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河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯
系別： 城市建設(shè)
專業(yè)： 環(huán)境工程
班級： 環(huán)境031
姓名： 劉志祥
學(xué)號： 2003313131
外文出處：S.N. Mahnik et al. / Chemosphere
66 (2007) 30–37
指導(dǎo)教師評語：
簽字：
年 月 日
2、外文資料翻譯譯文
5-氟尿嘧啶、阿霉素和柔紅霉素在
醫(yī)院廢水中的去向和通過活性污泥法
的去除以及通過膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的治理
摘要：抗腫瘤藥應(yīng)用于癌癥的治療,最終通過人類排泄排入醫(yī)院廢水。 在本文研究中，維也納大學(xué)醫(yī)院腫瘤住院病房污水管中的原廢水在兩年中被檢測了98天，用以觀測5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)、阿霉素、柔紅霉素的細(xì)胞抑制作用。在下一步工作中,消除毒品的膜生物反應(yīng)系統(tǒng)被探討。此外,他們在廢水中的生命期和通過活性污泥法的消除效果，通過放射性同位素標(biāo)記的物質(zhì)來研究。在監(jiān)控期間, 濃度范圍<8.6 －124 ug/l的5-氟尿嘧啶(5-FU)和<0.26 － 1.35ug/l的阿霉素(DOX)被測定。濃度分析與通過投入產(chǎn)出模型推算出來的最低范圍相吻合。通過膜生物反應(yīng)器治理的腫瘤廢水以及在維也納大學(xué)醫(yī)院廢水分析的濃度結(jié)果都低于檢測限。通過對被放射性同位素標(biāo)記的化合物的調(diào)查顯示5-氟尿嘧啶在低于檢測限濃度下，在液相階段可以去除。但是, 高達(dá)25%的被放射性同位素標(biāo)記的等量毒品在氣相時被發(fā)現(xiàn)，只有有極少部分在固相被發(fā)現(xiàn)，這表明至少有一部分是可以用藥物降解的。如蒽90%以上在液相可以被去除。在這種情況下,吸附懸浮固體似乎是用于消除的主要方法，因為高達(dá)30%的被放射性同位素標(biāo)記的等量毒品在固相階段被檢測。
調(diào)查結(jié)果表明，我國抗癌藥物在污水處理廠，用吸附或降解法去除。
關(guān)鍵詞：蒽；5-氟尿嘧啶；醫(yī)院污水；監(jiān)測；消除；活性污泥
1.引言
在過去幾年，癌癥治療中越來越多的使用了抗癌藥物，這是一個新興的環(huán)保問題，可以預(yù)計，由于醫(yī)療制度的發(fā)展和人們對生命的更高的期望，這種抗癌藥物的消費量會日益增長。
細(xì)胞抑制屬于CMR(致癌、致突變和生殖毒性的)藥物。他們通常部分經(jīng)轉(zhuǎn)化排入醫(yī)院的污水中，部分甚至沒經(jīng)任何轉(zhuǎn)化，在藥物治療中通過病人的尿液和糞便直接排入。因此，他們被假設(shè)為和環(huán)保相關(guān)的化合物。由于醫(yī)院污水到達(dá)市政污水管網(wǎng)時到達(dá)一般未經(jīng)任何初步治理，醫(yī)院不可否認(rèn)的成為抗癌藥物釋放源的代表。在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）近80%的癌癥療法是在門診治療病房，即病人出院后用藥。隨后，藥品也直接排入市政污水管網(wǎng)。其在醫(yī)院污水中測量出的數(shù)量可作為區(qū)別疑似污染問題的重要的一個起點。尤其在德國，調(diào)查一直活躍在檢測在病人用藥后的環(huán)境中細(xì)胞抑制的命運。Steger-Hartmann等(1996年) 在污水管中的樣品中測定抗腫瘤藥中，環(huán)磷酰胺和環(huán)磷酰胺的濃度分別為146ng /l和24 ng/l，Kummerer (2000) 在一家腫瘤醫(yī)院廢水中發(fā)現(xiàn)環(huán)磷酰胺的濃度為0.006-1.9ng /l，環(huán)磷酰胺的濃度為0.02－4.5 ng/l。在城市污水處理廠的進(jìn)水口接收的環(huán)磷酰胺環(huán)磷酰胺測定的濃度為0.01－0.03 g/l，0.006-0.14 g/l，在污水處理的觀測期間，無任何明顯的減少。這些成果經(jīng)Kummerer等 (1997)調(diào)查核準(zhǔn)。這項研究中，醫(yī)院污水中測定的環(huán)磷酰胺的平均濃度為109克每升。在城市污水處理廠進(jìn)水口發(fā)現(xiàn)的濃度為6.2－8.5 g/l，污水中的濃度為6.5－9.3 g/l。
其中最常用的治療癌癥的藥物是抗癌藥物類中的5-氟尿嘧啶。 因此，它可作為一種試驗性的物質(zhì)，用以評估來自醫(yī)院的污水物質(zhì)對環(huán)境污染。1997年在奧地利(sattelberger，1999)，5-氟尿嘧啶的消耗總額為119kg，2001年在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH），5-氟尿嘧啶的消耗總額為4.74kg。這種藥物治療乳腺癌、皮膚癌、膀胱癌與肺癌，每平體表的劑量從200至1000毫克不等((Dorr 和Von Hoff，1994)。約2-35%的藥品在24小時內(nèi)經(jīng)由尿液排出。 (Diasio 和 Harris，1989； Schalhorn和Kuhl，1992； Dorr和Von Hoff，1994)。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)表明5-氟尿嘧啶由于其對人體的致癌作用至今還未給予分類(癌癥研究所，1987)。
阿霉素(DOX)、阿霉素(EPI)、柔紅霉素(DAUN)屬于蒽類。2001年，這些藥物在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的消費總額為0.25 kg。 該化合物常用于血液和固體腫瘤的治療，包括急性白血病、高檔淋巴瘤、乳腺癌、膀胱癌(Dorr 和Von Hoff, 1994)。蒽的劑量范圍為15-120毫克每平體表。約3.5％－5.7％的阿霉素(DOX)，11％的阿霉素(EPI)和13％－15％的柔紅霉素(DAUN)在24小時內(nèi)經(jīng)由尿液排出。代謝物包括有毒化合物如阿霉素醇（Doxorubicinol），柔紅霉素醇（daunorubicinol）或阿霉素醇（epirubicinol）和無毒物如7-羥基和7-脫氧苷(Dorr 和 Von Hoff，1994)。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)將阿霉素(DOX)和柔紅霉素(DAUN) 分類為第二類(包括A和B) ，2A類意味著也許可能致癌，2B類意味著很可能致癌(癌癥研究所，1987年)。
這項研究的主要目的是通過計算廢水的濃度，來確定在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）腫瘤住院病房下水道系統(tǒng)中選定的細(xì)胞抑制的濃度，監(jiān)測實際濃度，探究在膜生物反應(yīng)系統(tǒng)中物質(zhì)的消除。這項研究的另一個目的是提供一個更好的對他們在廢水中的命運的了解和通過活性污泥法將他們的消除。
圖1：5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)、阿霉素、柔紅霉的化學(xué)結(jié)構(gòu)
2. 材料和方法
2.1實驗材料
通過用放射性同位素標(biāo)記化合物進(jìn)行試驗，被[2-14C]標(biāo)記的5-氟尿嘧啶購自ARC (American RadioLabelled Chemicals Inc，St. Louis，MO)，通過〔14-14C]標(biāo)記的阿霉素鹽酸鹽購自Amersham公司(Buckinghamshire，England)?；衔锏幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 閃爍的液體最適氟是來自惠普(明言染色體、波士頓、馬)。新鮮城市污水從boku大學(xué)自然資源和應(yīng)用生命科學(xué)學(xué)院當(dāng)?shù)氐南滤乐斜槐贸槌霾⑹占絻Υ婀拗小?活性污泥取自一個被boku大學(xué)自然資源和應(yīng)用生命科學(xué)學(xué)院當(dāng)?shù)氐南滤乐械奈鬯耆葸^的序批式反應(yīng)器中。通過放射性同位素標(biāo)記藥物的測試，懸浮固體平均濃度為8–17.6 g/l。測定依據(jù)據(jù)德國指南進(jìn)行(DEV, 2003)。
3. 實驗安排
3.1 監(jiān)測在腫瘤住院病房的污水和維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的出水口
維也納大學(xué)醫(yī)院腫瘤住院病房的下水道系統(tǒng)以在超過24小時后，允許收取18位病人全額廢水(3個廁所和3個淋浴) ((Lenz等，2005)的方式進(jìn)行了改建。污水管道與中央收集系統(tǒng)分開，并連接到維也納大學(xué)醫(yī)院的技術(shù)研究所的兩個1000升的儲罐中(見圖 2)。在試驗處理廠，一膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)附屬在1000升的儲罐。該系統(tǒng)包括一個有1毫米格柵的140升攪拌池，一個150升的曝氣池、 一個超濾艙和一個儲存過濾后污水的污水池。這個生物反應(yīng)系統(tǒng)在液壓負(fù)荷100–200 l/h，即水力停留時間為20-24小時才能起作用。膜生物反應(yīng)器由曝氣池和外部的管狀超濾艙組成（MOLSEP，低谷過濾股份有限公司，德國)。曝氣池中的懸浮物濃度為11.8-15.2 g/l。超濾艙運作有polysulfonmembrane(活躍表面=1平方米，截流面=100kd)在橫流模式。
在兩年不同時間總共98天的時間內(nèi)進(jìn)行四個時段監(jiān)控(監(jiān)測1-4)。在1監(jiān)測期間，1000升的儲罐被采樣器1進(jìn)行采樣。在2-4監(jiān)測期間，廢水樣本在不同的地點采樣：把1000升的儲罐內(nèi)的污水混合15分鐘后進(jìn)行采樣(采樣器1)，在原水經(jīng)過攪拌池的格柵后進(jìn)行采樣(采樣器2)，在出水口進(jìn)行污水采樣(采樣器3)。這些樣品在進(jìn)行分析前均存放在零下20度的環(huán)境中。另外維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的原始廢水樣品在兩個不同的時間進(jìn)行采樣。在進(jìn)入市政污水排放系統(tǒng)之前，在4個采樣流出點進(jìn)行匯集樣本的采集。
圖2：維也納大學(xué)醫(yī)院設(shè)計的抽樣
3.2計算廢水濃度
為了找出監(jiān)測結(jié)果和服用劑量之間的關(guān)系，人體排泄率及服用藥物數(shù)量被用于計算在腫瘤住院病房下水道污水的最小和最大的濃度范圍(mahnik等，2003)。
3.3 測定細(xì)胞抑制的分析方法
所有廢水樣品均在5000×g的中離心10分鐘，經(jīng)過孔徑0.22 ug的無菌過濾器來清除懸浮固體。
為分析5-氟尿嘧啶，樣品的pH值 (50毫升)通過醋酸調(diào)整到4.5。固相萃取柱通過甲醇進(jìn)行預(yù)處理，水和醋酸鈉做緩沖液。5-氟尿嘧啶在8毫升的甲醇中洗脫(pH＝9)。洗脫液的溶劑通過蒸發(fā)進(jìn)行干燥，殘渣在硼砂緩沖劑的作用下被分解(pH＝9)。當(dāng)用毛細(xì)管電泳儀分析發(fā)現(xiàn)，5-氟尿嘧啶在265納米時被監(jiān)測出具有典型遷移時間21分鐘，極限量化(LOQ) 18.6 ug/l (mahnik等，2004)。
為了分析蒽，樣品的pH值通過氫氧化鈉調(diào)整到7.5。固相萃取柱(C8柱)由甲醇進(jìn)行預(yù)處理， 水、磷酸鹽和含2%牛血清白蛋白做緩沖液(BSA，w/v)。由于水中沒有顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸，我們加入了BSA，從而利用高蛋白與蒽的結(jié)合能力。藥物在1.5毫升的甲醇/三氯甲烷（1：2，體積/體積)的溶劑中洗脫。洗脫液的溶劑通過蒸發(fā)進(jìn)行干燥，殘渣在100 ug30%的乙腈，10mm70％的鉀基磷酸氫鈣緩沖液中被溶解。高效液相色譜分析使用10mm的鉀基磷酸氫鈣緩沖液和乙腈洗提液。物質(zhì)通過它們在熒光掃描后的保留時間來鑒定，通過最高值的范圍使之量化(Mahnik等，新聞)。阿霉素(EPI)和阿霉素(DOX)的LOQ為0.26 ug/l，柔紅霉素為0.29 ug/l。
3.4 一批通過放射性同位素標(biāo)記化合物的試點——廢水的命運和活性污泥法的消除
為了探究廢水的命運和活性污泥法消除實驗的效果，兩個濃度分別為5微克每升和500微克每升被[2-14C] 標(biāo)記的5-氟尿嘧啶和一個濃度為2500微克每升被[14-14C]標(biāo)記的阿霉素鹽酸鹽被用來做試驗。
上述濃度的物質(zhì)被培育在9毫升的廢水或活性污泥中24小時動力學(xué)。當(dāng)物質(zhì)被培育在活性污泥中，產(chǎn)生的二氧化碳通過1克的裝滿蘇打和石灰水的U形管被收集。為了優(yōu)化分析，蘇打石灰水為了計算被分成了三部分。把樣本用攪拌器攪拌(KS 501 D Janke和 Kunkel) 在開始時，0.5小時，1小時，3小時，4小時，6小時和24小時分別采取標(biāo)本。離心沉淀后(2分鐘，9300×g)，上層漂浮物、固體廢物和蘇打和石灰水通過閃爍計數(shù)器被計數(shù)了300次(wallac141液體閃爍計數(shù)器)。一比較，同等濃度的5-氟尿嘧啶倒在滲透水和阿霉素(DOX)倒在50%的滲透水和二甲基亞砜，體積/體積得到驗證。
4. 結(jié)果與討論
4.1. 監(jiān)測腫瘤住院病房的廢水
為了評估腫瘤住院病房下水道中抑制細(xì)胞的濃度的數(shù)量,我們對3個廢水采樣器監(jiān)測了98天。在圖3中，分析和計算了采樣器1中顯示的5-氟尿嘧啶（5-FU）和阿霉素(DOX)的濃度。樣本所有時期的結(jié)果在表1中顯示。在監(jiān)測1-4中，樣本1中5-氟尿嘧啶（5-FU）的濃度從<8.6ug/l變化到124ug/l。計濃度算結(jié)果與考慮排泄率2%成線性排列?？傮w來說，在1000升中會發(fā)現(xiàn)0.6-4.5%。
在分析時蒽廢水采樣器1 時，在濃度<0.26-1.39ug時，監(jiān)測1和3時只有阿霉素(DOX)被監(jiān)測到了。結(jié)果可以同計算考慮排泄率0.5％進(jìn)行對比(mahnik等,2003)?？傮w上管理數(shù)量的0.17-0.35%在監(jiān)測器1和3中被發(fā)現(xiàn)了。在取樣時期，EPI和DAUN僅僅偶然的或根本監(jiān)測不到。
分析采樣的污水膜生物反應(yīng)器(采樣器3)的5-氟尿嘧啶（5-FU）和阿霉素(DOX)濃度的影響低于LOD，并且還分析了混合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)(采樣器2)濃度產(chǎn)量低于LOD。
水池樣本中維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的影響的分析導(dǎo)致在觀測期內(nèi)4個樣本點濃度低于LOD。
下水道重建使腫瘤下水道選擇性樣本成為可能（見圖2）。其他醫(yī)藥資源（如廢物處置等）可以被剔除，因為根據(jù)澳大利亞知道方針抑制細(xì)胞生產(chǎn)從細(xì)胞毒素的藥物中被分類為有毒廢物（sn53510）并必須焚燒剔除。雖然化學(xué)分析的結(jié)果同計算數(shù)據(jù)成線性排列，但是下水道中的總量跟被控制的數(shù)量比卻隨著時間的變化一直減少。有下面集中可能的解釋：1、只有75％的腫瘤住院病房的廁所同儲水罐相連；2、不能確保與之相連的廁所被病人使用；3、人體排泄率差異很大；4、沒有經(jīng)過過慮吸附的廢水（24h）存儲可能發(fā)生。由于存貯過程中懸浮固體的出現(xiàn)和生產(chǎn)生物數(shù)量可以孵化、減少會成為為什么5-氟尿嘧啶（5-FU）和阿霉素(DOX)都沒有在取樣器2中發(fā)現(xiàn)的原因。樣本原料的吸附作用可以被5-氟尿嘧啶（5-FU）排除，正像Mahnik 等(2003)描述的那樣。 Ku¨mmerer (2000)計算了在醫(yī)院的影響濃度范圍從3.9到112.8ug/l，這些數(shù)據(jù)排列成跟維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）腫瘤下水道中確定濃度的范圍成相同的序列，但是，并沒有被分析所證實。Ku¨mmerer (2000)進(jìn)一步提到，在市政原廢水和在下水道治理工廠排泄物中0.04道1.13ug/l的濃度是可以預(yù)計的，因為5-氟尿嘧啶（5-FU）可以被認(rèn)為是沒有經(jīng)過剔除就直接通過處理廠的下水道。這個濃度范圍同Mahnik 等(2003)計算的維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）流出物濃度范圍類似（0.1-1.4ug/l）。
圖3：5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)的計算濃度和分析濃度
8
醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計
前言
全自動棉簽機(jī)是按照國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)自動設(shè)計和制造的一種自動化程序高、高速、高效生產(chǎn)衛(wèi)生棉簽。自動卷棉設(shè)備它填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
該機(jī)能制造棉簽，具有綜合性能強(qiáng)，棉頭飽滿、表面光潔、外形均勻、棉頭與棒體纏繞牢固，產(chǎn)品完全達(dá)到國家要求標(biāo)準(zhǔn)，該機(jī)可根據(jù)不同用途的棉簽，電子控制調(diào)節(jié)棉頭大小滿足各種使用要求。該機(jī)每小時可生產(chǎn)棉簽3600支，克服了傳統(tǒng)手工卷制效率低、棉簽頭大小不均、衛(wèi)生條件差的缺點，該機(jī)暢銷與國內(nèi)外市場。
本設(shè)備適用范圍可以用于個衛(wèi)生材料廠，也適用于棉簽用量大的大中型醫(yī)院，家庭小型企業(yè)，創(chuàng)業(yè)致富的好途徑。
我所設(shè)計的棉簽機(jī)實現(xiàn)了送棉，楸面棉，送簽和卷棉于一體的全自動化功能。
其主要設(shè)計思路來自于對手工卷棉動作分解,然后按照相應(yīng)功能的機(jī)構(gòu)部件進(jìn)行設(shè)計,對比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用槽輪機(jī)構(gòu)的間歇運動,凸輪連桿的往復(fù)運動,不完全齒輪的間歇運動,摩擦輪機(jī)構(gòu)以及減速器的定植調(diào)速比的設(shè)定.定量送料,定位傳送和摩擦壓力的設(shè)計都需要人工數(shù)據(jù)處理.利用Auto Cad軟件強(qiáng)大繪圖功能,和Word的編輯功能,把設(shè)計方案圖文并茂,栩栩如生.
目 錄
1總論及設(shè)計要求 3
1.1功能要求 3
1.2工作原理以及工藝動作流程圖 4
2傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 5
2.1擬訂傳動方案 5
2.1.1動機(jī)的選取 .................................................................................................................... ..7
3主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 8
3.1送料機(jī)構(gòu) 8
3.2楸棉機(jī)構(gòu) 10
3.3卷棉機(jī)構(gòu) 12
4機(jī)械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定 14
4.1擬定的方案 14
5方案的評價 16
5.1評價方案表 16
6系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理 18
6.1方案b的數(shù)據(jù)處理 18
6.2傳動機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理 19
6.3成品的尺寸設(shè)計 20
總結(jié) 21
致謝 .........................................................................................................................................................22
參考文獻(xiàn)..............................................................................................................................23
1總論及設(shè)計要求
1.功能要求
全自動醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)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。
卷棉機(jī)由送棉機(jī)構(gòu)，壓棉機(jī)構(gòu)，楸棉機(jī)構(gòu)，送簽機(jī)構(gòu)，卷棉機(jī)構(gòu)以及電動機(jī)組成。
選擇送棉機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)，可用帶刺構(gòu)件走直線軌跡段把棉條拉向前進(jìn)，走非直線段時從棉條中退出，但此時要將棉條壓住。我所設(shè)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(jī)構(gòu)聯(lián)接，以實現(xiàn)間隙送進(jìn)的功能。
實現(xiàn)送簽的功能是使一堆簽桿分成一根一根送至確定位置，我采用將一堆簽桿放入漏斗箱逐一的送到能產(chǎn)生一定壓緊力的構(gòu)件上，同時一邊自轉(zhuǎn)，一邊沿導(dǎo)棉槽移動完成卷棉動作。此外，壓緊機(jī)構(gòu)也有兩種方案。
2傳動方案和減速器總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
2.1擬訂傳動方案
機(jī)器一般由原動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)三部分組成如圖２－１：
1——電動機(jī) 2——聯(lián)軸器 3——減速器
２.１.1 初步選擇電機(jī)和分配各級傳動比
（一）電動機(jī)的選擇
選擇電機(jī)類型： 電動機(jī)是機(jī)器中運動和動力的來源，其種類很多，有電動機(jī)、內(nèi)機(jī)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、氣輪機(jī)、液動機(jī)等。電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護(hù)容易，一般機(jī)械上大多數(shù)是均采用電動機(jī)驅(qū)動。
電動機(jī)已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批或大量生產(chǎn)。機(jī)械設(shè)計中應(yīng)根據(jù)工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、安裝的要求及尺寸、重量有無特殊限制等條件，從產(chǎn)品目錄中選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號。
擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式。
生產(chǎn)的單位一般用三相交流電源，如無特殊的要求（如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常啟動和反轉(zhuǎn)等），通常都采用三相交流異步電動機(jī)。我國已制定了一標(biāo)準(zhǔn)的Ｙ系列是一般用途的全封閉的自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕氣體和無特殊要求的機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械食品機(jī)械等。由于Ｙ系列還具有啟動性好的優(yōu)點，因此也適合某些對啟動轉(zhuǎn)矩要求較高的機(jī)械。
三相交流異步電動機(jī)根據(jù)其額定功率和滿載轉(zhuǎn)速的不同，具有系列型號。為適應(yīng)不同的安裝需要，同一類的電動機(jī)結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各類型的電動機(jī)的參數(shù)和外型及安裝尺寸可查手冊。
選定電動機(jī)的容量：
電動機(jī)的容量選得合適與否，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電動機(jī)不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機(jī)因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機(jī)的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。
電機(jī)的容量的主要由電動機(jī)的運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。
工作機(jī)所需工作功率，應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運動參數(shù)計算得來的，可按下式計算：
其中：T——工作機(jī)的阻力矩，；
n——工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，；
傳動裝置的總效率組成傳動裝置的各部分運動副效率之積，即
其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率
按推薦的傳動比合理范圍，取一級傳動i1=20-50，二級圓柱直齒輪的傳動比i2=4-6, 三級圓柱直齒輪的傳動比i3=2-4,總的傳動范圍為40-200.
根據(jù)附Ⅱ。2選擇Y系列三相異步電動機(jī)
經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S—8型號電動機(jī)
考慮減小噪聲、振動等方面的要求時，最好選用帶傳動。當(dāng)原動機(jī)驅(qū)動主動輪時，由于帶與帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定動力。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、選價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。
圖２-２帶傳動
圖２-３鏈傳動
但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。
蝸桿傳動的傳動比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動系統(tǒng)的高速級，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸；同時，摩擦力大，發(fā)熱大。同時蝸桿傳動在嚙合處有相對滑動。當(dāng)滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴(yán)重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因而摩擦損失較大，效率低；
根據(jù)以上的分析比較，再結(jié)合要求的工作條件可以得到，在此采用帶傳動。
3主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
3.1送料機(jī)構(gòu)
方案a:槽輪機(jī)構(gòu)
1——主動銷輪 2——從動槽輪 3，4——滾輪 5——棉條
方案a所采用的送棉機(jī)構(gòu)是如圖3—1所示的槽輪機(jī)構(gòu)。其主要由槽輪1—2和滾輪3—4的串聯(lián)而成，當(dāng)主動銷輪1由傳動機(jī)構(gòu)相連而作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動時，當(dāng)圓柱銷未進(jìn)入徑向槽時，槽輪因鎖住而靜止；當(dāng)圓銷進(jìn)入徑向槽時，槽輪2在圓銷的驅(qū)動下順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)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(jìn)，完全實現(xiàn)定量，定長，并以間隙、直線送棉功能。
方案b：不完全齒輪機(jī)構(gòu)
1——不完全齒輪 2——棉條 3——滾輪
方案b所采用送棉機(jī)構(gòu)是如圖3—2所示的不完全齒輪機(jī)構(gòu)。其主要由不完全齒輪和一個滾輪串聯(lián)而成。 當(dāng)不完全齒輪由傳動機(jī)構(gòu)而作等速順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動時，當(dāng)?shù)谝幻洱X還未到達(dá)棉條時，棉條因無摩擦力而不能向前送進(jìn)；而當(dāng)?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(jìn)，直到最后一枚齒脫離滾輪，而停止送棉。當(dāng)主動不完全齒輪作連續(xù)轉(zhuǎn)動時，完全實現(xiàn)定量，定長，并以間隙、直線送棉功能。
其中不完全齒輪的外圈部分是由橡膠模具制成。
分析其原因如下：
① 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。
② 如果橡膠齒磨損，可以及時更換。
③ 橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價相比較，前者較為經(jīng)濟(jì)。
3.2楸棉機(jī)構(gòu)
方案a: 凸輪機(jī)構(gòu)
1——凸輪 2——彈簧 3——沖壓板 4——底座 5——刀具
方案a所采用的楸棉機(jī)構(gòu)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(dāng)主動凸輪隨傳動機(jī)構(gòu)作等速順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動時，推動構(gòu)件3，使之往下運動進(jìn)而壓住棉條，由于構(gòu)件3剛好與刀具5相切，從而完成壓棉、楸棉的動作。當(dāng)主動凸輪轉(zhuǎn)到回程時，構(gòu)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(jī)構(gòu)將棉條送到構(gòu)件3下，以此來完成下一次的壓楸棉的動作。
安裝刀具5和緩沖機(jī)構(gòu)的好處：
① 比較鋒利的刀具在構(gòu)件3和下面的緩沖機(jī)構(gòu)保證了棉條順利的切割。
② 切割下來的棉條完整。
方案b :爪輪機(jī)構(gòu)
1、4——爪輪 2——棉條 3——橡膠塊
方案b所采用的楸棉機(jī)構(gòu)如圖3—4所示。其主要由兩個爪輪串聯(lián)而成。當(dāng)主動爪輪1由傳動機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)（圖3——1所示）的配合，因為沒有它的壓緊力，本機(jī)構(gòu)就不能完成該功能。
3.3卷棉機(jī)構(gòu)
方案a:
1——漏斗狀簽箱 2、4——輸送機(jī)構(gòu) 3——簽桿 5、8——條棉 6——導(dǎo)棉槽 7——靜止摩擦片
方案a所采用的卷棉機(jī)構(gòu)如圖3—5所示。起主要由主動輸送機(jī)構(gòu)、漏斗狀簽箱和導(dǎo)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(gòu)件2和4同步將簽桿送入到導(dǎo)棉槽，進(jìn)至與在導(dǎo)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(jī)構(gòu)4外的頭部（約長25mm）與導(dǎo)棉槽8中的條棉相遇，使條棉卷在簽桿上。
設(shè)計要求：漏斗狀簽箱1的口寬的大小應(yīng)與簽桿的直徑差不多。這既能使簽桿逐一的通過漏斗口，又防止簽斗內(nèi)簽桿相互擠造成卡住。
方案b:
1——漏斗狀簽箱 2——簽桿 3——條棉 4——輸送機(jī)構(gòu) 5——齒行帶 6——拖板 7——靜止摩擦片 8——彈簧 9——壓板 10——卷輪
方案b 所采用的卷棉機(jī)構(gòu)如圖3—6所示。起主要由卷輪、漏斗狀簽箱、送棉機(jī)構(gòu)、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(jìn)至與在壓板9的靜止摩擦片7接觸后，在摩擦力作用下簽桿2一面前進(jìn)，一面自轉(zhuǎn)，此時簽桿的外露在輸送機(jī)構(gòu)4外的頭部（約長25mm）與導(dǎo)棉槽8中的條棉相遇，且有一定的壓緊力，使條棉卷在簽桿上。
4機(jī)械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定
4.1擬定的方案
在第三章中，我已經(jīng)分析了a,b兩個方案的各構(gòu)件的功能特點。根據(jù)形態(tài)學(xué)矩陣的分析和原理?，F(xiàn)在對它們進(jìn)行最佳組合。如圖
方案a
1——漏斗狀簽箱
2、4——輸送機(jī)構(gòu)
3——簽桿
5——凸輪機(jī)構(gòu)
6——正壓機(jī)構(gòu)
7——底座
8——不完全齒輪
9——滾輪
方案b
1——主動銷輪
2——槽輪
3——滾輪
4，11——爪輪
5——橡膠塊
6——齒形帶
7——壓板
8——支板
9——漏斗狀簽箱
10——簽桿
１２——卷輪
5方案的評價
5.1評價方案表
序號
評價項目
評價等級
評價尺度（評價分?jǐn)?shù)）
1
功能目標(biāo)完成情況
很好
好
較好
不太好
不好
10
8
5
3
0
2
工作原理的先進(jìn)性
先進(jìn)
較先進(jìn)
一般
落后
10
8
4
0
3
系統(tǒng)的工作效率
高
較高
一般
低
10
8
4
0
4
系統(tǒng)機(jī)械傳動的精度
高
較高
一般
低
10
8
4
0
5
系統(tǒng)的復(fù)雜程度
簡單
較復(fù)雜
復(fù)雜
10
5
0
6
系統(tǒng)方案的可靠性
可靠
較可靠
一般
不可靠
10
8
4
0
7
系統(tǒng)方案的新穎性
新穎
較新穎
一般
不新穎
10
8
4
0
8
系統(tǒng)方案的實用性
實用
一般
不實用
10
5
0
9
系統(tǒng)方案的經(jīng)濟(jì)成本
低
較低
高
較高
10
8
4
0
10
系統(tǒng)方案的環(huán)保問題
好
較好
不好
10
5
0
項目
方案
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
累計得分
a
5
4
8
10
5
10
8
4
4
10
58
b
8
8
8
8
10
10
8
4
8
10
72
“＋＋”：“很好”，“＋”：“好”，“－”：“不好”。
方案評價標(biāo)準(zhǔn)
方案a
方案b
成本低
+
++
便于加工
+
+
結(jié)構(gòu)簡單
-
+
便于方便
+
+
操作方便
++
++
總計
5“+”，
1個“—”
7個“+”
顯而易見，綜上所評方案B為最佳方案。
6系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理
6.1方案b的數(shù)據(jù)處理
圖6—1
1——主動銷輪 2——槽輪 3——滾輪 4，11——爪輪 5——橡膠塊
6——履帶 7——壓板 8——支板 10——簽桿
設(shè)計數(shù)據(jù)如下：
卷棉機(jī)的生產(chǎn)率：60支/分鐘
卷棉機(jī)構(gòu)和送簽機(jī)構(gòu)5的轉(zhuǎn)速：v5=0.1m/s 卷輪的轉(zhuǎn)速n=2 (rad/s)
楸棉機(jī)構(gòu)：爪輪的轉(zhuǎn)速3： n3=2π (rad/s)
送棉機(jī)構(gòu)：主動銷輪1的轉(zhuǎn)速：n1=8π(rad/s) 槽輪2 n2=2π(rad/s)
零件尺寸設(shè)計：
r1=60/πmm r2=50/πmm r3=50/πmm r5=100/πmm
履帶長600mm 壓板15cm 履帶缺口深度3mm
6.2傳動機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理
計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比
在前面的方案設(shè)計中已確定此次設(shè)計的減速器為齒輪傳動，并且采用展開式傳動。
分配原則：
1、 使各級的傳動的承載能力大致相同（齒面的接觸強(qiáng)度大致相等）。
2、 使減速器能獲得最小的外形尺寸和重量。
3、 使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑方便。
選用減速器為2級傳動，經(jīng)過2級變速后，再經(jīng)過傳動得到需要的轉(zhuǎn)速和方向，經(jīng)過綜合考慮選得：i1=28.25 i2=4 i3=π
軸名
參數(shù)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
轉(zhuǎn)速(rad/s)
輸入功率KW
710 8π 2π 2 2
2.2 2.046 1.98 1.925 1.905
傳動比
效率
28.25 4 π 1
0.93 0.97 0.97 0.99
傳動齒輪設(shè)計：
齒輪
參數(shù)
3 4 5 6
齒數(shù)
8 32 16 32
模數(shù) mm
5 5 5 5
6.3成品的尺寸設(shè)計
包裝尺寸：長×寬×高 1650×810×1300
重量： 150kg
總結(jié)
緊張的課程設(shè)計順利結(jié)束了。在這設(shè)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(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)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(jī)械類書籍的能力,為我以后的學(xué)習(xí)打下了扎實的基礎(chǔ)。
機(jī)械設(shè)計作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機(jī)械學(xué)與電子電氣、液壓等多種學(xué)科，聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強(qiáng)。相信我們工科學(xué)生在進(jìn)行了認(rèn)識實習(xí)、金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計對整個大學(xué)階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學(xué)習(xí)中會不斷拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機(jī)械知識。
最后，非常感謝張宏老師的關(guān)心指導(dǎo)和其他同學(xué)的協(xié)作！
致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行時，曾遇到重重的困難，使我深感自己所學(xué)知識的不足。從設(shè)計一開始就得到劉媛媛老師的大力支持，無私支援。在此向張宏老師表示忠心的感謝。并感謝所有給與我?guī)椭睦蠋?、同學(xué)。
由于本人水平有限，設(shè)計中難免有錯漏之處，敬請各位老師給予批評指正，不勝感謝。
本次畢業(yè)設(shè)計，既是對已學(xué)知識的綜合運用，也對一些以前沒有涉及過的知識進(jìn)行了應(yīng)用。對已學(xué)過的知識的再一次復(fù)習(xí)、綜合，對這部分內(nèi)容又一次進(jìn)行了更深刻的認(rèn)識。而另外一部分知識，通過張宏老師的指導(dǎo)和自己查閱資料，對這部分內(nèi)容有了一定的理解和認(rèn)識。這對以后走上工作崗位，進(jìn)行獨立的工作設(shè)計有很大的幫助。
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12 屆畢業(yè)設(shè)計
醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計
設(shè)計說明書
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化
班 級
指導(dǎo)教師
日 期 2012.6
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
課題名稱 醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化
班 級 12-1
指導(dǎo)教師
1.12.22
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
一、 本課題來源及研究的目的和意義
1.1課題來源
全自動棉簽機(jī)是按照國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)自動設(shè)計和制造的一種自動化程序高、 高速、高效生產(chǎn)衛(wèi)生棉簽。自動卷棉設(shè)備它填補(bǔ)了國內(nèi)空白.該機(jī)能制造棉簽， 具有綜合性能強(qiáng)，棉頭飽滿、表面光潔、外形均勻、棉頭與棒體纏繞牢固，產(chǎn)品 完全達(dá)到國家要求標(biāo)準(zhǔn)，該機(jī)可根據(jù)不同用途的棉簽，電子控制調(diào)節(jié)棉頭大小滿 足各種使用要求。該機(jī)每小時可生產(chǎn)棉簽 3600 支，克服了傳統(tǒng)手工卷制效率低、 棉簽頭大小不均、衛(wèi)生條件差的缺點。
1.2研究目的
本設(shè)備適用范圍可以用于個衛(wèi)生材料廠，也適用于棉簽用量大的大中型醫(yī) 院， 家庭小型企業(yè)， 創(chuàng)業(yè)致富的好途徑。 我所設(shè)計的棉簽機(jī)實現(xiàn)了送棉， 楸面棉， 送簽和卷棉于一體的全自動化功能。 其主要設(shè)計思路來自于對手工卷棉動作分解,然后按照相應(yīng)功能的機(jī)構(gòu)部件 進(jìn)行設(shè)計,對比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用槽輪機(jī)構(gòu)的間歇運動,凸輪連桿的 往復(fù)運動,不完全齒輪的間歇運動,摩擦輪機(jī)構(gòu)以及減速器的定植調(diào)速比的設(shè)定. 定量送料,定位傳送和摩擦壓力的設(shè)計都需要人工數(shù)據(jù)處理.
1.3研究意義
醫(yī)院應(yīng)用的棉簽日耗量很大，以往均由醫(yī)護(hù)人員在值班間歇中用手工卷制，工作量很大，擬用機(jī)器代替手工卷制棉簽。提高效率。
二、醫(yī)用卷棉機(jī)所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
2.1研究現(xiàn)狀
《中國卷棉機(jī)市場分析及競爭策略研究報告》是基于中經(jīng)先略市場咨詢中心對卷棉機(jī)市場廣泛、深入的調(diào)查，并結(jié)合國家統(tǒng)計局、商務(wù)部、工商部門、海關(guān)、行業(yè)協(xié)會等官方權(quán)威數(shù)據(jù)，由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng)專家團(tuán)隊共同完成。
2.2問題分析
主要針對卷棉機(jī)進(jìn)行市場及競爭分析，重點對競爭進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，主要包括：宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境、行業(yè)總體發(fā)展、市場運行分析、進(jìn)出口狀況、替代品發(fā)展、關(guān)聯(lián)行業(yè)發(fā)展、競爭格局、競爭策略、主要企業(yè)競爭等。
三、所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1任務(wù)要求
制作出用機(jī)器代替人工卷棉的機(jī)器，具有效率的卷棉機(jī)
3.2實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
1）根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖。
2）進(jìn)行送棉、揪棉、送簽、卷棉四個機(jī)構(gòu)的選型，實現(xiàn)上述4個動作的配合。
3）機(jī)械運動方案的評定和選擇。
4）根據(jù)選定的電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案；
5）畫出機(jī)械運動方案簡圖（機(jī)械運動示意圖）；
6）對機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計算。
四、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
4.1重點研究
本課題重點研究的是醫(yī)用卷棉機(jī)的設(shè)計問題
4.2關(guān)鍵問題
關(guān)鍵的問題在于揪棉。我們用手工方式揪棉時，首先要用兩只手的拇指和食指分別在兩處捏緊，然后相對拉扯，揪下定長的條棉。用機(jī)器實現(xiàn)這個動作時，可將條狀棉的原料端壓緊在固定面上，然后在另一端既實現(xiàn)壓緊又實現(xiàn)拉扯動作，前者稱壓棉動作，后者稱揪棉動作。實現(xiàn)這些動作的機(jī)構(gòu)必須有以下幾個功能:
(1)完成壓棉動作的機(jī)構(gòu)，其壓頭對條棉有一定的壓力，并且要將壓力保持一定的時間，使揪棉時，壓頭下的條棉不致滑移；
(2)完成揪棉動作的機(jī)構(gòu)，其壓頭一方面有壓緊條棉的功能，又要使壓頭在保持壓緊力的狀態(tài)下有向某個方向運動的可能，以完成揪棉動作；
(3)采用適當(dāng)?shù)膲侯^形式，使條棉容易揪斷；
(4)條棉厚薄不勻時，機(jī)構(gòu)能自動調(diào)整壓緊力，或者揪棉時發(fā)現(xiàn)壓緊力不夠，要能加以調(diào)節(jié)。
4.3解決的思路
設(shè)計方案上的思路可歸納為下4點：
1）送棉可采用兩滾輪壓緊棉條、對滾送進(jìn)，送進(jìn)方式可采用間歇運動，以實現(xiàn)定時定量送棉。
2）揪棉時應(yīng)采用壓棉和揪棉兩個動作，壓棉可采用凸輪機(jī)構(gòu)推動推桿壓緊棉條，為使自動調(diào)整壓緊力中間可加一彈簧。揪棉可采用對滾爪輪在轉(zhuǎn)動中揪斷棉條。
3）送簽可采用漏斗口均勻進(jìn)出簽桿，為避免簽桿卡在漏斗口，可將漏斗作一定振動。
4）卷棉可將簽桿送至導(dǎo)棉槽，并使簽桿產(chǎn)生自轉(zhuǎn)并移動而產(chǎn)生卷棉，如采用帶槽的塑料帶通過撓性傳動來實現(xiàn)。
五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
5.1工作條件
多齒輪傳動和雙曲柄傳動
5.2解決的辦法
在設(shè)計中，我們發(fā)現(xiàn)這個機(jī)構(gòu)的執(zhí)行原件比較多，要聯(lián)系各執(zhí)行原件必然要聯(lián)系很多機(jī)構(gòu)，因此執(zhí)行原件的傳動機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動和雙曲柄傳動（此設(shè)計要采用齒輪20多個），由于齒輪傳動為高副，在adame下分析較慢，因此運動的分析大多是在eolidwomke的高副分析能力較弱，因此造型的時候能采用也是最簡單最經(jīng)濟(jì)的一種方案。
六、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃
6.1工作方案
1、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求
(1)棉花：條狀脫脂棉，寬25~30 mm，自然厚4~5mm。
(2)簽桿：醫(yī)院通用簽桿，直徑約3mm，桿長約70mm，卷棉部分長約20~25mm。
(3)生產(chǎn)率：每分鐘卷60支，每支卷取棉塊長約20~25mm。
(4)卷棉簽機(jī)體積要小，重量輕，工作可靠，外形美觀，成本低，卷出的棉簽松緊適度。
工作原理及工藝動作流程圖
6.2進(jìn)度計劃
第1-2周 準(zhǔn)備階段，搜集有關(guān)資料，準(zhǔn)備參考資料。
第3-4周 請教指導(dǎo)老師，去校工廠進(jìn)行測量，比較，決定設(shè)計方案。
第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部分機(jī)構(gòu)設(shè)計、計算，畫草圖。
第7-8周 運用AutoCAD軟件，設(shè)計工作視圖。
第9-10周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價，校核，修訂
七、工藝分解與方案設(shè)計
7.1工藝分解
按照醫(yī)院用棉簽的手工卷制方法，應(yīng)有取棉、揪棉、取簽、卷棉四個動作。用機(jī)器卷制棉簽時，仿照手工方式進(jìn)行動作分解，可粗分為：定量送棉、壓(夾)棉、揪棉、送簽和卷棉等工藝動作。下面就依此工藝動作為例，介紹構(gòu)思機(jī)構(gòu)方案的過程。
1．送棉
將條狀棉通過機(jī)構(gòu)定時、適量送入壓(夾)棉、揪棉機(jī)構(gòu)。輸送的對象是柔軟的棉花，如果采用直線送進(jìn)方式，則送棉機(jī)構(gòu)必須有持棉和直線、間歇、定長送進(jìn)等功能。持棉的方式可用帶刺構(gòu)件走直線軌跡段時把棉條拉向前進(jìn)，定非直線段時從棉條中退出；也可用兩滾輪壓緊棉條、對滾送進(jìn)等方式。前者在帶刺構(gòu)件脫出時，要把棉條壓??；后者要實現(xiàn)間歇送進(jìn)，需與間歇運動機(jī)構(gòu)，如棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)或不完全齒輪機(jī)構(gòu)等連接。
2．揪棉
用手工方式揪棉時，首先要用兩只手的拇指和食指分別在兩處捏緊，然后相對拉扯，揪下定長的條棉。用機(jī)器實現(xiàn)這個動作時，可將條狀棉的原料端壓緊在固定面上，然后在另一端既實現(xiàn)壓緊又實現(xiàn)拉扯動作，前者稱壓棉動作，后者稱揪棉動作。實現(xiàn)這些動作的機(jī)構(gòu)必須有以下幾個功能:
(1)完成壓棉動作的機(jī)構(gòu)，其壓頭對條棉有一定的壓力，并且要將壓力保持一定的時間，使揪棉時，壓頭下的條棉不致滑移；
(2)完成揪棉動作的機(jī)構(gòu)，其壓頭一方面有壓緊條棉的功能，又要使壓頭在保持壓緊力的狀態(tài)下有向某個方向運動的可能，以完成揪棉動作；
(3)采用適當(dāng)?shù)膲侯^形式，使條棉容易揪斷；
(4)條棉厚薄不勻時，機(jī)構(gòu)能自動調(diào)整壓緊力，或者揪棉時發(fā)現(xiàn)壓緊力不夠，要能加以調(diào)節(jié)。
3．送簽
在揪下的棉塊落入導(dǎo)棉槽后，將簽桿送至導(dǎo)棉槽上方與棉塊接觸。要使一堆簽桿分成一根一根送至確定位置，有不少辦法，常見的方法是將一堆簽桿放入漏斗狀的簽箱1中，如圖2.40所示。由漏斗口限制簽桿2只能一根一根地通過，再由漏斗口下的輸送構(gòu)件3簽桿一根一根地送走。為防止斗內(nèi)簽桿相互擠卡住，所以可設(shè)法使漏斗振動，或用其它方法使斗內(nèi)簽桿獲得松動的機(jī)會，從而使簽桿能順利地漏出斗口。
4．卷棉
將簽桿送至導(dǎo)棉槽中與棉塊相遇時，簽桿隨即作自轉(zhuǎn)，將棉塊卷上簽桿；或使簽桿一邊自轉(zhuǎn)、一邊沿導(dǎo)棉槽移動完成卷棉動作。此動作可通過卷輪自轉(zhuǎn)并與摩擦片接觸，使簽桿產(chǎn)生自轉(zhuǎn)并移動而產(chǎn)生卷棉，此時簽桿外露在卷輪外的頭部（約25mm）與導(dǎo)棉槽中的棉花相遇，且有一定的壓緊力，從而完成卷棉動作?；蛘哂脦Р燮У膸鲃优c摩擦片接觸產(chǎn)生自轉(zhuǎn)完成自轉(zhuǎn)及移動的卷棉動作。
5．方案總成——總體布置
實現(xiàn)各工藝動作的機(jī)構(gòu)方案選定以后按照操作方便，運動鏈短，調(diào)整、維修方便，體積小，外形美觀等要求合理布置各機(jī)構(gòu)的位置，稱為總體布置。
卷棉簽機(jī)機(jī)構(gòu)布置方案：
機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)大致選取如下：槽輪機(jī)構(gòu)用單銷四槽，中心距約50 mm；輥輪直徑根據(jù)送棉長度和輥輪轉(zhuǎn)角確定，約取直徑D＝30 mm；凸輪機(jī)構(gòu)的升程，根據(jù)條棉被壓緊后的厚度再加調(diào)壓結(jié)構(gòu)裕量選取約10 mm，凸輪軸徑取d＝12mm；機(jī)構(gòu)I中爪輪的直徑根據(jù)楸棉動作的轉(zhuǎn)角和行程長度決定，建議取60 mm；取各機(jī)構(gòu)主動軸間齒輪的傳動比i＝1，m＝1~1．5mm，中心距60mm。
7.2方案設(shè)計
1．方案設(shè)計和總體布置
大體思路已如上述，某些細(xì)節(jié)和機(jī)構(gòu)的選擇尚需設(shè)計者深入構(gòu)思，分析優(yōu)缺點后確定?？傮w布置和大致尺寸確定后，也許尚有不合適的地方，需重作調(diào)整。選擇方案時要注意：
(1)傳動路線要簡短，機(jī)構(gòu)要簡單。
(2)采用的運動副形式要適當(dāng)。盡可能優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、效率較高的轉(zhuǎn)動副。
(3)傳力性能好。
(4)制造容易，裝配方便。
此外，特別要注意機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件實現(xiàn)的工藝動作是否優(yōu)質(zhì)、可靠。
2．繪制機(jī)構(gòu)總體布置簡圖和運動循環(huán)圖
為了使工藝動作協(xié)調(diào)配合，并盡可能選擇更合理的參數(shù)，必須在作機(jī)構(gòu)具體設(shè)計前，合理地規(guī)定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件開始運動、實際工作和終止運動的時間(或相應(yīng)機(jī)構(gòu)主動件的位置)，即編制機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖。
3．機(jī)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)運動循環(huán)圖確定各執(zhí)行構(gòu)件的運動規(guī)律，定出相應(yīng)機(jī)構(gòu)主動件的運動角，再根據(jù)總體布置允許的空間尺寸等條件確定某些必須由設(shè)計者確定的構(gòu)件尺寸，并設(shè)計各機(jī)構(gòu)。因為各機(jī)構(gòu)型式的選擇取決于揪棉的方式，所以應(yīng)首先確定揪棉機(jī)構(gòu)，然后再設(shè)計送棉機(jī)構(gòu)或送簽機(jī)構(gòu)、導(dǎo)棉槽和卷棉機(jī)構(gòu)。
4．運動和動力特性分析
根據(jù)設(shè)計結(jié)果，作必要的運動、動力特性分析和檢驗。
5．繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運動簡圖
八．整理說明書及完成本課題的工作方案
8.1整理說明書
設(shè)計說明書中應(yīng)包括設(shè)計題目、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求、方案設(shè)計和選擇的論證、機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖、機(jī)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的選取和計算結(jié)果(用圖解法時保留作圖輔助線，用計算機(jī)輔助設(shè)計時要有機(jī)構(gòu)運動簡圖、數(shù)學(xué)模型、標(biāo)識符說明表、計算程序框圖、打印的程序及運行結(jié)果)以及對設(shè)計結(jié)果的評述。
8.2完成本課題的工作方案：
第一：充分的利用身邊的各種資源，如：網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)、我校的圖書館中的于此設(shè)計相關(guān)的藏書、我校的數(shù)字圖書庫等。在這里面收集大量的相關(guān)文獻(xiàn)。仔細(xì)閱讀，尋找相關(guān)的知識，希望能從尋找和學(xué)習(xí)的過程中有所啟發(fā)有所感悟。
第二：要從新深入的研習(xí)相關(guān)的力學(xué)知識，要進(jìn)行計算，根據(jù)所需要的動力選擇相應(yīng)的電動機(jī)，這是我們在設(shè)計中要達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的必要手段。
第三：在遇到不懂得問題時，要積極聯(lián)系指導(dǎo)老師，虛心向指導(dǎo)老師求教不懂得問題；同時可以與相關(guān)課題的優(yōu)秀同學(xué)交流，求教。
九、卷棉機(jī)的優(yōu)點及缺點
(一)優(yōu)點: 優(yōu)點: 1.結(jié)構(gòu)較為緊湊,簡單,生產(chǎn)成本低. 2.執(zhí)行原件間運動關(guān)系看齒輪來完成,穩(wěn)定性好. 3.間歇運動機(jī)構(gòu)采用不完全齒輪,可靠性高,條件適應(yīng)性強(qiáng)(由于此機(jī)械 的加工材料為棉花,會有棉絮產(chǎn)生,因此對機(jī)械的條件適應(yīng)性有一定要求) . 4.加工的過程為流水線式加工,一旦工件出現(xiàn)問題,查找及維修較容易. 5.執(zhí)行原件多為底副,噪音較小. 6.具有良好的擴(kuò)充性,如加裝氣動或 PLC 后,可以使原件間傳動的關(guān)系更 為簡便. 7.自動化程度高,全過程完全不需要有人參與. 8.整體運動過程中沒有速度突變,原件受用壽命較高. 9.體積小.
(二)缺點: 缺點: 1.由于是四桿機(jī)構(gòu),所以機(jī)械效率較低. 2.不完全齒輪在工作的時候小輪會有一定的震動, 盡管采用了變?yōu)樾拚?(具 體尺寸可參照上面尺寸設(shè)計的表格) ,但小輪磨損仍可能較快,因此加工的時 候應(yīng)采用特殊處理工藝. 3.四桿機(jī)構(gòu)的使用是系統(tǒng)不夠緊湊,體積上比第一種方案大.
(三)解決方案: 解決方案: 1.當(dāng)用戶對系統(tǒng)的工作效率要求較高時,可采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)代替四桿機(jī) 構(gòu)作為卷棉機(jī)構(gòu). 2.在允許成本有一定提高的情況下,可以將進(jìn)棉條機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)控制 齒輪機(jī)構(gòu),可以獲得更好的機(jī)械性能.
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