医用卷棉机机械系统的设计方案.ppt

医用卷棉机的机械系统设计方案 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。 设计思路—机构分解 1．送棉 2．揪棉 3．送签 4．卷棉 工作周期图 可用机构选用 ----实现卷棉（压棉）机构 可用机构选用 ---- 实现进棉机构 卷棉机的运动系统机构选型 设计方案1 设计方案2 设计方案3 工作状态动画 爆炸动画 机壳设计 运动流程 送棉机构设计 揪棉机构设计 送签机构设计 卷棉机构设计 将签杆送至导棉槽中与棉块相遇时，签杆随即做自转，将棉块卷上签杆；或是签杆一边自转、一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。 卷棉机构设计 图5为签杆2有漏斗的形签箱漏入卷轮3的材中以后，即被抡3带离签箱，进到与静止摩擦片4接触后，在摩擦力作用下签杆一面前进，一面自转，此时签杆外露在卷轮外的头部（约长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。图6是用带槽的带3分取签杆，5为静止摩擦片，因为带是扰性体，所以下面用托板7支承，使签杆能与板5压紧，产生摩擦而自转。 PS 在设计方案的过程中，我们发现此机构的执行元件较多，要联系起各执行元件必然要采用很多机构，因此执行元件的传动机构采用齿轮传动及双曲柄传动（此设计共采用齿轮20余个）。由于齿轮间为高副，在adams下分析速度较慢，因此运动的分析大多是在solidworks（cosmos）下完成，但是solidworks的高副分析能力较弱，因此造型时采用最简单也是最经济的一种方案 1、结构较为紧凑、简单，生产成本低；2、执行原件间运动关系看齿轮来完成，稳定性好；3 间歇运动机构采用不完全齿轮，可靠性高，条件适应性强（由于此机械的加工材料为棉花，会有棉絮产生，因此对机械的条件适应性有一定要求）4 加工的过程为流水线式加工，一旦工件出现问题，查找及维修较容易。5 执行原件多为低副，噪音较小。6 具有良好的扩充性，如加装气动或PLC后，可以使原件间传动的关系更为简便 7 自动化程度高 全过程完全不需要有人参与 8 整个运动过程中没有速度加速度突变，原件使用寿命较高9 体积小 缺点及解决 1、由于四杆机构，机械效率较低2、不完全齿轮在工作的时候小轮会有一定的震动，尽管采用了变位修正（具体尺寸可参照上面尺寸设计的表格），但小轮磨损仍可能较快，因此加工的时候应采用特殊热处理工艺3 .四杆机构的使用是系统不够紧凑，体积上比第一种方案大 当用户对系统的工作效率要求较高时，可采用齿轮齿条机构代替四杆机构作为卷棉机构。 在允许成本有一定提高的情况下，可以将进棉条机构采用步进电机控制齿轮齿条机构，可以获得更好的机械性能。 整列机构 * * 可实现任意运动规律 可具有自锁性 传动平稳 有急回特性 其他特征 较低 高 高 高 承载能力 一般 低 较高 一般 机械效率 简单 简单 简单 一般 简单性 取决于凸轮形状 好 好 平衡困难 动力性能 行程小，调节困难 可调 可任意调整 行程大小取决于曲柄尺寸，可调 行程大小及可调程度 较高 一般 高 高 运动速度 凸轮机构 螺旋机构 齿轮齿条机构 曲柄滑块机构 性能特点 有较大冲击，只能用于低速轻载场合。 结构简单，制造容易，工作可靠，设计时运动静止时间可在较大范围内变化。 不完全齿轮机构 有较大的冲击和噪声，运动精度较差。 结构简单，制造方便，运动可靠，转动角度可以调节。 棘轮机构 存在少许柔性冲击。 结构简单，外形尺寸小机械效率高，传动平稳。 槽轮机构 缺 点 优 点 机构类型 4 螺旋机构 齿轮齿条机构 移动凸轮机构 曲柄滑块机构 卷棉 2 移动凸轮轮机构 曲柄滑块机构 压棉 3 齿轮齿条传动 链条传动 双曲柄机构 棉条进给2 3 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 棉条进给1 方案数 系统 械 机 子功能 将上述