新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計,新型,衛(wèi)生,筷子,總體方案,傳動,機構(gòu),設(shè)計 CAD舊底圖總號A3:297x420簽 字日 期繪 圖借(通)用件登記底圖總號HT標(biāo)記設(shè) 計共 張S圖 樣 標(biāo) 記重 量 比 例湘湘湘湘湘湘湘湘處數(shù)更改文件號簽 字日 期標(biāo)準(zhǔn)化校 對審 核工 藝日 期批 準(zhǔn)第 張1:1江楚豪KZH搖把KZH-039890815214418R 70-0.021O80-0.020R 90-0.023 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文 題 目：新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院： 興湘學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： 2010963013 姓 名： 江楚豪 指導(dǎo)教師： 唐新姿 完成日期： 2014年5月19日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 論文（設(shè)計）題目： 新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計 學(xué)號： 2010963013 姓名： 江楚豪 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師： 唐新姿 系主任： 劉柏希 一、主要內(nèi)容及基本要求 衛(wèi)生筷子盒能定期消毒清洗，滿足餐飲用具衛(wèi)生要求，適合于食堂、餐館等大型用餐場合，也適合于家庭小型用餐場合。目前市場現(xiàn)有產(chǎn)品中存在諸多問題，新型衛(wèi)生筷子盒要求能解決現(xiàn)存問題，針對產(chǎn)品功能進行合理化設(shè)計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準(zhǔn)確出一雙筷子等功能；要求結(jié)構(gòu)簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應(yīng)用價值。 本課題的主要研究內(nèi)容為：對新型衛(wèi)生筷子盒進行總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計。 總體方案設(shè)計部分主要內(nèi)容為：根據(jù)產(chǎn)品功能要求，對機構(gòu)原理進行方案設(shè)計與各部分結(jié)構(gòu)初步設(shè)計。 傳動機構(gòu)部分主要研究內(nèi)容為：對所采用的傳動機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算。 基本要求為：以某型衛(wèi)生筷子盒為設(shè)計計算實例，提交三維原理圖與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)總裝配圖，傳動機構(gòu)零件圖，畢業(yè)論文。 二、重點研究的問題 根據(jù)產(chǎn)品功能要求，對機構(gòu)原理進行方案分析與選擇，各部分結(jié)構(gòu)初步設(shè)計，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能總裝圖設(shè)計，是本課題重點研究的問題。 三、進度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 資料收集 3.17 2 畢業(yè)設(shè)計開題 3.17~3.20 3 方案確定 3.22 4 設(shè)計計算 4.15 5 畢業(yè)設(shè)計中期檢查 4.15~4.20 6 三維建模及性能分析 5.5 7 完善設(shè)計、翻譯及論文撰寫 5.25 8 畢業(yè)答辯 5.30~6.10 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 參考文獻 [1] 潘存云，唐進元.機械原理[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2011：41-69． [2] 濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2006：22-36. [3] 王先逵.機械制造工藝學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013：230-248. [4] 王湘江，何哲明.機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].長沙：中南大學(xué)出版社，201176-82. [5] 童秉樞，吳志軍，李學(xué)志，馮涓.機械CAD技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008：131-163. [6] 姜勇，趙云偉，盧圣春.機械制圖基礎(chǔ)培訓(xùn)教程[M].北京：人民郵電出版社，2010：1-200. [7] 婁建國.機械研究與應(yīng)用[J].按最佳傳動角的曲柄滑塊機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計.2003：8-11. [8] 趙又紅，周知進.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo).[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2012：24-27. [9] 熊詩波，黃長藝.機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012：99-124. [10] 閻邦椿.機械設(shè)計手冊（第5版）第2卷[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010：35-65. 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表 學(xué)號 2010963013 姓名 江楚豪 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 新型衛(wèi)生筷子盒總體方案及其傳動機構(gòu)設(shè)計 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。 論文 （設(shè)計）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴謹合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該生在做畢業(yè)設(shè)計以來，一直都比較認真，積極，每周的會議也都按時到會，并且能按照要求按時按量完成任務(wù)，設(shè)計中的問題也都能積極解決， 并且設(shè)計方案新穎，想法創(chuàng)新，設(shè)計的新型衛(wèi)生筷子盒與生產(chǎn)、科研、社 會等實際相結(jié)合，基本達到了該畢業(yè)設(shè)計的要求，完成了該畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。 評閱人： 2010年5月 日 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計）鑒定意見 學(xué)號： 2010963013 姓名： 江楚豪 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 59 頁 圖 表 4 張 論文（設(shè)計）題目： 新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計 內(nèi)容提要： 衛(wèi)生筷子盒能定期消毒清洗，滿足餐飲用具衛(wèi)生要求，適合于食堂、餐館等大型用餐場合，也適合于家庭小型用餐場合。目前市場現(xiàn)有產(chǎn)品中存在諸多問題，新型衛(wèi)生筷子盒要求能解決現(xiàn)存問題，針對產(chǎn)品功能進行合理化設(shè)計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準(zhǔn)確出一雙筷子等功能；要求結(jié)構(gòu)簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應(yīng)用價值。 本課題的主要研究內(nèi)容為：對新型衛(wèi)生筷子盒進行總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計。 總體方案設(shè)計部分主要內(nèi)容為：根據(jù)產(chǎn)品功能要求，對機構(gòu)原理進行方案設(shè)計與各部分結(jié)構(gòu)初步設(shè)計。 傳動機構(gòu)主要研究內(nèi)容為：根據(jù)產(chǎn)品功能要求，對機構(gòu)原理進行方案設(shè)計與個部分結(jié)構(gòu)初步設(shè)計。 基本要求為：以某新型衛(wèi)生筷子盒為設(shè)計計算實例，提交三維原理圖與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)總裝配圖，傳動機構(gòu)零件圖，畢業(yè)論文。 指導(dǎo)教師評語 該生在畢業(yè)設(shè)計期間認真積極，態(tài)度端正，每周都按時參加會議，其畢業(yè)論文新型衛(wèi)生筷子盒的總體方案設(shè)計思路正確，在一些設(shè)計中用到了很多不同的方法方式去進行比較，基本達到了論文要求，但論文整體水平還有改進的地方。 同意其參加答辯，建議成績評定為 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績評定為 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 經(jīng)答辯委員會討論，同意該畢業(yè)論文（設(shè)計）成績評定為 答辯委員會主任： 年 月 日 目錄 一、引言......................................................................................................................11 1.1課題背景與意義............................................................................................11 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀............................................................................................11 1.3課題研究內(nèi)容................................................................................................12 1.4本章小結(jié)........................................................................................................12 2、 總體方案設(shè)計......................................................................................................13 2.1初步方案設(shè)計與選擇....................................................................................13 一、設(shè)計方案1...................................................................................................13 （一）儲筷機構(gòu)的設(shè)計........................................................................................13 （二）分筷機構(gòu)設(shè)計............................................................................................13 （三）運輸機構(gòu)的設(shè)計........................................................................................14 二、設(shè)計方案2...................................................................................................15 （一）儲筷盒和筷槽的配合設(shè)計........................................................................16 （二）箱體（底座）和紫外線燈管槽的設(shè)計....................................................16 （三）傳動機構(gòu)的設(shè)計........................................................................................16 2.2產(chǎn)品主要零部件設(shè)計....................................................................................16 2.3新型衛(wèi)生筷子盒總體裝配............................................................................18 3、 傳動機構(gòu)設(shè)計......................................................................................................22 3.1 傳動機構(gòu)比較與分析...................................................................................22 一、齒輪傳動......................................................................................................22 二、帶傳動..........................................................................................................22 三、鏈傳動..........................................................................................................22 四、渦輪蝸桿傳動..............................................................................................23 3.2傳動機構(gòu)的選擇與詳細設(shè)計........................................................................23 3.2.1 曲柄滑塊傳動機構(gòu)設(shè)計............................................................................23 （一）轉(zhuǎn)輪的設(shè)計與尺寸....................................................................................24 （二）搖把的設(shè)計與尺寸....................................................................................25 （三）轉(zhuǎn)輪擋圈的設(shè)計與尺寸............................................................................25 （四）螺栓的設(shè)計與尺寸....................................................................................26 （五）連桿的設(shè)計與尺寸....................................................................................27 （六）滑塊的設(shè)計與尺寸....................................................................................27 3.3傳動機構(gòu)的設(shè)計計算....................................................................................28 （一）連桿長度與筷子長度的配合計算............................................................28 （二）傳動機構(gòu)強度計算....................................................................................29 4、 總結(jié).....................................................................................................................30 5、 參考文獻.............................................................................................................31 6、 致謝.....................................................................................................................32 7、 英文翻譯.............................................................................................................33 新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計 摘要：目前市場現(xiàn)有產(chǎn)品中存在諸多問題，新型衛(wèi)生筷子盒要求能解決現(xiàn)存問題，針對產(chǎn)品功能進行合理化設(shè)計，要求結(jié)構(gòu)簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應(yīng)用價值。 該論文介紹了新型衛(wèi)生筷子盒的設(shè)計。論文中的新型衛(wèi)生筷子盒能夠通過曲柄滑塊機構(gòu)做為傳動機構(gòu)，一次準(zhǔn)確出一雙筷子，并能夠通過紫外線燈管進行對筷子的消毒。在該新型筷子盒的設(shè)計中，傳動機構(gòu)的設(shè)計是難點之一，起初選擇的傳動機構(gòu)是帶傳動，但此傳動機構(gòu)會很占筷子盒體積，且使筷子盒功能的實現(xiàn)變得更加復(fù)雜，因此，通過比較選用曲柄滑塊作為傳動機構(gòu)。此種新型衛(wèi)生筷子盒設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，造價成本較低，各個模塊方便拆解，是一種健康，方便，衛(wèi)生的新型筷子盒。 關(guān)鍵詞 ：衛(wèi)生筷子盒；曲柄滑塊；紫外線燈 0 The overall program design and transmission of the new health chopsticks box Abstract: At present ,the existing products currently on the market have many problems, the new health chopsticks box required to solve the existing problems, to rationalize the design features for the product, requiring a simple structure to avoid the cost of expensive; each module easy to disassemble, to achieve mass production, easy to spread. Thus, the subject has a good theoretical and engineering application. A new health chopsticks box design is introduced in this thesis. A new health chopsticks box can be used as the transmission mechanism through slider-crank mechanism, once a pair of chopsticks and accurate, and can be sterilized chopsticks by UV lamp. In the novel design chopstick case, the design of the drive mechanism is one of the difficulties, the drive mechanism is initially selected tape drive, but the drive mechanism will be the volume of the cartridge representing chopsticks and chopstick case so achieve more complex functionality, Thus, by comparing the selection of a slider-crank drive mechanism. Such a simple box design structure new health chopsticks have low cost, and it is easy to disassemble each module.So it is a healthy, convenient, new chopsticks box hygiene. Keywords: Health chopsticks box; crank slider; ultraviolet light  第一章 引言 1.1 課題背景與意義 衛(wèi)生筷子盒能定期消毒清洗，滿足餐飲用具衛(wèi)生要求，適合于食堂、餐館等大型用餐場合，也使用與家庭小型用餐場合。目前市場現(xiàn)有產(chǎn)品存在諸多問題，新型衛(wèi)生筷子盒要求能解決現(xiàn)存問題，針對產(chǎn)品功能進行合理化設(shè)計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準(zhǔn)確出一雙筷子等功能；要求結(jié)構(gòu)簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應(yīng)用價值。 現(xiàn)實生活中，大部分中國家庭吃飯時都是用筷子的，而筷子衛(wèi)生存在很大的健康隱患，如果長期使用不衛(wèi)生的筷子，就容易染上消化道疾病，如肝炎、痢疾、急性胃腸炎等。而現(xiàn)在人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫目曜雍兄?，大多?shù)是塑料制品，結(jié)構(gòu)簡單、功能單一，顯得既不環(huán)保又不衛(wèi)生。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 羅格率先引進來自德國的Nicoler空間消毒技術(shù)[6]，開創(chuàng)性的將空間消毒的概念引入餐具消毒領(lǐng)域。由于整個過程一直處于持續(xù)、不間斷的滅菌狀態(tài)，不僅能夠徹底殺滅餐具上的乙肝病菌(芽胞)、金黃色葡萄球菌及大腸桿菌等細菌，經(jīng)處理后的潔凈空氣能快速的循環(huán)流動，從而達到對餐具所處的整個環(huán)境持續(xù)凈化。 在傳動設(shè)備方面，曲柄滑塊作為機械設(shè)備中一種常見的傳動機構(gòu)，它由于具有結(jié)構(gòu)簡單，運動規(guī)律明確，可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動和直線運動之間的變換，并且具有急回運動等優(yōu)點，使其在機械工程設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。 目前，國內(nèi)外對曲柄滑塊機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計及運動仿真研究有關(guān)課題的研究也不少。其中，婁建國[8]，采用幾何解析方法設(shè)計偏置曲柄滑塊機構(gòu)，在滿足給定的滑塊行程和行程速比系數(shù)的前提下，借助計算機進行尋優(yōu)設(shè)計，從而方便地求得具有最佳傳動角的曲柄滑塊機構(gòu)。劉菊蓉、王旭飛[9]，運用MATLAB及其中的SIMULINK模塊，對給出行程H，行程速比系數(shù)K和許用角[γ]進行設(shè)計分析。設(shè)計結(jié)果不但滿足現(xiàn)代機械設(shè)計的要求，設(shè)計過程編程簡單，而且得到曲柄在任意位置對應(yīng)的其它參數(shù)。陳杰平，姚智華[11]，借助于功能強大的分析仿真軟件，實現(xiàn)了機構(gòu)性能分析和動態(tài)仿真，降低分析的難度，有效提高設(shè)計的工作效率、產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量，降低開發(fā)成本。 該新型衛(wèi)生筷子盒的傳動機構(gòu)的選擇是通過選用各種傳動機構(gòu)來進行比較，最終選定的的曲柄滑塊機構(gòu)，該傳動機構(gòu)具有機型小，運行平穩(wěn)，可靠性高等特點，是新型衛(wèi)生筷子盒體積更小，取筷更方便。 1.3 課題研究內(nèi)容 本課題的主要研究內(nèi)容為：對新型衛(wèi)生筷子盒進行總體方案與傳動機構(gòu)設(shè)計。 總體方案設(shè)計部分主要內(nèi)容為：根據(jù)產(chǎn)品功能要求，對機構(gòu)原理進行方案設(shè)計與各部分結(jié)構(gòu)初步設(shè)計。 傳動機構(gòu)部分主要研究內(nèi)容為：對所采用的傳動機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算。 1.4 本章小結(jié) 衛(wèi)生筷子盒能定期消毒清洗，滿足餐飲用具衛(wèi)生要求，適合于食堂、餐館等大型用餐場合，也適合于家庭小型用餐場合。目前市場現(xiàn)有產(chǎn)品中存在諸多問題，新型衛(wèi)生筷子盒要求能解決現(xiàn)存問題，針對產(chǎn)品功能進行合理化設(shè)計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準(zhǔn)確出一雙筷子等功能；要求結(jié)構(gòu)簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應(yīng)用價值。 第二章 總體方案設(shè)計 設(shè)計目的與要求：新型衛(wèi)生筷子盒能解決現(xiàn)存問題，針對產(chǎn)品功能進行合理化設(shè)計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準(zhǔn)確出一雙筷子等功能；結(jié)構(gòu)簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，易于推廣。 2.1 初步方案設(shè)計與選擇 一、設(shè)計方案1： （一）儲筷機構(gòu)的設(shè)計： 將筷子采用橫放式，保證一把筷子能一根一根落下去，而不至于被堵在出筷口，在設(shè)計中我們起初設(shè)計了如圖2.1所示的儲筷機構(gòu)。 圖2.1 儲筷機構(gòu) （二）分筷機構(gòu)設(shè)計： 此機構(gòu)主要由一根不銹鋼軸和兩個鏈輪組成，如圖2.2所示。利用鏈輪上所具有的特殊齒形，使每個齒槽內(nèi)只能容納一根筷子，這樣就能把一把筷子經(jīng)過兩個鏈輪的分撥作用，使筷子分成一根一根的的下落至運輸機構(gòu)。 圖2.2 分筷機構(gòu) （三）運輸機構(gòu)的設(shè)計： 在此機構(gòu)中，我們想到有許多機構(gòu)可以實現(xiàn)，比如有帶傳動，鏈傳動，蝸輪蝸桿傳動等。由于鏈傳動在傳動中有一定的動載荷和沖擊，傳動平穩(wěn)性差，因此我們不考慮。而蝸輪蝸桿在嚙合處的相對滑動，發(fā)熱量大，效率低，且渦輪造價高，我們考慮到成本以及傳動中有相對滑動現(xiàn)象，也因此不采用此種運輸方法。經(jīng)過一些對比，我們最終考慮使用齒輪傳動和帶傳動兩種傳動相結(jié)合的方式來完成筷子的運輸工作。齒輪傳動中傳遞力大，效率高，且壽命長，工作平穩(wěn)，可靠性高，能保證恒定的傳動比，能傳遞成任意夾角兩軸間傳動。而帶傳動它屬于繞行傳動，傳動平穩(wěn)，噪聲小，可緩沖吸震。帶傳動允許較大的中心距，結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護較方便，且成本低廉，在帶的選擇上，我們采用同步帶。同步帶無相對滑動，傳動比穩(wěn)定，帶薄而輕，強力層強度高，適用于高速傳動，帶的柔性好，可用直徑較小的帶輪，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動比，傳動效率高，同步帶初拉力小，軸和軸承上所受的載荷小，因此，我們選用之。此運輸機構(gòu)如圖2.3所示。 圖2.3 運輸機構(gòu) 缺點：在對設(shè)計方案一的后續(xù)設(shè)計中，我們發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案一中的分筷機構(gòu)和運輸機構(gòu)的設(shè)計是多余的，會使新型衛(wèi)生筷子盒的整體體積變得過于龐大，且對于新型衛(wèi)生筷子盒取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準(zhǔn)確出一雙筷子等功能的實現(xiàn)變得太復(fù)雜和冗余，過度復(fù)雜化了新型衛(wèi)生筷子盒的設(shè)計，不符合我們新型衛(wèi)生筷子盒結(jié)構(gòu)簡單，造價成本低，各個模塊方便拆解，且不消耗大量電的設(shè)計理念，因此我們設(shè)計出了第二套方案。 2、 設(shè)計方案2： （1） 儲筷盒和筷槽的配合設(shè)計： 作為新型衛(wèi)生筷子盒來說，首先該筷子盒要有儲存足量筷子的功能，為了實現(xiàn)這一功能，我們設(shè)計了一個儲筷盒，該儲筷盒能儲存足量的筷子，滿足顧客的需求。儲筷盒為透明有機材料制成，擱置在箱體上，因此箱體也可稱為底座。當(dāng)筷子被放入儲筷盒后，通過儲筷盒底部的斜面，筷子能通過出筷口順利滑落至筷槽。而儲筷盒的出筷子口剛好能容納兩根筷子通過，中間有隔板隔開，隔板兩邊各自出一支筷子，則一次能準(zhǔn)確地同時出一雙筷子。筷槽被設(shè)計在底座上，筷槽中間也設(shè)計有隔板，剛好與儲筷盒的出筷口相對應(yīng)。該配合設(shè)計如圖2.4所示。 4 3 2 1 1，筷槽 2，筷槽隔板 3，儲筷盒隔板 4，儲筷盒 圖2.4 儲筷盒和筷槽的配合設(shè)計圖 （二）箱體（底座）和紫外線燈管槽的設(shè)計： 箱體（底座）上設(shè)置有3個紫外線燈管槽，分別位于筷槽的兩邊和筷槽的左端，燈管槽可以放置紫外線燈，抽出放置在箱體上的儲筷盒后便可進行安裝和更換燈管，非常方便。在筷子從儲筷盒下落以及筷子從筷槽推出的過程中，紫外線燈可以對筷子進行全方位的消毒。實現(xiàn)了新型衛(wèi)生筷子盒的自動消毒的功能，還實現(xiàn)了筷子盒的模塊化。箱體（底座）和紫外線燈管槽的設(shè)計圖會在下面產(chǎn)品主要零部件說明中有所展示。 （三）傳動機構(gòu)的設(shè)計： 箱體（底座）設(shè)計有足夠的空間放置曲柄滑塊傳動機構(gòu)，該曲柄滑塊傳動機構(gòu)由一個搖把，一個轉(zhuǎn)輪，一個連桿，一個滑塊組成，搖把搖的一端設(shè)置在箱體外面另一端與轉(zhuǎn)輪中心連接，連桿連接轉(zhuǎn)輪與滑塊，滑塊被放置在筷子槽內(nèi)，并且滑塊可以在筷子槽內(nèi)順利滑動。當(dāng)顧客搖動搖把時，搖把帶動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，通過連桿，滑塊會在筷子槽內(nèi)左右滑動，當(dāng)滑塊向右移動時，筷子槽內(nèi)的筷子會被滑塊抵出箱體，這時顧客便可順利抽出一雙筷子。由此便實現(xiàn)了該新型衛(wèi)生筷子盒一次準(zhǔn)確出一雙筷子的功能。曲柄滑塊傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意如圖2.5所示。 1 2 5 4 3 1，滑塊 2，連桿 3，轉(zhuǎn)輪 4，箱體（底座） 5，搖把 圖2.5 曲柄滑塊傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖 2.2產(chǎn)品主要零部件設(shè)計 1.箱體（底座），新型衛(wèi)生筷子盒的主要外殼，用于固定各個零件及保持筷子盒 環(huán)境的密封性。 1）紫外線燈管槽，設(shè)置在箱體上有3個燈管槽，與箱體互為一整體，方便紫外線燈管的安裝和替換。 2）筷槽，設(shè)置在箱體上，與箱體互為一整體，筷槽寬度能容納兩根筷子，中間設(shè)有一擋板隔開，兩根筷子分別能在兩道筷槽內(nèi)滑動。 3 2 1 1，箱體（底座） 2，紫外線燈管槽 3，筷槽 圖2.6 箱體（底座）和紫外線燈管槽 2，儲筷盒。 1）存放筷子的儲筷盒為透明有機玻璃材料制成，方便觀察儲筷盒內(nèi)筷子的數(shù)量一旦儲筷盒內(nèi)的筷子不能滿足顧客的需要，便可及時發(fā)現(xiàn)并向里面添加筷子，同時也可以通過紫外線對儲筷盒內(nèi)的筷子進行消毒。 2）儲筷盒與箱體分開，直接擱在箱體上，實現(xiàn)了模塊化，也方便拆解與清洗。儲筷盒內(nèi)設(shè)有擋板，因為筷子長短不一，在放長一點的筷子時可以將擋板向前滑，在放短一點的筷子時將擋板向后滑，保證筷子下落至筷槽時更加整齊。 3）儲筷盒中間設(shè)有很多隔板，隔板間的距離剛好為一根筷子的寬度，并保證筷子能順利滑下，儲筷盒底部為斜面，能使筷子順利滑下至筷槽。 1 2 3 4 1，儲筷盒盒體 2，隔板 3，擋板 4，儲筷盒盒蓋 圖2.7 儲筷盒 3，轉(zhuǎn)輪。 作為曲柄滑塊傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動機構(gòu)，轉(zhuǎn)輪能通過人力轉(zhuǎn)動搖把來帶動轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪中心設(shè)計有六個齒，這是為了在轉(zhuǎn)輪與搖把的鏈接及轉(zhuǎn)動中防止打滑，這保證轉(zhuǎn)輪能順利，不打滑的跟著搖把轉(zhuǎn)動，搖把轉(zhuǎn)動一圈，轉(zhuǎn)輪就轉(zhuǎn)動一圈，從而能帶動連桿及滑塊運動。 圖2.8 轉(zhuǎn)輪 4，連桿。 在該曲柄滑塊傳動機構(gòu)中，連桿鏈接轉(zhuǎn)輪與滑塊，當(dāng)轉(zhuǎn)輪通過搖把轉(zhuǎn)動，連桿便會被轉(zhuǎn)輪帶動，連桿一端會繞著轉(zhuǎn)輪作圓周運動，而另外與滑塊相連的一端則會推動滑塊左右運動，從而完成整個傳動。 圖2.9 連桿 5，滑塊。 滑塊，與連桿相連，通過轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動，連桿會推動滑塊在筷子槽里面左右運動，從而將筷槽內(nèi)的筷子抵出箱體，方便人們?nèi)〕觥? 圖2.10 滑塊 6，紫外線燈管。 紫外線燈管，安裝在箱體上，在筷子從儲筷盒下落至筷槽，再從筷槽被推出的這段運動過程中，對筷子進行衛(wèi)生消毒。 圖2.11 紫外線燈管 2.3新型衛(wèi)生筷子盒總體裝配 新型衛(wèi)生筷子盒體積不能過大，要盡量節(jié)省空間，不占太多地方，因此我們把箱體作為底座的形式，并且在箱體上做出筷槽和燈管槽。把儲筷盒做的大一點，這樣是為了能多放一些筷子，不用時時往里面加筷子，所以更加方便。儲筷盒擱在箱體上，儲筷盒底部的兩個斜面剛好與箱體的兩個斜面互相對應(yīng)，防止儲筷盒左右滑動，也方便儲筷盒取下清洗和消毒。在箱體內(nèi)設(shè)計有曲柄滑塊傳動機構(gòu)，在箱體的最左端，由搖把，轉(zhuǎn)輪，連桿，滑塊組成，搖把搖的一端設(shè)置在箱體外面另一端與轉(zhuǎn)輪中心連接，連桿連接轉(zhuǎn)輪與滑塊，滑塊被放置在筷子槽內(nèi)，并且滑塊可以在筷子槽內(nèi)順利滑動。當(dāng)顧客搖動搖把時，搖把帶動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，通過連桿，滑塊會在筷子槽內(nèi)左右滑動，當(dāng)滑塊向右移動時，筷子槽內(nèi)的筷子會被滑塊抵出箱體，這時顧客便可順利抽出一雙筷子。 圖2.12 新型衛(wèi)生筷子盒總體三維裝配圖 圖2.13 新型衛(wèi)生筷子盒三維剖切圖  第三章 傳動機構(gòu)設(shè)計 在新型衛(wèi)生筷子盒的設(shè)計中，傳動機構(gòu)的選擇與設(shè)計十分重要，傳動機構(gòu)，可以將動力所提供的運動的方式、方向或速度加以改變，被人們有目的地加以利用。在本設(shè)計中，傳動機構(gòu)的設(shè)計既不能太過復(fù)雜同時又要實現(xiàn)新型衛(wèi)生筷子盒的各項功能。因此，在傳動機構(gòu)的選擇上，我們經(jīng)過了各種對比，其中有齒輪傳動，帶傳動，鏈傳動和渦輪蝸桿傳動。 3.1 傳動機構(gòu)比較與分析 一、齒輪傳動 齒輪傳動是指用主、從動輪輪齒直接傳遞運動和動力的裝置。在所有的機械傳動中，齒輪傳動應(yīng)用最廣，可用來傳遞相對位置不遠的兩軸之間的運動和動力。齒輪傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。 二、帶傳動 帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據(jù)傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點，在近代機械傳動中應(yīng)用十分廣泛。摩擦型帶傳動能過載打滑、運轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動比不準(zhǔn)確（滑動率在2%以下）；同步帶傳動可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力稍差，高速運轉(zhuǎn)有噪聲。 帶傳動除用以傳遞動力外，有時也用來輸送物料、進行零件的整列等。 （1） 優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用維護方便、 有良好的撓性和彈性、過載打滑。 （2）缺點：瞬時傳動比不準(zhǔn)確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、效率低。 因此，帶傳動常適用于大中心距、中小功率、帶速v =5～25m/s，i≤7的情況。 3、 鏈傳動 鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。其特點與帶傳動相比，鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；需要的張緊力小，作用于軸的壓力也小，可減少軸承的摩擦損失；結(jié)構(gòu)緊湊；能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。 與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造和安裝精度要求較低；中心距較大時其傳動結(jié)構(gòu)簡單。瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數(shù)，因此傳動平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。 鏈傳動平均傳動比準(zhǔn)確,傳動效率高，軸間距離適應(yīng)范圍較大，能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用；但鏈傳動一般只能用作平行軸間傳動，且其瞬時傳動比波動，傳動噪聲較大。 由于鏈節(jié)是剛性的，因而存在多邊形效應(yīng)（即運動不均勻性），這種運動特性使鏈傳動的瞬時傳動比變化并引起附加動載荷和振動，在選用鏈傳動參數(shù)時須加以考慮。鏈傳動廣泛用于交通運輸、農(nóng)業(yè)、輕工、礦山、石油化工和機床工業(yè)等。 4、 蝸輪蝸桿傳動 蝸輪蝸桿機構(gòu)常用來傳遞兩交錯軸之間的運動和動力。蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條，蝸桿又與螺桿形狀相似。其特點是： （1）可以得到很大的傳動比，比交錯軸斜齒輪機構(gòu)緊湊。 （2）兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯軸斜齒輪機構(gòu)。 （3）蝸桿傳動相當(dāng)于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、噪音很小。 （4）具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時，機構(gòu)具有自鎖性，可實現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。如在起重機械中使用的自鎖蝸桿機構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護作用。 （5）傳動效率較低，磨損較嚴重。蝸輪蝸桿嚙合傳動時，嚙合輪齒間的相對滑動速度大，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對滑動速度大使齒面磨損嚴重、發(fā)熱嚴重，為了散熱和減小磨損，常采用價格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置，因而成本較高。 （6）蝸桿軸向力較大。 蝸輪及蝸桿機構(gòu)常被用于兩軸交錯、傳動比大、傳動功率不大或間歇工作的場合。 3.2傳動機構(gòu)的選擇與詳細設(shè)計 通過綜合比較分析，最終決定采用曲柄滑塊作為新型衛(wèi)生筷子盒的傳動機構(gòu)。 3.2.1 曲柄滑塊傳動機構(gòu)設(shè)計 箱體（底座）設(shè)計有足夠的空間放置曲柄滑塊傳動機構(gòu)，該曲柄滑塊傳動機構(gòu)由一個搖把，一個轉(zhuǎn)輪，一個連桿，一個滑塊組成，搖把搖的一端設(shè)置在箱體外面另一端與轉(zhuǎn)輪中心連接，連桿連接轉(zhuǎn)輪與滑塊，滑塊被放置在筷子槽內(nèi)，并且滑塊可以在筷子槽內(nèi)順利滑動。當(dāng)顧客搖動搖把時，搖把帶動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，通過連桿，滑塊會在筷子槽內(nèi)左右滑動，當(dāng)滑塊向右移動時，筷子槽內(nèi)的筷子會被滑塊抵出箱體，這時顧客便可順利抽出一雙筷子。由此便實現(xiàn)了該新型衛(wèi)生筷子盒一次準(zhǔn)確出一雙筷子的功能。 圖3.2.1 曲柄滑塊傳動機構(gòu)三維設(shè)計圖 （一）轉(zhuǎn)輪的設(shè)計與尺寸 在該新型衛(wèi)生筷子盒的設(shè)計中，轉(zhuǎn)輪是通過人力轉(zhuǎn)動搖把來帶動轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪中心設(shè)計有六個齒，這是為了在轉(zhuǎn)輪與搖把的鏈接及轉(zhuǎn)動中防止打滑，這保證轉(zhuǎn)輪能順利，不打滑的跟著搖把轉(zhuǎn)動，搖把轉(zhuǎn)動一圈，轉(zhuǎn)輪就轉(zhuǎn)動一圈，從而能帶動連桿及滑塊運動。在轉(zhuǎn)輪上設(shè)置有2厚度毫米的擋圈槽，這樣能防止搖把在轉(zhuǎn)動過程中左右移動。 圖3.2.2 轉(zhuǎn)輪的設(shè)計與尺寸（二）搖把的設(shè)計與尺寸 搖把左端伸出箱體外，右端與轉(zhuǎn)輪中心鏈接，搖把上還設(shè)有6毫米厚的擋圈，和搖把互為一體，目的是為了限制搖把的左右方向運動。同樣在與轉(zhuǎn)輪連接處設(shè)計有六個齒，齒長為10毫米，在與轉(zhuǎn)輪的鏈接中，搖把的齒與轉(zhuǎn)輪上的齒槽相配合，保證搖把在轉(zhuǎn)動過程中能帶動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動且不打滑。 圖3.2.3 搖把的設(shè)計與尺寸 （3） 轉(zhuǎn)輪擋圈的設(shè)計與尺寸 轉(zhuǎn)輪擋圈厚度為2毫米，與轉(zhuǎn)輪上開的擋圈槽厚度剛好對應(yīng)，擋圈大圓直徑為24毫米，小圓直徑為6毫米。擋圈的作用是為了防止搖把在搖的過程中左右滑動。 圖3.2.4 轉(zhuǎn)輪擋圈的設(shè)計與尺寸（四）螺栓的設(shè)計與尺寸 六角頭螺栓M6×10，用來連接轉(zhuǎn)輪和搖把。 圖3.2.5 六角頭螺栓M6×10 六角頭螺栓M3.5×13，用來連接滑塊與連桿。 圖3.2.6 六角頭螺栓M3.5×13 （5） 連桿的設(shè)計與尺寸 連桿用來連接轉(zhuǎn)輪與滑塊，當(dāng)轉(zhuǎn)輪通過搖把轉(zhuǎn)動，連桿便會被轉(zhuǎn)輪帶動，連桿一端會繞著轉(zhuǎn)輪作圓周運動，而另外與滑塊相連的一端則會推動滑塊在筷子槽內(nèi)左右運動，從而完成整個傳動。連桿共設(shè)計有三個尺寸，形狀厚度都相同，分別為70毫米連桿，80毫米連桿和100毫米連桿。以下僅給出70毫米連桿示意圖。 圖3.2.7 連桿的設(shè)計與尺寸 （6） 滑塊的設(shè)計與尺寸 首先在滑塊的上沿處為一個光滑斜面，采用光滑過渡?？曜右话愣加写值囊欢撕图毜囊欢耍?dāng)筷槽內(nèi)落有一雙筷子時，筷子細的一端會剛好抵在滑塊的凹槽內(nèi)，在滑塊向右移動的過程中筷子粗的一端會被抵出箱體外，被人取走。當(dāng)筷槽內(nèi)落有兩雙筷子時，第一層的一雙筷子被抵出箱體，第二層的一雙筷子會隨滑塊的運動而沿滑塊光滑彎曲斜面滑動到滑塊頂部，直到第一層的一雙筷子被人取走，第二層的筷子才會掉下來被滑塊抵出。 圖3.2.8 滑塊的設(shè)計與尺寸 3.3傳動機構(gòu)的設(shè)計計算 （1） 連桿長度與筷子長度的配合計算 在日常生活中，筷子的種類多種多樣，其中筷子的長短也不相同，為了保證新型衛(wèi)生筷子盒能使用于不同長短的筷子，我們設(shè)計了不同長度的連桿，當(dāng)使用長筷子時，更換短一點的連桿，當(dāng)使用短筷子時，便更換長一點的連桿，這樣設(shè)計的目的就是為了保證使用不同長短的筷子時，筷子伸出箱體的長度既不會使筷子掉出箱體也方便客人取走。 圖3.2.9 最長連桿與最短筷子的尺寸配合示意圖 如圖3.2.9所示，假設(shè)最短筷子長度為200，已知連桿長為100，筷槽總長度為262，筷槽隔板長為172，轉(zhuǎn)輪直徑為50，如圖所示，當(dāng)連桿左端在轉(zhuǎn)輪最左端時，滑塊與筷槽內(nèi)筷子保持最遠距離，這時滑塊距離筷槽最左端距離為sin81×100—50—10=39，這時滑塊與筷子距離為262—200—39=23，因此，當(dāng)連桿最左端運動到轉(zhuǎn)輪最左端時，既虛線所示位置，滑塊在筷槽內(nèi)運動了50，因此滑塊將筷子抵出箱體的長度為50—23=27毫米。 圖3.2.10 最短連桿與最長筷子的尺寸配合示意圖 如圖3.2.10所示，假設(shè)最長筷子長為230，換取長為70的連桿時，滑塊距離筷槽最左端的距離為Sin78×70—50—10=8，這時滑塊與筷子距離262—230—8=24，因此當(dāng)連桿最左端運動到轉(zhuǎn)輪最左端時，既虛線所示位置，滑塊同樣在筷槽內(nèi)運動了50，因此滑塊將筷子抵出箱體長度為50—24=26毫米。 所以，通過計算，該新型衛(wèi)生筷子盒適用于不同長度的筷子，筷子長度不同，可以更換不同長度的連桿，這樣能保證任何種類任何長度的筷子都能伸出箱體二十幾毫米以上，這樣的長度，能保證筷子既不會掉出箱體也方便客人取走。 （2） 傳動機構(gòu)強度計算 在此新型衛(wèi)生筷子盒的設(shè)計中，傳動機構(gòu)均使用PVC材料，查得該材料密度為ρ=1385kg/m3 實體轉(zhuǎn)輪： 半徑r1=25mm=0.025m 厚度h=12mm=0.012m 體積v1=πr12h=3.14×0.0252×0.012=0.00002355m3 M1=ρv1=1385×0.00002355=0.033kg 轉(zhuǎn)輪孔半徑r2=0.007m 則v2=πr22h=3.14×0.0072×0.012=0.00000184632m3 M2=ρv2=1385×0.00000184632=0.0026kg 轉(zhuǎn)輪總質(zhì)