輪機構。其主要由不完全齒輪和一個滾輪串聯(lián)而成。 當不完全齒輪由傳動機構而作等速順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動時，當?shù)谝幻洱X還未到達棉條時，棉條因無摩擦力而不能向前送進；而當?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。當主動不完

10、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。</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>

11、<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><p><b>　　2、楸棉機構</b></p><p><b>　　方案a: 凸輪機構</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所采用的楸棉機構如圖3—3所示。其主要由主動凸輪、彈簧、沖壓板、刀具和底座組成。當主動凸輪隨傳動機構作等速順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動時，推動構件3，使之往下運動進而壓住棉條，由于構件3剛好與刀具5相切，從而完成壓棉、楸棉的動作。當主動凸輪轉(zhuǎn)到回程時，構件3沒有推力，受到彈簧2的彈力回到原處。與此同時送棉機構將棉條送到構件3下，以此來完成下一

13、次的壓楸棉的動作。</p><p>　　安裝刀具5和緩沖機構的好處：</p><p>　　比較鋒利的刀具在構件3和下面的緩沖機構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</b></p><p>　　1、4——爪輪 2—

14、—棉條 3——橡膠塊</p><p>　　方案b所采用的楸棉機構如圖3—4所示。其主要由兩個爪輪串聯(lián)而成。當主動爪輪1由傳動機構作順時針等速轉(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（圖3—1所示）的配合，因為沒有它的壓緊力，本機構就不能完成該功能。 </p><p&

15、gt;<b>　　3、卷棉機構</b></p><p><b>　　方案a:</b></p><p>　　1——漏斗狀簽箱 2、4——輸送機構 3——簽桿 5、8——條棉 6——導棉槽 7——靜止摩擦片</p><p>　　方案a所采用的卷棉機構如圖3—5所示。起主要由主動輸送機構、漏斗狀簽箱和導

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件2和4同步將簽桿送入到導棉槽，進至與在導棉槽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)，此時簽桿的外露在輸送機構4外的頭部（約長25mm）與導棉槽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——輸送機構 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 所采用的卷棉機構如圖3—6所示。起主要由卷輪、漏斗狀簽箱、送棉機構、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，一面自轉(zhuǎn)，此時簽桿的外露在輸送機構4外的頭部（約長25mm）與導棉槽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、擬定運動循環(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兩個方案的

19、各構件的功能特點?，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 2、4——輸送機構 3——簽桿 5——凸輪機構 </p><p>　　6——正壓機構 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、方案的評價</b></p><p>　　評價方案表：方案評價(1)</p>

21、<p><b>　　方案評價（2）</b></p><p>　　“＋＋”：“很好”，“＋”：“好”，“－”：“不好”。</p><p>　　顯而易見，綜上所評方案a為最佳方案。</p><p>　　六、系統(tǒng)設計數(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——輸送機構 3——簽桿 </p><p>　　5——凸輪機構 6——正壓機構 7——底座 8——不完全齒輪 </p><p><b>　　9——滾輪</b></p><p>　　設計數(shù)據(jù)如下：卷棉機的生產(chǎn)率：60支/分鐘</p><p>　　卷棉機構和送簽機

23、構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：不完全齒輪的轉(zhuǎn)速3： n3=2π (rad/s)</p><p>　　送棉機構：輸送機構2的轉(zhuǎn)速：n1=8π(rad/s) 機構4的轉(zhuǎn)速 n2=2π(rad/s)</p><p>　　零件尺寸設計：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傳動機構的尺寸設計及數(shù)據(jù)處理</p><p>　　1，2——帶輪 3，4，5，6——傳動齒輪</p><p>　　圖6—2所示是圖2—1的俯視圖。</p><p>　　計

25、算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比</p><p>　　在前面的方案設計中已確定此次設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。<

26、;/p><p>　　使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑方便。</p><p>　　選用減速器為三級傳動，先經(jīng)過三級減速后，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>　　傳動齒輪設計：</b></p><p><b>　

27、　6.3凸輪5的設計</b></p><p>　　1)確定凸輪機構的基本尺寸</p><p>　　等加速等減速運動規(guī)律的運動規(guī)律表達式為：</p><p>　　等加速段： ()</p><p>　　等減速段： ()</p><p>　　由以上兩個表達式求得：</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>　　選取凸輪機構為滾子從動件凸輪機構。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分成若干等分。</p><p>　?、谶x定長度比例尺，作以O為圓心以OB=為半徑的基圓；以O為圓心，以OA=a為半徑作反轉(zhuǎn)后機架上擺桿轉(zhuǎn)動中心的圓。<

34、;/p><p>　　③自A點開始沿-方向把機架圓分成與圖中橫坐標相應的區(qū)間和等分，得點，再以為圓心，以AB=L為半徑作弧與基圓交于點，得線段。</p><p>　?、茏跃€段開始，分別作，使它們分別等于圖中對應的角位移，得線段。</p><p>　?、輰Ⅻc連成光滑曲線，它就是所求理論輪廓線。</p><p>　?、迣嶋H輪廓線可用前述滾子圓包絡線的方

35、法作出，如圖所示。</p><p>　　6.4成品的尺寸設計</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>　　機構實際運動曲線與理論曲線有一點誤差，因為機構實際運動時有振動，摩擦等外界影響。而理論曲線是通過公式計算求得，是理論狀態(tài)下的曲線。</p><p><b>　　八、結束語</b></p><p>　　緊張的

37、課程設計順利結束了。在這設計過程中，我從原來對本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運用了所學的機械基礎知識，加深了對專業(yè)知識的理解和掌握.并且,培養(yǎng)了我查閱機械類書籍的能力,為我以后的學習打下了扎實的基礎。</p><p>　　機械學作為一門傳統(tǒng)的基礎學科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機械學與電子電氣、液壓等多種學科，聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強。相信我們工科學生在進行了認識實習、金工實習、生產(chǎn)實習、

38、課程設計、畢業(yè)實習，特別是以后畢業(yè)設計對整個大學階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學習中會不斷拓寬自己的知識面，結合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機械知識。</p><p>　　最后，非常感謝老師的關心指導和其他同學的幫助。</p><p><b>　　九、參考文獻</b></p><p>　　[1]牛鳴岐,王保民,王振甫.機械原理課程設計手

39、冊.重慶:重慶大學出版社,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)大學理論力學教研組編.理論力學（第五版）. 北京：高等教育出版社.