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1、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2530 mm，自然厚45 mm。2）签杆。医院通用签杆，直径约3 m
2、m，杆长约70 mm，卷棉部分约2025 mm。3）生产率。每分钟卷60支，每支卷取棉块长约2025 mm4）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
3、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。7）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
4、 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
5、计计算说明书一份4指导教师评阅表一份目录1.总论及设计要求51.1 简介51.2 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331.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
6、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
7、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。2.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
8、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。3.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，
9、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
10、）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
11、与摩擦片接触产生自转完成自转及移动的卷棉动作。 4.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 5.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。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
12、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。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4，3是弹簧在凸轮回程时推动推杆回到原位。优点：能实现压棉动作的间歇使后面的工序得以完成，而且时间容易控制。图5.2.2压棉方案2压棉
13、方案3通过滑块的移动来实现压棉动作。缺点：由于要有一定的间隙时间，所以还要加一个间隙转动在曲柄上，所以比较麻烦。图5.2.3压棉方案35.3揪棉揪棉方案 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。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。图5.3.1揪棉方案1揪棉方案凸轮与推杆将棉条压紧并使之保持一定时间，此时1/4圆周凸轮与圆盘对滚揪断棉条。优点：结构简单，制作较容易；控制比较方便。 图5.3.2揪棉方案2揪棉方案3棉条被压住后，揪棉刀具旋转，刀具旋转将棉条揪下，其转速要设置与压棉机构配合好。缺点：转速不容易控制。 图5.3.3揪棉方案35.4送签送签方案1漏斗口限制签杆只能一根一根地通过，再由漏斗口下的输送构件卷轮将签杆一根一根地送走。缺点：转速控制严格，且效率不高。图5.4.1送签方案1送签方案2主动轮上有槽，刚好只能容纳一个棉杆下落，上有撞针，用来
