洁公司两面针集团山鹰纸业为龙头的旅游牙刷制造业原材料供应业和纸箱包装配套业。在中国牙刷行业属于劳动密集型产业，在国民经济行业分类中，属口腔清洁用品。其特点是资金投入大。由于牙刷是塑料产品，需要空间容积较大的原材料半成品产成品等车间或仓库，故需征用定规模的土地，新建成片的厂房。同时，还需购进多种配套的生产设备，据了解，条生产流水线最低投入需多万。科技含量低。由于牙刷是劳动密集型产品，科技含量低，仅生产牙刷，就有配料注塑注胶植毛入盒包装等十多道工序，且从业要求不高，其劳动密集度高于服装玩具等产业。回报周期长。由于牙刷是民用生活必需品，价廉物美，其正常零售价每支不足元，且毛利率仅为左右。同时，牙刷耐磨耐用，使用周期长，故虽有需求市场，但需求量不大。资源浪费高。由于牙刷高速双色牙刷植毛机机械结构设计是次性消费品，特别是其原材料为聚本乙烯聚丙烯等化工原料，对资源的依赖和消费程度较大。同时，其废品回收价值低，且回收成本高。牙刷至世纪方出现，至世纪才广泛流行。年杜邦化工推出以合成纤维多数是尼龙代替动物鬃毛的牙刷，第支以尼龙纱线作刷毛的牙刷于该年月日上市。年月，根据勒梅尔森麻省理工发明指数，牙刷获选为美国人生活不可或缺的发明第位，击败了汽车个人电脑手提电话和微波炉。在欧洲，牙刷是由英国皮匠爱迪斯于年在伦敦首先发明的。在此之前，欧洲人用布擦洗牙齿，爱迪斯认为用布擦牙效率太低，而且擦不干净，他把鬃毛缚在骨头上，刷牙效果很好，从此改进了欧洲人的刷牙工具，爱迪斯创立的公司至今仍在生产牙刷。欧洲的植毛牙刷于年首先出现于法国。从年开始德国才正式制造牙刷，后来传到美洲。美国于年由拉拜塞夫公司用橡胶加硫法制造牙刷柄知道年才被淘汰，后来又用赛璐珞制造牙刷柄，又经过段时间，则多用注入法制造牙刷柄了。年出现了尼龙丝，年就用以代替天然鬓来制造牙刷，因为尼龙丝具有粗细均匀，光滑牢固和容易保持清洁的优点，所以现在国内外大多用尼龙丝来制造牙刷了。在国外，牙刷机器比较先进，生产工序中的植毛磨毛平毛可以通过连续完成，人工只需要参与次就行了，可以大大减少人工的参与，而且可以减少工序之间半成品的流动运输与周转，这样可以提高生产效率。因为半成品不需要流动运输，所以占据的厂房空间也就相对变小，质量也较高，工作环境噪声也很小。本课题的立题依据牙刷是我们日常生活中离不开的口腔卫生工具，在调查问卷中，有的人坚持早晚刷牙。每天早上起床后第件事就是刷牙，睡觉前的最后件事也是刷牙。在如今的生活中，刷牙不再仅仅为了口腔卫生，还能提高个人的个人形象。以前的牙刷机是利用人工进行生产，如今面对庞大的人群和用量，这种效率很低，我国牙刷生产现状劳动密集型，工艺流程中每道工序之间是相互的，每道工序之间都存在半成品要人工上料和下料的问题，且每道工序之间半成品流动运输周转都导致生产效率低同时半成品占据厂房空间大，质量不稳定工人劳动强大工作环境噪声橡塑气味都影响工人身体健康。，所以要通过设计制造先进的牙刷制造装备来改善上述的落后状况和追赶超越先进国家。本课题在消高速双色牙刷植毛机机械结构设计化吸收原来工艺及设备的基础上，针对企业需求，对原来工艺及设备进行总体优化改进。以提高产品质量，减轻劳动强度，提高生产效率。设计的植毛机则大大的减轻了员工的负担，工效比原来的人工操作提高了倍，日完成量达支牙刷，极大地满足了市场的需求。综上所述，选择高速双色牙刷植毛机机械结构设计这个题目。本课题研究的内容牙刷生产工艺流程刷柄注塑注胶切毛植毛平毛磨毛包装。其中植毛是关键，从手串，到简单机械植毛，至今天的高速多色植毛，本植毛机要求植两种颜色，生产率孔分钟支分钟，设计刷柄自动装夹方向自动运行机构自动分毛机构送毛机构。高速双色牙刷植毛机机械结构设计第二章植毛机的工作原理全自动牙刷植毛机是具备检测控制报警人机对话等系列功能，它的工作效率比半自动植毛机提高了倍，日完成量达万支牙刷，很好地满足了市场的需求，取得了非常好的经济效益。设计的全自动牙刷植毛机主要由部组成植毛机构，高精度方向运动平台和单片微机控制系统。图高速双色牙刷植毛机机械结构设计植毛机构它主要完成刷丝传送铝片传送铝片剪切刷丝与铝片合成植入刷板等等动作。它的工作原理是启动主轴电机，带动了主轴旋转，安装在主轴上的只互成定角度的凸轮进行启动。第凸轮驱动为换向装置，它带动拉毛梭芯在梭壳中来回进行拉丝，从而可以不断的将牙刷丝送入植毛嘴中与此同时，另凸轮来带动送铝片机构，可以将铝片送入切片刀盒此时连杆机构带动刀片切出的薄片，并与梭芯拉入的刷丝起送入植毛嘴中，由步进电机来进行驱动的装有刷板的工作台移到植毛嘴下，将束刷丝连同铝片植入当前刷板孔中，完成了次循环。运动平台这是套很高精度的两轴定位系统，它主要是完成牙刷取板，刷板定位，方向移位，牙刷进行出板等系列动作。因此，这部分精度如何影响到整机性能及牙刷植毛质量，要求运动平稳移位速度快到位精度高。通常刷板孔径在左右，要能准确地将毛丝及铝片植入刷板每孔中心，给运动平台提出了较高要求。其设计原理是由微电脑控制步进电机，来驱动轴与轴，而轴和轴采用定制精密滚珠丝杠。工作台的平移运动，由轴运动基座加装导杆，并在导杆上安装立线轴承，以消除晃动及步距误差，夹板装置安装固定在运动平台上，由电磁气动阀完成刷板的夹紧及弹出。单片微机控制系统该部分是全自动植毛机的心脏，它所完成的工作主要包括个方面协调整机工作状态，检测各个控制环节，包括轴零位轴零位板仓空毛色重毛移位等的检测。控制各支路动作，包括轴步进电机正反送丝末滚送丝末送铝片运动分析计算在植毛机的运动中，通过凸轮及连杆机构来实现送铝片，大致过程如下首先通过电机的转动来带动第根轴的转动，由轴上的凸轮的转动来带动滚子的转动，而滚子是连杆机构的部分，通过固定轴的转动和连杆的形状来表现出送铝片的运动，从而达到设计的要求。传动路程电动机小带轮大带轮轴凸轮滚子连杆机构送铝片由上面可知，小带轮的直径，大带轮的直径由公式则有所以轴上面转速和大带轮样，为则凸轮的半径，故凸轮的线速度凸初滚子的线速度凸初滚，则滚子的角速度滚滚滚经设计，滚子圆心和轴的圆心距离。由可知螺纹杆与两中心的夹角为轴中心与螺纹杆的距离高速双色牙刷植毛机机械结构设计图在初始状态时，则有杆初滚则有杆初高速双色牙刷植毛机机械结构设计图在末端时，如图所示，推杆与两中心直线之间的夹角为螺纹杆与中心直线的夹角为杆末滚则有杆末在通过机构传到送铝片的时候结构如图。，则有铝片初杆初算出铝片初同理铝片末杆末算出铝片末铝片切断运动分析计算如图，这是在铝片切断时候的初始状态。高速双色牙刷植毛机机械结构设计图此时，滚子的速度与两中心直线的夹角为两中心的距离，切断杆的速度与两中心的夹角为，之间的距离。则有切断杆初滚高速双色牙刷植毛机机械结构设计得出切断杆初在末端时，如图所示，滚子的速度与两中心直线的夹角为两中心的距离，切断杆的速度与两中心的夹角为，之间的距离。图高速双色牙刷植毛机机械结构设计则有切断杆末滚得出切断杆末送丝凸轮的设计计算送丝凸轮的基本尺寸根据设计的植毛机机构，确定凸轮的基圆半径，推杆滚子半径为，其次是要选择推杆的运动规律，植毛机凸轮的工作条件是高速轻载，应选用和较小的运动规律，以保证推杆运动的平稳性和工作精度。推程转角和回程角分别为和远休止段半径为，转角近休止段半径为，转角，根据机械原理书表可得，对送丝凸轮的运动规律可选用正弦加速度运动规律，回程运动规律可选用五次多项式运动规律。送丝凸轮的理论轮廓对于对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，凸轮的理论轮廓坐标中的求得，公式中，位移应分段计算推程阶段，远休止阶段高速双色牙刷植毛机机械结构设计，回程阶段，近休止阶段，送丝凸轮的工作轮廓由机械原理公式得其中推程段，远休止阶段，高速双色牙刷植毛机机械结构设计回程阶段，近休止段，最后利用来进行绘画，凸轮的轮廓曲线如图图高速双色牙刷植毛机机械结构设计本章小结本章对植毛机进行了总体方案的设计和选择，确定了植毛机的结构形式，并对植毛机的原理进行了详细的介绍。对些重要的零件的选择和轴的校核进行了必要的计算，对些机构的传动和速度进行了计算，并对送丝凸轮进行了设计，根据植毛机送丝的要求进行了凸轮机构分析，用解析法进行了必要的计算，得出工作轮廓和理论轮廓的方程。高速双色牙刷植毛机机械结构设计第六章植毛机控制系统牙刷植毛机数控系统工作原理及其总结构设计牙刷植毛机是以单片机及为整个系统的控制核心，驱动两轴做插补运动的数控机床系统。整套系统中包含电源变压器单片机系统三菱键盘及液晶显示屏步进电机及其驱动器高精度方向运动平台控制软件等。在牙刷植毛机数控系统设计中，我们采用的是模块化设计方法，把整个系统分解为若干个具有相对功能的子系统，形成不同的功能模块，以提高产品的开发速度，快速响应市场需求同时希望提高产品的质量性能并降低成本。牙刷植毛机数控系统总模块设计如图所示牙刷植毛机数控系统硬件系统单片机控制模块输入输出模块控制模块伺服控制模块单片机控制程序模块控制程序模块软件系统键盘输入模块液晶显示模块各功能模块子程序主程序控制模块加工程序编辑子程序液晶显示子程序通信子程序插补运算子程序伺服控制子程序图高速双色牙刷植