医用棉签卷棉机设计方案与分析

第五组辽东学院机械原理课程设计说明书设计题目：医用棉签卷棉机设计方案与分析学院：机电学院系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名:起止日期:2011年07月12日~2011年07月22日指导教师:医用棉签卷棉机设计方案与分析2机械原理课程设计任务书1.课程论文（设计）的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：设计题目：医用棉签卷棉机设计方案与分析医院用棉签日耗量很大，为了提高工效采用卷棉机代替手工卷制棉签。棉签卷制过程可以仿照手工方式进行动作分解，亦可另行构想动作过程。按手工方式进行动作分解后得到：1）送棉。将条状棉通过机构作定时适量送入。2）揪棉。将条状棉压(卷)紧并揪棉，使之揪下定长的条棉。3）送签。将签杆送至导棉槽上方与定长条棉接触。4）卷棉。鉴杆自转并沿导棉槽移动完成卷棉动作。技术参数和设计要求：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20～25mm4）卷棉签机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷出的棉签松紧适度。设计方案提示：1）送棉可采用两滚轮压紧棉条、对滚送进，送进方式可采用间歇运动，以实现定时定量送棉。2）揪棉时应采用压棉和揪棉两个动作，压棉可采用凸轮机构推动推杆压紧棉条，为使自动调整压紧力中间可加一弹簧。揪棉可采用对滚爪轮在转动中揪断棉条。3）送签可采用漏斗口均匀送出签杆，为避免签杆卡在漏斗口，可将漏斗作一定振动。4）卷棉可将签杆送至导棉槽，并使签杆产生自转并移动而产生卷棉，如采用带槽的塑料带通过挠性传动来实现。设计任务：1）根据工艺动作要求拟定运动循环图。2）进行送棉、揪棉、送签、卷棉四个机构的选型，实现上述4个动作的配合。3）机械运动方案的评定和选择。4）根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。5）画出机械运动方案简图(机械运动示意图)。6）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算。医用棉签卷棉机设计方案与分析37）画出机械运动方案简图、运动循环图和传动方案图；8）完成设计计算说明书一份。2.对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：（1）机械运动方案简图、运动循环图和传动方案图一张（A2图幅）；（2）设计计算说明书一份（包括电子文档）。3.课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容时间12011年07月12日~2011年07月12日布置设计任务、查阅资料、熟悉题目1天22011年07月13日~2011年07月14日方案设计、分析2天32011年07月15日~2011年07月21日尺寸综合、上机分析、绘图5天42011年07月22日~2011年07月22日整理说明书、图纸1天52011年07月23日~2011年07月23日文件上交、答辩1天医用棉签卷棉机设计方案与分析4辽东学院机械原理课程设计资料名称医用棉签卷棉机设计方案与分析学院机电学院系别机械工程系班级姓名指导教师成绩材料目录序号名称1课程设计任务书一份2机械运动方案简图、运动循环图和传动方案图一张3设计计算说明书一份4指导教师评阅表一份医用棉签卷棉机设计方案与分析5目录1.总论及设计要求....................................................61.1简介........................................................61.2原始数据及设计要求..........................................62.工作原理以及工艺动作流程图........................................73.机械系统运动方案的拟定............................................83.1送棉.........................................................83.2揪棉.........................................................83.3送签.........................................................83.4卷棉.........................................................84.卷棉机应包括以下部分.............................................105.各工艺动作不同方案的分析比较.....................................115.1送棉........................................................115.2压棉........................................................125.3揪棉........................................................145.4送签........................................................165.5卷棉........................................................176.最终方案运动简图.................................................207.机构路线传动图...................................................218.圆周式机构运动循环图.............................................229.电动机的选择.....................................................2310.凸轮的设计......................................................2411.卷棉机的优点及缺点..............................................32心得体会...........................................................33参考文献...........................................................33医用棉签卷棉机设计方案与分析61.总论及设计要求1.1简介全自动棉签机是按照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、表面光洁、外形均匀、棉头与棒体缠绕牢固，产品完全达到国家要求标准，该机可根据不同用途的棉签，电子控制调节棉头大小满足各种使用要求。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。本设备适用范围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,然后按照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。4）卷棉签机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷出的棉签松紧适度。医用棉签卷棉机设计方案与分析72.工作原理以及工艺动作流程图医用棉签卷棉机系统定量送棉压（夹）棉、楸棉送签卷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，其压头对条棉有一定的压力，并且将压力保持一定的时间，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。采用适当的压头形式，使棉条容易楸断，楸断后自行落入导棉槽中。机构能调整压紧力。使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。医用棉签卷棉机设计方案与分析83.机械系统运动方案的拟定为达到其工艺动作要求，采用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。输送的对象是柔软的棉花，如果采用直线送进方式，则送棉机构必须有持棉和直线、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，要把棉条压住；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须有以下几个功能：（1）完成压棉动作的机构，其压头对条棉有一定的压力，并且要将压力保持一定的时间，使楸棉时，压头下的条棉不致滑移；（2）采用适当的压头形式，使条棉容易揪断。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，采用一漏斗均匀送出签杆，为防止漏斗内签杆相互挤卡住，所以可适当使漏斗振动，或用其它方法使漏斗内签杆获得松动的机会，从而使签杆能顺利地漏出漏斗口。3.4卷棉将签杆送至导棉槽中与棉块相遇时，签杆随即作自转，将棉块卷上签杆；或医用棉签卷棉机设计方案与分析9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，且有一定的压紧力，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。医用棉签卷棉机设计方案与分析104.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)卷轮卷棉医用棉签卷棉机设计方案与分析115.各工艺动作不同方案的分析比较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，必须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。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。医用棉签卷棉机设计方案与分析12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。图5.1.3送棉方案3优点：结构简单，比较容易制造；而且，控制比较方便，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一定时间。医用棉签卷棉机设计方案与分析13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