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1、机械原理课程设计医用棉签卷棉机姓 名：班 级：机械设计081班学 号：指导老师：机械工程学院2010年6月29日目录一、原始数据与设计要求）.（二、 设计方法3）（三、 机械系统运动方案的拟定3） （四、棉卷棉机组成4 （五、各工艺动作不同方案的分析比较4）（六、最终方案运动简图）（七、传动系统设计11）（八、课程设计心得体会）（九、主要参考文献资料14）.（机械原理课程设计说明摘要：医用棉签是在进行医疗工作时不可缺少的用具，它的制过程简单但 需求量较大。本文介绍了医用棉签的制作过程，对医用棉签卷棉机的设计 方案作了详细介绍，对它的各部分组成与具体原理作了具体的分析并提出 了可行性方案。Sum
2、mary:Medical care in a job is the indispensable equipment, it is simple, but the demand is bigger. The paper introduces the production process, a medical on a roll of the medical design in detail, to its various parts and specific principles were concretely analyzed and puts forward a feasible schem
3、e.关键词 ：医用棉签 A medical医用棉卷棉机 Medical cotton roll-the uniform cotton machine 医用棉卷棉机设计方案 Medical cotton roll-the uniform design feeders一、原始数据与设计要求。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。二、设计
4、方法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。分析各工艺动作用何种机构完成工作。三、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与其工作原理如下： 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
5、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。 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）完成揪棉动作的机构，其压头一方面有压紧条棉的功能，又要使压 头在保持压紧力的状态下有向某个方向运动的可能，以完成揪棉动作； （3）采用适当的压头形式，使条棉
6、容易揪断。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。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
7、完成 自转与移动的卷棉动作。四、棉卷棉机组成应包括以下部分：（一 ） 凸轮送棉（二 ） 推杆压棉（三 ） 对滚揪棉（四 ） 漏斗送签（五）卷轮卷棉五、各工艺动作不同方案的分析比较送棉工艺动作送棉方案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，但要实现定 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。送棉方案2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。偏心轮1带动带刺构件2将棉条送进，带刺构件2运动到指定位置时，在棘爪4的引导下落入导槽3。棘爪末端受弹簧控制，起锁 紧作用，防止带刺构件逆向运动送棉方案3条状棉通
8、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。综合分析以上三种送棉方案，得出送棉方案三最为合理，故采用之。压棉工艺动作方案压棉方案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。压棉方案2图中凸轮1是主动件，推动推杆压紧条棉 4，3是弹簧在凸轮回程时推动推杆回到原位揪棉工艺动作 揪棉动作方案1该方案由两套完全对称的铰链四杆机构组成，曲柄上下两曲
9、柄同步运动。 上下剪刃分别与连杆固接。如果将曲柄与摇杆的长度设计得相差不大，剪 刃则能近似地作平面平行运动，故剪刃在剪切时刀刃垂直于轧件，使剪切 断面较为平直，剪切时刀刃的重叠量也容易保证。该方案的缺点是结构较 复杂，机构运动质量较大，动力特性不够好，故刀刃的运动速度不宜太快。揪棉方案2凸轮与推杆将棉条压紧并使之保持一定时间，此时1/4圆周凸轮1与圆盘2对滚揪断棉条。揪棉方案3 图中凸轮1是主动件，构件2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。构件5、6在凸轮带动下将条棉4压紧，并实现揪棉动作。5、6压紧后一起下沉，使条棉揪断。送签工艺动作方案 漏斗口限制签杆只
10、能一根一根地通过，再由漏斗口下的输送构件卷轮将签 杆一根一根地送走卷棉方案1签杆通过漏斗进入小齿轮 2的小孔3中，并由扣环4抱紧。小齿轮2绕大齿轮1转动，使其产生自转并沿固定槽移动。卷棉方案2签杆通过漏斗3落入带凹槽的卷轮1，卷轮转动带着签杆移动与棉条接触，卷轮继续转动带动签杆跟摩擦片接触。签杆产生自转并随卷轮移动，达到卷棉的效果。棘轮2保证签杆按要求定时落入卷轮。摆子 4给漏斗一定的振动，使签杆顺利送出卷棉方案3该方案是使签杆一边自转、一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。图a）为签杆由漏斗形签箱漏入卷轮的槽中以后，即被卷轮带离签箱，进到与静止摩擦 片接触后，在摩擦力的作用下签杆一面前进，一面自转，
11、从而签杆完成卷 棉工作。图b）是用带槽的带2分取签杆，3为静止摩擦片，因为带是挠性 体，所以下面用托板5支承，使签杆4能与摩擦片3压紧，产生摩擦面自 转。所选机构：构件万案一万案一、，丿 2 , 万案二最终方案送棉棘轮机构槽轮机构滚轮机构滚轮机构揪棉爪子滚轮四杆机构滚轮送签漏斗皮带滚槽漏斗卷棉轮、槽齿、槽摩擦片摩擦片齿轮系类要求齿轮模数齿数压力角D122020D224020D2 22020D326020D3 22020D424020六、最终方案运动简图上端凸轮与圆盘机构实现定时定量送棉。凸轮推杆机构实现压棉并保持一定时间。中间凸轮与圆盘机构实现揪棉动作。卷轮带动从漏斗送出的签杆与棉条接触 在转
12、动过程中与摩擦片接触，签杆随卷轮移动并自转，从而达到卷棉的目的七、传动系统设计上端凸轮与圆盘机构实现定时定量送棉。凸轮推杆机构实现压棉并保持一定时间。中间凸轮与圆盘机构实现揪棉动作。运输带带动从漏斗送出的签杆与棉条接触，在转动过程中与摩擦片接触, 签杆随卷轮移动并自转从而达到卷棉的目的。运动方案简图如图（七）所示:图（七）运动循环线图凸轮转角（单位：rad）01122332 n送棉机构匀速送棉休止压棉与揪棉机构压块幵始 向下匀速 运动压棉揪棉压块匀速回退休止卷棉机构休止送签卷棉机构传动比的计算根据医用卷棉机的生产能力与其运动的载荷大小，决定选用的电动的转速为no=72Or/min的Y160M1
13、-8 型号的电动机。A、送棉机构的传动比:均米用标准齿轮i n0 Z2 Z4Z6i 1ni Zi Z3 Z540 40 60 1220 20 20n i=60r/min第一级齿轮传动采用zi =20 和 Z2=40的齿轮啮合（模数m=2第二级齿轮传动采用Z3=20 和 Z4=60的齿轮啮合（模数m=2第二级齿轮传动采用Z5=20 和 Z6=40的齿轮啮合（模数m=2B、压棉与揪棉机构传动比：压棉机构的传动机构：只是在送棉机构的送棉滚轮上同轴安装一个d=40mm 的皮带轮，然后通过皮带传动，皮带的 传动比为1。揪棉机构的传动机构：与压棉机构的传动机构相似，用一与送棉滚轮同轴的一个d=30mm 的
14、皮带轮带动，传动比为 1。C、卷棉机构的传动比在揪棉滚轮上安装一个同轴的皮带轮d 1=30mm，从动轮为d2=90mm ，传动比为32 n6020 2602.1 rad/s机构尺寸的计算1、送棉的不完全滚轮：r大=25mm r小=20mm不完整的圆弧的长度为1弧度（角度为57.3 ）送棉的时间:11=57.3 7 360 =0.16s2、揪棉滚轮的尺寸:r=25mm揪断的棉块，从揪断到脱离揪棉机构t2= t1=0.16s2530mm 。3、压棉压块的尺寸：压块的最右端与揪棉滚轮之间的长度为（设想揪棉时，揪断处正好在压块的附近）4、凸轮的设计设 S1 C0Cl取边界条件:0,S0；1,S5代入（1）式中，整理得:Si0,1在1 ,2 区间内,保持 S=5mm不变，所以S2=51 ,2在2,3区间内,2,S5;3,S05、运输带轮的尺寸设计
