新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構設計,新型,衛(wèi)生,筷子,總體方案,傳動,機構,設計 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文 題 目：新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構設計 學 院： 興湘學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 2010963013 姓 名： 江楚豪 指導教師： 唐新姿 完成日期： 2014年5月19日 湘 潭 大 學 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目： 新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構設計 學號： 2010963013 姓名： 江楚豪 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 唐新姿 系主任： 劉柏希 一、主要內容及基本要求 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，針對產品功能進行合理化設計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準確出一雙筷子等功能；要求結構簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應用價值。 本課題的主要研究內容為：對新型衛(wèi)生筷子盒進行總體方案與傳動機構設計。 總體方案設計部分主要內容為：根據(jù)產品功能要求，對機構原理進行方案設計與各部分結構初步設計。 傳動機構部分主要研究內容為：對所采用的傳動機構進行結構設計與計算。 基本要求為：以某型衛(wèi)生筷子盒為設計計算實例，提交三維原理圖與產品結構總裝配圖，傳動機構零件圖，畢業(yè)論文。 二、重點研究的問題 根據(jù)產品功能要求，對機構原理進行方案分析與選擇，各部分結構初步設計，產品結構功能總裝圖設計，是本課題重點研究的問題。 三、進度安排 序號 各階段完成的內容 完成時間 1 資料收集 3.17 2 畢業(yè)設計開題 3.17~3.20 3 方案確定 3.22 4 設計計算 4.15 5 畢業(yè)設計中期檢查 4.15~4.20 6 三維建模及性能分析 5.5 7 完善設計、翻譯及論文撰寫 5.25 8 畢業(yè)答辯 5.30~6.10 四、應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：中南大學出版社，2011：41-69． [2] 濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2006：22-36. [3] 王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013：230-248. [4] 王湘江，何哲明.機械原理課程設計指導書[M].長沙：中南大學出版社，201176-82. [5] 童秉樞，吳志軍，李學志，馮涓.機械CAD技術基礎[M].北京：清華大學出版社，2008：131-163. [6] 姜勇，趙云偉，盧圣春.機械制圖基礎培訓教程[M].北京：人民郵電出版社，2010：1-200. [7] 婁建國.機械研究與應用[J].按最佳傳動角的曲柄滑塊機構的優(yōu)化設計.2003：8-11. [8] 趙又紅，周知進.機械設計課程設計指導.[M].長沙：中南大學出版社，2012：24-27. [9] 熊詩波，黃長藝.機械工程測試技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012：99-124. [10] 閻邦椿.機械設計手冊（第5版）第2卷[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010：35-65. 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）評閱表 學號 2010963013 姓名 江楚豪 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 新型衛(wèi)生筷子盒總體方案及其傳動機構設計 評價項目 評 價 內 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 2.難度、份量是否適當； 3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。 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用能力； 5.工科是否有經濟分析能力。 論文 （設計）質量 1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，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.有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該生在做畢業(yè)設計以來，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，設計中的問題也都能積極解決， 并且設計方案新穎，想法創(chuàng)新，設計的新型衛(wèi)生筷子盒與生產、科研、社 會等實際相結合，基本達到了該畢業(yè)設計的要求，完成了該畢業(yè)設計的任務。 評閱人： 2010年5月 日 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）鑒定意見 學號： 2010963013 姓名： 江楚豪 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計說明書） 59 頁 圖 表 4 張 論文（設計）題目： 新型衛(wèi)生筷子盒總體方案與傳動機構設計 內容提要： 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，針對產品功能進行合理化設計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準確出一雙筷子等功能；要求結構簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應用價值。 本課題的主要研究內容為：對新型衛(wèi)生筷子盒進行總體方案與傳動機構設計。 總體方案設計部分主要內容為：根據(jù)產品功能要求，對機構原理進行方案設計與各部分結構初步設計。 傳動機構主要研究內容為：根據(jù)產品功能要求，對機構原理進行方案設計與個部分結構初步設計。 基本要求為：以某新型衛(wèi)生筷子盒為設計計算實例，提交三維原理圖與產品結構總裝配圖，傳動機構零件圖，畢業(yè)論文。 指導教師評語 該生在畢業(yè)設計期間認真積極，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計思路正確，在一些設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 經答辯委員會討論，同意該畢業(yè)論文（設計）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國內外研究現(xiàn)狀............................................................................................11 1.3課題研究內容................................................................................................12 1.4本章小結........................................................................................................12 2、 總體方案設計......................................................................................................13 2.1初步方案設計與選擇....................................................................................13 一、設計方案1...................................................................................................13 （一）儲筷機構的設計........................................................................................13 （二）分筷機構設計............................................................................................13 （三）運輸機構的設計........................................................................................14 二、設計方案2...................................................................................................15 （一）儲筷盒和筷槽的配合設計........................................................................16 （二）箱體（底座）和紫外線燈管槽的設計....................................................16 （三）傳動機構的設計........................................................................................16 2.2產品主要零部件設計....................................................................................16 2.3新型衛(wèi)生筷子盒總體裝配............................................................................18 3、 傳動機構設計......................................................................................................22 3.1 傳動機構比較與分析...................................................................................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傳動機構的選擇與詳細設計........................................................................23 3.2.1 曲柄滑塊傳動機構設計............................................................................23 （一）轉輪的設計與尺寸....................................................................................24 （二）搖把的設計與尺寸....................................................................................25 （三）轉輪擋圈的設計與尺寸............................................................................25 （四）螺栓的設計與尺寸....................................................................................26 （五）連桿的設計與尺寸....................................................................................27 （六）滑塊的設計與尺寸....................................................................................27 3.3傳動機構的設計計算....................................................................................28 （一）連桿長度與筷子長度的配合計算............................................................28 （二）傳動機構強度計算....................................................................................29 4、 總結.....................................................................................................................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設計 摘要：目前市場現(xiàn)有產品中存在諸多問題，新型衛(wèi)生筷子盒要求能解決現(xiàn)存問題，針對產品功能進行合理化設計，要求結構簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應用價值。 該論文介紹了新型衛(wèi)生筷子盒的設計。論文中的新型衛(wèi)生筷子盒能夠通過曲柄滑塊機構做為傳動機構，一次準確出一雙筷子，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計中，傳動機構的設計是難點之一，起初選擇的傳動機構是帶傳動，但此傳動機構會很占筷子盒體積，且使筷子盒功能的實現(xiàn)變得更加復雜，因此，通過比較選用曲柄滑塊作為傳動機構。此種新型衛(wèi)生筷子盒設計結構簡單，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，針對產品功能進行合理化設計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準確出一雙筷子等功能；要求結構簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應用價值。 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)在人們日常生活中常用的筷子盒中，大多數(shù)是塑料制品，結構簡單、功能單一，顯得既不環(huán)保又不衛(wèi)生。 1.2 國內外研究現(xiàn)狀 羅格率先引進來自德國的Nicoler空間消毒技術[6]，開創(chuàng)性的將空間消毒的概念引入餐具消毒領域。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。 在傳動設備方面，曲柄滑塊作為機械設備中一種常見的傳動機構，它由于具有結構簡單，運動規(guī)律明確，可以實現(xiàn)旋轉運動和直線運動之間的變換，并且具有急回運動等優(yōu)點，使其在機械工程設備中得到廣泛的應用。 目前，國內外對曲柄滑塊機構的優(yōu)化設計及運動仿真研究有關課題的研究也不少。其中，婁建國[8]，采用幾何解析方法設計偏置曲柄滑塊機構，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)設計，從而方便地求得具有最佳傳動角的曲柄滑塊機構。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]進行設計分析。設計結果不但滿足現(xiàn)代機械設計的要求，設計過程編程簡單，而且得到曲柄在任意位置對應的其它參數(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)了機構性能分析和動態(tài)仿真，降低分析的難度，有效提高設計的工作效率、產品開發(fā)質量，降低開發(fā)成本。 該新型衛(wèi)生筷子盒的傳動機構的選擇是通過選用各種傳動機構來進行比較，最終選定的的曲柄滑塊機構，該傳動機構具有機型小，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 課題研究內容 本課題的主要研究內容為：對新型衛(wèi)生筷子盒進行總體方案與傳動機構設計。 總體方案設計部分主要內容為：根據(jù)產品功能要求，對機構原理進行方案設計與各部分結構初步設計。 傳動機構部分主要研究內容為：對所采用的傳動機構進行結構設計與強度計算。 1.4 本章小結 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，針對產品功能進行合理化設計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準確出一雙筷子等功能；要求結構簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產，易于推廣。因此，該課題具有很好的理論意義和工程應用價值。 第二章 總體方案設計 設計目的與要求：新型衛(wèi)生筷子盒能解決現(xiàn)存問題，針對產品功能進行合理化設計，實現(xiàn)避免大量電消耗、取筷子時筷子不直接與外界接觸、一次準確出一雙筷子等功能；結構簡單，避免造價成本昂貴；各個模塊方便拆解，能實現(xiàn)批量生產，易于推廣。 2.1 初步方案設計與選擇 一、設計方案1： （一）儲筷機構的設計： 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，在設計中我們起初設計了如圖2.1所示的儲筷機構。 圖2.1 儲筷機構 （二）分筷機構設計： 此機構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，使每個齒槽內只能容納一根筷子，這樣就能把一把筷子經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。 圖2.2 分筷機構 （三）運輸機構的設計： 在此機構中，我們想到有許多機構可以實現(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，結構簡單，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，傳動結構緊湊，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。此運輸機構如圖2.3所示。 圖2.3 運輸機構 缺點：在對設計方案一的后續(xù)設計中，我們發(fā)現(xiàn)設計方案一中的分筷機構和運輸機構的設計是多余的，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、一次準確出一雙筷子等功能的實現(xiàn)變得太復雜和冗余，過度復雜化了新型衛(wèi)生筷子盒的設計，不符合我們新型衛(wèi)生筷子盒結構簡單，造價成本低，各個模塊方便拆解，且不消耗大量電的設計理念，因此我們設計出了第二套方案。 2、 設計方案2： （1） 儲筷盒和筷槽的配合設計： 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，則一次能準確地同時出一雙筷子。筷槽被設計在底座上，筷槽中間也設計有隔板，剛好與儲筷盒的出筷口相對應。該配合設計如圖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計圖 （二）箱體（底座）和紫外線燈管槽的設計： 箱體（底座）上設置有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計圖會在下面產品主要零部件說明中有所展示。 （三）傳動機構的設計： 箱體（底座）設計有足夠的空間放置曲柄滑塊傳動機構，該曲柄滑塊傳動機構由一個搖把，一個轉輪，一個連桿，一個滑塊組成，搖把搖的一端設置在箱體外面另一端與轉輪中心連接，連桿連接轉輪與滑塊，滑塊被放置在筷子槽內，并且滑塊可以在筷子槽內順利滑動。當顧客搖動搖把時，搖把帶動轉輪轉動，通過連桿，滑塊會在筷子槽內左右滑動，當滑塊向右移動時，筷子槽內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)生筷子盒一次準確出一雙筷子的功能。曲柄滑塊傳動機構的結構示意如圖2.5所示。 1 2 5 4 3 1，滑塊 2，連桿 3，轉輪 4，箱體（底座） 5，搖把 圖2.5 曲柄滑塊傳動機構的結構示意圖 2.2產品主要零部件設計 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，中間設有一擋板隔開，兩根筷子分別能在兩道筷槽內滑動。 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，方便觀察儲筷盒內筷子的數(shù)量一旦儲筷盒內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。儲筷盒內設有擋板，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，轉輪。 作為曲柄滑塊傳動機構的轉動機構，轉輪能通過人力轉動搖把來帶動轉輪的轉動，轉輪中心設計有六個齒，這是為了在轉輪與搖把的鏈接及轉動中防止打滑，這保證轉輪能順利，不打滑的跟著搖把轉動，搖把轉動一圈，轉輪就轉動一圈，從而能帶動連桿及滑塊運動。 圖2.8 轉輪 4，連桿。 在該曲柄滑塊傳動機構中，連桿鏈接轉輪與滑塊，當轉輪通過搖把轉動，連桿便會被轉輪帶動，連桿一端會繞著轉輪作圓周運動，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，通過轉輪的轉動，連桿會推動滑塊在筷子槽里面左右運動，從而將筷槽內的筷子抵出箱體，方便人們取出。 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，防止儲筷盒左右滑動，也方便儲筷盒取下清洗和消毒。在箱體內設計有曲柄滑塊傳動機構，在箱體的最左端，由搖把，轉輪，連桿，滑塊組成，搖把搖的一端設置在箱體外面另一端與轉輪中心連接，連桿連接轉輪與滑塊，滑塊被放置在筷子槽內，并且滑塊可以在筷子槽內順利滑動。當顧客搖動搖把時，搖把帶動轉輪轉動，通過連桿，滑塊會在筷子槽內左右滑動，當滑塊向右移動時，筷子槽內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 傳動機構設計 在新型衛(wèi)生筷子盒的設計中，傳動機構的選擇與設計十分重要，傳動機構，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。在本設計中，傳動機構的設計既不能太過復雜同時又要實現(xiàn)新型衛(wèi)生筷子盒的各項功能。因此，在傳動機構的選擇上，我們經過了各種對比，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、結構緊湊、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備，嚙合傳動會產生噪聲。 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。帶傳動具有結構簡單、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用十分廣泛。摩擦型帶傳動能過載打滑、運轉噪聲低，但傳動比不準確（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)、結構簡單、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；結構緊湊；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構簡單。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確,傳動效率高，軸間距離適應范圍較大，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（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相當于齒輪與齒條，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。 （3）蝸桿傳動相當于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、噪音很小。 （4）具有自鎖性。當蝸桿的導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構具有自鎖性，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，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傳動機構的選擇與詳細設計 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。 3.2.1 曲柄滑塊傳動機構設計 箱體（底座）設計有足夠的空間放置曲柄滑塊傳動機構，該曲柄滑塊傳動機構由一個搖把，一個轉輪，一個連桿，一個滑塊組成，搖把搖的一端設置在箱體外面另一端與轉輪中心連接，連桿連接轉輪與滑塊，滑塊被放置在筷子槽內，并且滑塊可以在筷子槽內順利滑動。當顧客搖動搖把時，搖把帶動轉輪轉動，通過連桿，滑塊會在筷子槽內左右滑動，當滑塊向右移動時，筷子槽內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)生筷子盒一次準確出一雙筷子的功能。 圖3.2.1 曲柄滑塊傳動機構三維設計圖 （一）轉輪的設計與尺寸 在該新型衛(wèi)生筷子盒的設計中，轉輪是通過人力轉動搖把來帶動轉輪的轉動，轉輪中心設計有六個齒，這是為了在轉輪與搖把的鏈接及轉動中防止打滑，這保證轉輪能順利，不打滑的跟著搖把轉動，搖把轉動一圈，轉輪就轉動一圈，從而能帶動連桿及滑塊運動。在轉輪上設置有2厚度毫米的擋圈槽，這樣能防止搖把在轉動過程中左右移動。 圖3.2.2 轉輪的設計與尺寸（二）搖把的設計與尺寸 搖把左端伸出箱體外，右端與轉輪中心鏈接，搖把上還設有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。同樣在與轉輪連接處設計有六個齒，齒長為10毫米，在與轉輪的鏈接中，搖把的齒與轉輪上的齒槽相配合，保證搖把在轉動過程中能帶動轉輪轉動且不打滑。 圖3.2.3 搖把的設計與尺寸 （3） 轉輪擋圈的設計與尺寸 轉輪擋圈厚度為2毫米，與轉輪上開的擋圈槽厚度剛好對應，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 轉輪擋圈的設計與尺寸（四）螺栓的設計與尺寸 六角頭螺栓M6×10，用來連接轉輪和搖把。 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） 連桿的設計與尺寸 連桿用來連接轉輪與滑塊，當轉輪通過搖把轉動，連桿便會被轉輪帶動，連桿一端會繞著轉輪作圓周運動，而另外與滑塊相連的一端則會推動滑塊在筷子槽內左右運動，從而完成整個傳動。連桿共設計有三個尺寸，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 連桿的設計與尺寸 （6） 滑塊的設計與尺寸 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斂瓴蹆嚷溆幸浑p筷子時，筷子細的一端會剛好抵在滑塊的凹槽內，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。當筷槽內落有兩雙筷子時，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 滑塊的設計與尺寸 3.3傳動機構的設計計算 （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，我們設計了不同長度的連桿，當使用長筷子時，更換短一點的連桿，當使用短筷子時，便更換長一點的連桿，這樣設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，轉輪直徑為50，如圖所示，當連桿左端在轉輪最左端時，滑塊與筷槽內筷子保持最遠距離，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，當連桿最左端運動到轉輪最左端時，既虛線所示位置，滑塊在筷槽內運動了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，因此當連桿最左端運動到轉輪最左端時，既虛線所示位置，滑塊同樣在筷槽內運動了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） 傳動機構強度計算 在此新型衛(wèi)生筷子盒的設計中，傳動機構均使用PVC材料，查得該材料密度為ρ=1385kg/m3 實體轉輪： 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 轉輪總質