自動化藥房瓶裝藥品自動分揀機構(gòu)設計畢業(yè)設計論文.pdfVIP

山東輕工業(yè)學院山東輕工業(yè)學院 自動化藥房瓶裝藥品自動分揀機構(gòu)設計 II 目目錄錄 摘要1 ABSTRACT2 第一章前言 3 1.1 課題研究背景3 1.2 本課題所在研究領域的國內(nèi)外技術現(xiàn)狀、水平與發(fā)展趨勢3 1.2.1 國外醫(yī)藥物流發(fā)展的特點與趨勢3 1.2.2 我國醫(yī)療機構(gòu)的藥品物流現(xiàn)狀及水平5 1.3 本課題主要研究的主要內(nèi)容6 第二章 瓶裝藥品自動分揀機構(gòu)設計任務8 2.1 設計任務介紹及意義8 2.2 設計任務明細 8 2.2.1 分揀機構(gòu)的功能8 2.2.2 任務要求8 2.2.3 主要設計內(nèi)容8 2.2.4 具體步驟8 第三章主要零部件的選用10 3.1 電機的選用10 3.1.1 單向齒輪減速電機選用10 3.1.2 步進電機的選用11 3.1.3 普通電機的選用11 3.2 鏈及鏈輪的選用12 III 3.3 帶及帶輪的選用13 第四章主要零部件的設計計算及校核 14 4.1 鏈輪鏈條傳動機構(gòu)設計計算14 4.2 帶輪及 V 帶傳動機構(gòu)設計計算15 4.3 軸的結(jié)構(gòu)設計計算17 4.4 深溝球軸承受力分析與計算 20 4.4.1 深溝球軸承受力分析20 4.4.2 深溝球軸承壽命的計算21 第五章結(jié)束語24 參考文獻25 致謝26 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文） ，是我個人在指導教 師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加 以標注和致謝的地方外， 不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研 究成果， 也不包含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷 而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體， 均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者簽 名：日期： 指導教師簽名：日期： 使用授權(quán)說明使用授權(quán)說明 本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論 文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電 子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制 手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠?或全部內(nèi)容。 作者簽名：日期： 2 學位論文原創(chuàng)性聲明學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研 究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文 不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 對本文的研 究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完 全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名：日期：年月日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定， 同意學校保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位 論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮 印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名：日期：年月日 導師簽名：日期：年月日 3 指導教師評閱書指導教師評閱書 指導教師評價：指導教師評價： 一、撰寫（設計）過程 1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格 4、研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格 5、完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格 二、論文（設計）質(zhì)量 1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 三、論文（設計）水平 1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格 建議成績：建議成績： 優(yōu)優(yōu) 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所選等級前的內(nèi)畫“”） 指導教師：指導教師：（簽名）單位：單位：（蓋章） 年年月月日日 4 評閱教師評閱書評閱教師評閱書 評閱教師評價：評閱教師評價： 一、論文（設計）質(zhì)量一、論文（設計）質(zhì)量 1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 二、論文（設計）水平二、論文（設計）水平 1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格 建議成績：建議成績： 優(yōu)優(yōu) 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所選等級前的內(nèi)畫“”） 評閱教師：評閱教師：（簽名）單位：單位：（蓋章） 年年月月日日 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 1 教研室（或答辯小組）及教學系意見教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價：教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程一、答辯過程 1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、對答辯問題的反應、理解、表達情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、學生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格 二、論文（設計）質(zhì)量二、論文（設計）質(zhì)量 1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 三、論文（設計）水平三、論文（設計）水平 1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格 評定成績：評定成績： 優(yōu)優(yōu) 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所選等級前的內(nèi)畫“”） 教研室主任（或答辯小組組長）：教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名） 年年月月日日 教學系意見：教學系意見： 系主任：系主任：（簽名） 年年月月日日 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 2 摘 要 藥房作為醫(yī)院的第一窗口， 代表著醫(yī)院的形象， 是患者對醫(yī)院感受比較深刻 的地方。 而傳統(tǒng)的醫(yī)院藥房醫(yī)藥分揀技術手段卻非常落后， 主要以人工作業(yè)為主， 一方面作業(yè)效率低、服務質(zhì)量差、患者等候時間長，容易引起醫(yī)患矛盾，另一方 面對醫(yī)院來說占用人員多、人工成本高、勞動強度大、容易出錯，成為醫(yī)院現(xiàn)代 化建設的瓶頸。在當前國內(nèi)各級醫(yī)院正迅速朝向現(xiàn)代化管理邁進的進程中，現(xiàn)代 物流技術在醫(yī)院藥品流通管理中的應用已成為擺在我們面前亟待解決的課題。 本課題在建設現(xiàn)代化的醫(yī)療機構(gòu)藥品物流管理體系的大目標下， 重點研究醫(yī) 院藥房藥品自動分揀技術以及相應的自動分揀設備的研發(fā)，這是實現(xiàn)現(xiàn)代化醫(yī)院 藥品物流管理的重要基礎條件之一。 研究藥品自動分揀模式在技術上的實現(xiàn)途徑， 研發(fā)相關的自動化設備。 關鍵詞： 分揀技術 分揀設備分揀模式藥品流通 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 3 ABSTRACT The first window as a hospital pharmacy, represents the image of the hospital patients to hospital, is feeling quite profound place. While the traditional hospital pharmacy medicine sorting technology is very backward, mainly artificially homework assignments give priority to, on the one hand, low efficiency and service quality is poor, patients waiting for long time, easy to cause the doctor-patient conflicts, on the other hand it to the hospital, occupy personnel high cost, artificial labor intensity and error-prone, become the bottleneck of hospital modernization. In the current domestic hospitals in modern management are quickly towards the process of marching, modern logistics technology in the hospital medicine circulation management application has become to be solved urgently topic. This topic in the construction of modern medical institutions drug logistics management system, under the big target key research hospital pharmacy drugs automatically grading technology and the corresponding automatically grading equipment r &d, this is to realize modernization hospital drugs logistics management is one of the important basic conditions. Research drugs automatically grading mode in technical realization way, r&d related automation equipment. Keywords:sorting technologysorting equipmentsorting model medicine circulation 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 4 第一章第一章前言前言 1.1 課題研究背景 當前， 醫(yī)藥物流在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展， 在社會經(jīng)濟發(fā)展中的作用日益顯現(xiàn)。 近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展、人民生活水平的提高及人口老齡化趨勢 的加快，我國藥品需求年均遞增速度達到 12%以上。2007 年中國藥品需求量為 5991 億元人民幣， 預計到 2010 年將達到 600 億美元， 2020 年達到 1200 億美元， 從而超過美國，成為世界第一大藥品市場。 藥品的消費必定帶動醫(yī)藥物流的需求。 然而， 在界醫(yī)藥行業(yè)蓬勃發(fā)展的背后， 我國的醫(yī)藥物流技術卻相對落后。而且由于經(jīng)濟體制和醫(yī)療體制的限制，國內(nèi)醫(yī) 藥商業(yè)形勢嚴峻，醫(yī)藥流通行業(yè)的利潤在持續(xù)下滑。目前，國內(nèi)藥品批發(fā)行業(yè)的 平均毛利率為 12.6%，而費用卻占到近 12.5%，2007 年前三季度，我國醫(yī)藥商業(yè) 純利潤率僅有 0.66%，而美國醫(yī)藥批發(fā)行業(yè)的平均毛利率為 4.5%，且費用率僅為 2.9%，純利潤率達到 1.55%。因此，以發(fā)展醫(yī)藥物流為先導，降低流通費用，已 成為我國醫(yī)藥行業(yè)的當務之急，實現(xiàn)醫(yī)藥商業(yè)現(xiàn)代化、建設戰(zhàn)略性醫(yī)藥物流系統(tǒng) 已刻不容緩。 以醫(yī)院為代表的大型醫(yī)療機構(gòu)是藥品批發(fā)企業(yè)的終端客戶，同時又是藥品消 費流通的重要樞紐，面對廣大的患者起到承上啟下的作用，其藥品年銷售額動輒 以上億元計。但縱觀國內(nèi)絕大多數(shù)的醫(yī)院，其藥品的物流管理理念和技術手段卻 非常落后，主要以人工作業(yè)為主，一方面作業(yè)效率低、服務質(zhì)量差、患者等候時 間長，容易引起醫(yī)患矛盾，另一方面對醫(yī)院來說占用人員多、人工成本高、勞動 強度大、容易出錯，成為醫(yī)院現(xiàn)代化建設的瓶頸。在當前國內(nèi)各級醫(yī)院正迅速朝 向現(xiàn)代化管理邁進的進程中，現(xiàn)代物流技術在醫(yī)院藥品流通管理中的應用已成為 擺在我們面前等待解決的課題。 1.2 本課題所在研究領域的國內(nèi)外技術現(xiàn)狀、水平與發(fā)展趨勢 1.2.1 國外醫(yī)藥物流發(fā)展的特點與趨勢 2003 年全球藥品銷售額已經(jīng)達到 4918 億美元，醫(yī)藥批發(fā)銷售平均每年以 9% 的速度增長，規(guī)?；?、集約化程度日益提高。據(jù)統(tǒng)計，美國醫(yī)藥物流市場經(jīng)過自 由競爭，目前已經(jīng)形成了高度集中的產(chǎn)業(yè)格局。美國藥品銷售額占世界藥品市場 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 5 份額 48，醫(yī)藥分銷企業(yè)共 70 家，前三位市場占有率 95。醫(yī)藥分銷的前三位 即占到整個醫(yī)藥市場的 95%以上，麥卡森公司（McKesson）和卡迪諾健康有限公 司（Cardinal Health）即是排名第一和第二的公司，分別占據(jù)全美市場 30%以上。 其中 McKesson 公司一年銷售額就達 368 億美元。 歐盟藥品銷售額占世界藥品市場 份額 24， 前三位的藥品分銷企業(yè)市場占有率 65。 日本藥品銷售額占世界藥品 市場份額 16，共 147 家藥品分銷企業(yè)，前三位占有率 75。綜上所述，在西方 發(fā)達國家，醫(yī)藥物流已處于相對壟斷地位，產(chǎn)業(yè)壟斷化、企業(yè)寡頭化、經(jīng)營規(guī)模 化是國際醫(yī)藥物流產(chǎn)業(yè)的總體特點和發(fā)展趨勢。 國外醫(yī)藥物流發(fā)展日臻成熟，主要有以下幾個方面的技術特點： （1）市場集中度高 目前日本藥品流通市場的兼并重組進程仍在繼續(xù)進行。而美國，藥品批發(fā)企 業(yè)早已完成市場整合，實現(xiàn)了寡頭型的市場集中度。 （2）現(xiàn)代化的物流配送 美、日、歐盟等國都建立了現(xiàn)代化的物流配送系統(tǒng)。一些大的制藥公司建立 了自動化立體倉庫， 主要作業(yè)項目都基本實現(xiàn)了自動化、 標準化及智能化的操作。 全美的藥品經(jīng)銷企業(yè)每天需要處理 25 萬份訂單，條目多達 1000 萬條，需要配送 到 12.5 萬個分銷機構(gòu)，隔天配送的響應率高達 95，準確率達 99。 (3)發(fā)達的信息網(wǎng)絡技術 美、日、歐盟等國的制藥企業(yè)和批發(fā)企業(yè)，都致力于推動醫(yī)療服務機構(gòu)藥品 采購的信息化。日本制藥協(xié)會發(fā)起建立的日本藥品電子網(wǎng)，為所有的醫(yī)藥企業(yè)提 供互聯(lián)網(wǎng)藥品數(shù)據(jù)交換服務。美國藥品經(jīng)銷企業(yè)為醫(yī)療機構(gòu)和具他分銷機構(gòu)提供 各種信息系統(tǒng)包括訂單處理、庫存管理、決策支持、合同管理以及處方調(diào)劑系 統(tǒng)，以達到降低供應鏈成本的目的。 (4)科學的醫(yī)藥分業(yè)管理 美國的醫(yī)藥分業(yè)管理已經(jīng)比較成熟，醫(yī)院不允許設門診藥房，日本的醫(yī)藥分 業(yè)管理改革正在進行中。 從 20 世紀 80 年代起， 日本開始大力推行醫(yī)藥分業(yè)制度， 到 2002 年 4 月，醫(yī)藥分業(yè)率已達到 48.3。日本政府認為，實行醫(yī)藥分業(yè)是醫(yī) 療服務向?qū)I(yè)化方向發(fā)展的必然結(jié)果。由于醫(yī)藥實現(xiàn)了分離，國外的醫(yī)院里不會 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 6 出現(xiàn)病患擁擠在藥房前等待取藥的現(xiàn)象。因此國外的藥房主要還是人工作業(yè)的模 式。 1.2.2 我國醫(yī)療機構(gòu)的藥品物流現(xiàn)狀及水平 我國醫(yī)藥流通行業(yè)規(guī)模化、集約化程度較低，據(jù)中國醫(yī)藥商業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，目 前我國醫(yī)藥物流企業(yè)近 90%為小型企業(yè)，2005 年排在前三位的醫(yī)藥流通企業(yè)是： 中國醫(yī)藥集團總公司、上海醫(yī)藥股份有限公司、湖北九州通集團有限公司，其銷 售規(guī)模分別為 272 億元、125 億元、111 億元，銷售額合計只占全國醫(yī)藥市場的 17%。全行業(yè)中年銷售額過 50 億元的醫(yī)藥企業(yè)只有 8 家，過 40 億元的只有 10 家。 我國是一個人口大國，隨著城市化進程的加快，城市人口迅速增長，醫(yī)院的 數(shù)量相對在下降，加上我國國民身體健康素質(zhì)還處在較低水平，醫(yī)院普遍存在病 人多、排隊取藥等待時間長、服務質(zhì)量差、藥房工作人員勞動強度大等問題。以 某三級甲等醫(yī)院為例， 藥品的年營業(yè)額達到近 2 億元， 與中等零售連鎖企業(yè)的規(guī) 模相當，但是與藥品批發(fā)企業(yè)和大型零售連鎖企業(yè)相比，藥品物流管理則處于更 低水平。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （1） 藥品流和信息流在整個供應鏈中的移動沒有標準化的管理規(guī)范， 隨意性 強 藥品在醫(yī)院中的供應、流通過程中，其作業(yè)方式是根據(jù)自身特點及工作習慣 制定的，更多的是如何使工作者更方便，而非系統(tǒng)地進行物流管理。一般情況下， 醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)的藥品供應是以藥品庫房為核心，調(diào)劑部門呈星形分支，下延至各臨 床科室的護士站和患者的供應鏈。在庫存管理、倉儲、運輸?shù)茸鳂I(yè)的實施、管理 和評估完全憑借以往經(jīng)驗進行。藥品庫房、調(diào)劑部門的工作人員日常工作缺乏計 劃和作業(yè)流程，工作中更多的時間和精力放在處理緊急事務中，工作總是處于救 火的角色。 （2）沒有充分應用現(xiàn)代信息技術手段 目前，在日常工作中對信息需求的處理還是采用較原始的方法。無論是從供 應商處獲取及時、準確的藥品供應，還是根據(jù)需求向調(diào)劑部門配送藥品，都沒有 必要的信息技術手段作支持。而對于計劃、協(xié)調(diào)更是無從談起。在許多企業(yè)都實 現(xiàn)了無紙化辦公的今天，患者就診所涉及的醫(yī)療資料卻還處于落后的狀態(tài)。 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 7 （3）缺乏必要的管理技能和相關物流知識。 藥房部門的工作人員和管理者都是藥學專業(yè)技術人員，藥學部門乃至整個醫(yī) 療機構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)方面缺乏橫向、交叉職能的調(diào)整，使藥品供應過程中每一步驟 之間的銜接不夠流暢。同時，每個醫(yī)療機構(gòu)各自為政，在藥品采購方面沒有形成 較大規(guī)模的集體采購。 （4）缺乏必要的自動分揀技術和專業(yè)分揀設備 當前藥房等部門的藥品分揀還主要靠人工來完成， 缺少先進物流技術的應用， 更無專用的自動化藥品分揀設備，因此造成配藥工作效率低、勞動強度大、出錯 率高、醫(yī)患關系不和諧等問題。 通過查閱資料和社會調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)對醫(yī)藥物流的研究都還限于大 型藥品批發(fā)企業(yè)的商業(yè)流通環(huán)節(jié)，很少涉及醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)的藥品物流管理和技術問 題，作為醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)的藥品物流作業(yè)的重要組成部分藥品的分揀和配送，在 國內(nèi)還是個空白的研究領域。 需要指出的是，現(xiàn)代物流分揀技術在其他商品領域的應用已經(jīng)初顯端倪并取 得較好的效果。例如近幾年卷煙商業(yè)配送中開始廣泛采用以現(xiàn)代倉儲和自動分揀 為代表的現(xiàn)代物流技術，取得了明顯的社會和經(jīng)濟效益。當然，卷煙產(chǎn)品比藥品 要簡單的多，比較容易實現(xiàn)自動化的物流作業(yè)，但是可以借鑒其中的好的經(jīng)驗和 方法，為藥品物流現(xiàn)代化的實施提供一些前瞻性的規(guī)劃。 綜上所述，我國以醫(yī)院為代表的醫(yī)療機構(gòu)的藥品物流管理面臨著巨大的發(fā)展需求 和空間，采用現(xiàn)代物流理念及技術構(gòu)建一個科學高效的藥品配送系統(tǒng)，能夠極大 地提高醫(yī)療機構(gòu)的服務水平和效率，從而取得競爭優(yōu)勢，確定其在行業(yè)中的領先 地位。 1.3 本課題主要研究的主要內(nèi)容 結(jié)合我國藥品流通體系和醫(yī)療機構(gòu)藥品供應特點，應用現(xiàn)代物流知識和供應 鏈管理理論，研究醫(yī)療機構(gòu)藥品物流管理的基本體系的建立和數(shù)字化藥房技術系 統(tǒng)的基本架構(gòu)；應用物流理論中有關物品分揀和配送的基本原理，對醫(yī)院藥房藥 品分揀配送的需求進行分析，對藥品物流體系構(gòu)建過程中關于零庫存、供應鏈一 體化、 管理信息系統(tǒng)功能的延伸以及藥品分揀中的患者服務等問題進行系統(tǒng)探討， 建立一個少環(huán)節(jié)、低成本、高效率、信息化、自動化的藥品分揀體系；研究藥品 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 8 自動分揀模式在技術上的實現(xiàn)途徑，研發(fā)相關的自動化設備及控制技術。包括以 下具體內(nèi)容： （1）醫(yī)療機構(gòu)藥品物流管理模式與信息技術的應用研究 對包括藥品采購、藥品庫存管理、藥房處方流程、擺藥流程等環(huán)節(jié)進行分析， 通過流程再造實現(xiàn)科學、高效、安全的藥品物流管理模式。研究與現(xiàn)有醫(yī)院信息 系統(tǒng)（HIS）的無縫對接技術方案。 （2）藥品形態(tài)及分揀特性分析 對藥品種類、規(guī)格、物理特性、包裝形態(tài)等技術特征進行分揀作業(yè)意義上的 分類定義，分析對不同機械操作的適應程度，以確定采用不同的分揀作業(yè)方式。 （3）訂單分析及分揀策略研究 通過對不同類型醫(yī)院藥房處理的訂單（即醫(yī)囑處方）進行分析，找出訂單的 特性，制定適合不同類型醫(yī)院的藥品分揀策略。 （4）藥房布局規(guī)劃及分揀設備開發(fā)研究 開發(fā)藥品自動分揀所需的專用儲存和分揀設備。 （5）實現(xiàn)藥品動態(tài)管理，無紙化領取。 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 9 第二章瓶裝藥品自動分揀機構(gòu)設計任務 2.1 設計任務介紹及意義 通過畢業(yè)設計培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的能力，提高分析和解決問題 能的一個重要環(huán)節(jié)，是學生根據(jù)所學課程進行的工程基本訓練，畢業(yè)設計的 意義在于： （1）培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)知識，獨立進行產(chǎn)品的 初步設計工作，并結(jié)合設計或試驗研究課題進一步鞏固和擴大知識領域。 （2）培養(yǎng)學生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運用各種標準和工具 書籍以及編寫技術文件的能力，提高計算、繪圖等基本技能。 （3）培養(yǎng)學生掌握機電產(chǎn)品設計的一般程序方法，進行工程師基本素 質(zhì)的訓練。 （4）樹立正確的思想及嚴肅認真的工作作風。 2.2 設計任務明細 2.2.1 分揀機構(gòu)的功能： 本設計要求設計一套自動分揀機構(gòu)，將自動化藥房中儲藥架上的瓶裝藥品分 揀到發(fā)藥機構(gòu)上。 2.2.2 任務要求 （1）載荷：5kg，瓶裝藥品分揀效率 30 件/min，分揀誤差率0.2%。 （2）工作環(huán)境良好，每天工作時間 20 小時，每半年檢修一次，設計壽命 5 年。 （3）瓶裝藥品提升電機為電容啟動單相齒輪減速電機，雙向傳動，帶剎車， 帶電子調(diào)速。 2.2.3 主要設計內(nèi)容： （1）抓取機構(gòu)設計； （2）出藥機構(gòu)設計； （3）提升機構(gòu)設計； （4）其他輔助 機構(gòu)設計。 2.2.4 具體步驟： （1）先根據(jù)參考資料，確定合適的設計方案。 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 10 （2）通過計算、分析設計部分零件的參數(shù)：帶及帶輪，軸，鏈及鏈輪 的設計選用，軸承、電機、選用，以及其他零件的選用，驗算設計結(jié)果，取 藥裝置的設計，驅(qū)動元件的選擇. （3）根據(jù)動力和總體參數(shù)的選擇和計算，進行總體設計，完成機械系 統(tǒng)的主要部件二維圖紙。 （4）完成相應的設計說明書。 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 11 第三章主要零部件的選用 3.1 電機的選用 3.1.1 單相齒輪減速電機 此處電機采用 R 系列電機，此系列電機為電容啟動，雙向傳動，效率高，噪 音低，節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，剛性鑄造箱 體，齒輪表面經(jīng)過高頻處理。如圖所示： 圖 3.1 單相齒輪減速電機二維圖形及尺寸 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 12 3.1.2 步進電機 步進電機有步距角（涉及到相數(shù)） 、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大 要素確定，步進電機的型號便確定下來了。電機一般采用二相 0。9 度/1。8 度的 電機和細分驅(qū)動器就可。然后確定靜力矩，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度 便能確定下來（幾何尺寸） 。如下圖所示： 圖 3.2步進電機二維圖形及尺寸 3.1.3 普通電機的選用 有負載轉(zhuǎn)矩初步確定輸送帶的功率和轉(zhuǎn)速， 根據(jù)帶傳動的效率， 然后計算電 動機的功率，根據(jù)帶傳動的傳動比，確定電機的轉(zhuǎn)速。由以上數(shù)據(jù)確定電機的型 號。 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 13 圖 3.3 Y 系列電機的外形尺寸 3.2 鏈及鏈輪的選用 由于鏈輪的直徑比較小，因此鏈輪選用整體式，鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨 性和強度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所受的沖擊也大，故小鏈輪 應采用較好的材料制造。如圖示： 圖 3.4 鏈輪 鏈輪的主要參數(shù)：分度圓直徑 d 為 86.39mm，齒頂圓直徑 d為 96.07mm，齒 根圓直徑 d為 76.23mm，齒高 2.86mm。 有設計任務要求，初步確定帶式輸送機的轉(zhuǎn)速和電機的輸出轉(zhuǎn)矩、功率，選 擇鏈輪齒數(shù)，然后確定計算功率，根據(jù)計算功率和鏈輪轉(zhuǎn)速查如下圖： 圖 3.5A 系列、單排滾子鏈額定功率曲線 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 14 選用 08-A，鏈節(jié)距 p=12.7mm。 3.3 帶及帶輪的選用 由于帶輪的基準直徑 d d300mm時， 采用腹板式， 帶輪材料為HT150或HT200， 較高轉(zhuǎn)速時可以采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。小功率時可用鑄鋁或塑料。 如圖所示： 圖 3.6帶輪 根據(jù)帶傳動的工作條件；傳動位置與總體尺寸；所需傳遞的額定功率 P；小帶 輪轉(zhuǎn)速 1 n；傳動比 i。首先確定計算功率（根據(jù)傳遞的功率 P 和帶的工作條件而 確定的） caA PK P 式中： ca P-計算功率，KW； A K-工作情況系數(shù)； P-所需傳遞的額定功率，KW； 根據(jù)計算功率 ca P和小帶輪轉(zhuǎn)速 1 n，從普通 V 帶選型圖，選取普通 Z 型帶。 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 15 第四章主要零部件的設計計算及校核 4.1鏈的設計與計算 （1）選擇鏈輪的齒數(shù) 取小齒輪齒數(shù) z1=17,大齒輪的齒數(shù)為17171 12 ziz （2）確定計算功率 由手冊查得1 A K，55. 1 Z K，1 P K，單排鏈，則計算功率為 KW K PKK P P ZA ca 0387. 0 1 025. 055. 11 Ka 工況系數(shù) Kz 主動鏈輪齒數(shù)系數(shù) Kp 多排鏈系數(shù) P傳遞的功率 （3）確定鏈條型號和節(jié)距 根據(jù)KWPca0387. 0及min/120 1 rn 查手冊，可選用 10A 系列，由手冊 得 p=15.875mm （4）計算鏈節(jié)數(shù)和節(jié)距 初 選 中 心 距mm635381mm7125030p)5030( 0 a）（。 取 mm508a0，相應的鏈長節(jié)數(shù)為 971780 2 1717 .712 508 2 a p 22 2 0 2 12210 0 zzzz p a Lp 取鏈長節(jié)數(shù)97L 0 p ， （5）計算鏈速 v，確定潤滑方式 smsm pzn v/43. 0/ 100060 875.1517120 100060 11 由smv/43. 0，鏈號 10A，根據(jù)手冊可知應采用人工潤滑。 （6）計算壓軸力 p F 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 有效圓周力為：NN v P Fe98.67 43. 0 029. 0 10001000 鏈輪垂直布置時的壓軸力系數(shù)05. 1 FP K，則壓軸力為 NNFKF eFPP 38.7198.6705. 1 鏈輪基本參數(shù)的設計 分度圓直徑mmmm z p d39.86 17 180 sin 875.15180 sin 齒頂圓直徑mmdpdda073.9616.10875.1525. 139.8625. 1 1 齒根圓直徑mmddd f 23.7616.1093.86 1 齒高mmmmdpha86. 2)16.10875.15(5 . 05 . 0 1 齒側(cè)圓弧半徑mmmmzdre16.23)217(16.1012. 0)2(12. 0 1 滾子定位圓弧半徑mmmmdri13. 516.10505. 0505. 0 1 滾子定位角 71.134 17 90 140 90 140 z 4.2 帶的設計與計算 （1）確定計算功率 由手冊查得工作情況系數(shù) KA=1.3，故 Pca=KAP=KW074. 03 . 1=0.092KW （2）選擇 V 的型號 根據(jù) Pca、n1有手冊得，選用 Z 型 （3）確定帶輪的基準直徑并驗算帶速 1）初選小帶輪的基準直徑。 取小帶輪的基準直徑 dd1=20mm。 2) 驗算帶速。按公式驗算帶的速度 m/s6.45 100060 1440204.13 100060 nd 11d v 應為 5m/sv30m/s，故帶速合適。 3）計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)公式，計算大帶輪的的基準直徑 dd2 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 mmmmidd dd 60203 12 （4）確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 Ld 1）根據(jù)手冊，初定中心距 a0=118mm 2）計算帶所需的基準長度 00 2aLd+ 0 2 12 2d1d a4 )( dd 2 dd dd =mm365 1184 2060 6020 2 1182 2 ）（ ）（ 選定基準長度 Ld=400mm。 3）計算實際中心距 a。 .5mm135 2 365-400 118 2 L-L aa 0dd 0 （5）驗算小帶輪上的包角 00 0 0 0 12 0 1 903 .157 400 3 .57 )2060(180 3 .57 )(180 a dd dd （6）計算帶的根數(shù) 1）計算單根 V 帶的額定功率 Pr 由 dd1=20mm 和 n1=1440r /min，查手冊得 P0=0.12KW。 根據(jù) n1=1440 r /min，i=3，和 Z 型帶，查手冊得P0=0.03KW。 查手冊得 Ka=0.96，KL=0.96，于是 KW38.10KW96. 06.903.002.10KK)( L0 ）（ PPPr 2）計算 V 帶的根數(shù) z。 676.60 38.10 387.00 P P z r ca 取 1 根。 （7）計算單根 V 帶的初拉力的最小值 由手冊得 Z 型帶的單位長度質(zhì)量 q=0.06kg/m，所以 NN zvK PK F ca 14946. 506. 0 46. 5196. 0 092. 0)96. 05 . 2( 500 )5 . 2( 500)( 2 min0 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 18 （8）計算壓軸力 FP 壓軸力的最小值為 NNFzFP2 .292 2 3 .157 sin14912 2 sin)(2)( 0 1 min0min 帶輪的基本參數(shù)設計 d1=（1.82）dh2=0.8h1D0=0.5（D1+d1） b1=0.4h1b2=0.8b1d0=（0.2-0.3）（D1-d1） C=（ 7 1 4 1 ）Bh1=2903 a nz P S=C L=（1.5-2）d，當 B1.5d 時，L=Bf1=0.2h1f2=0.2h2 式中：P傳遞功率，KW； n帶輪轉(zhuǎn)速，rmin； za輪輻數(shù)。 4.3軸的設計計算 根據(jù)前面選用的 Y90S4 型號電機，已知電動機的功率 P=1.5KW，轉(zhuǎn)速 n1=1400rmin 1. 求輸出軸上的功率 P、轉(zhuǎn)速 2 n和轉(zhuǎn)矩 2 T 若取帶傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)）94. 0，則 KWKWPP41. 194. 05 . 1 2 min/480min/ 3 1 1440 1 12 rr i nn 于是mmNmmN n P T13.28053 480 41. 1 95500009550000 2 2 2 2. 求作用在鏈輪上的力 因已知低速級大鏈輪的分度圓直徑mmd116 2 mmNmmN d T Ft 67.483 116 13.2805322 2 2 NFF Pr 2 .292min)( 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 19 3. 初步確定軸的最小直徑 先按下公式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查取 112 0 A，于是得 mmmm n P Ad19.26 480 41. 1 112 3 3 2 2 0min 4. 軸的結(jié)構(gòu)設計 （1) 擬定軸上零件的裝配方案 本設計的裝配如下圖所示： 圖 4.1軸的裝配圖 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足滾子的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段 的直徑 d=32mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=40mm。滾子與軸 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 20 配合的轂孔長度 L1=16mm， 為了保證軸端擋圈只壓在滾子上而不壓在軸的端面上， 故段的長度比 L1 略短一些，現(xiàn)取 l=14mm。 2）初步選擇滾深溝球軸承 因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù) d2=32mm， 由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標準精度的深溝球軸承 6007，其尺寸 為 dDB=35mm62mm14mm，故 d3=35mm。 左端軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查得 6007 型軸承的定位高度 h=6mm，因此，取 d6=41mm。 3）取安裝帶輪處的軸段的直徑 d4=38mm；帶輪的的右端與右軸承之間采用套筒定 位。已知帶輪輪轂的寬度為 54mm，為了使套筒端面可靠地壓緊帶輪，此軸段應略 短于輪轂長度，故取此軸段長度為 52mm。帶輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 h 0.07d，故取 h=5mm，則軸環(huán)處的直徑 d5=48mm。軸環(huán)寬度 b1.4h，此軸段長 度為 7mm 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設計而定） 。根據(jù)軸承 端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端與滾子左端面的距離 為 20mm，故取此段軸長 50mm （3）軸上零件的周向定位 帶輪、與輪子與軸分別采用平鍵連接和型面連接。按 d4 查手冊得平鍵截面為 bh=10mm8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 26mm，同時為了保證帶輪與軸配合 有良好的對中性，故帶輪輪轂與軸的配合為 7 6 H n ；滾子與的連接，采用型面連 接，裝拆方便，能保證良好的對中性；連接面上沒有鍵槽及尖角，從而減少了應 力集中，故可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考手冊，取軸端倒角為 245，各軸肩處的圓角半徑見軸的零件圖。 5.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的裝配圖做出計算簡圖，確定軸承的支點位置。 支反力F水平面 1 1705.9 NH FN 2 1705.9 NH FN 垂直面 1 146.1 NV FN 2 146.1 NV FN 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 21 2222 11 1705.9146.11712.14 NHNV FFFN mm 彎矩M1712.14 5899304.12MFlN mm 扭矩T28.53.13TN mm 6.按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據(jù)公式 和上面的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取=0.6，軸 的計算應力 2222 2 3 ()99304.12(0.6 28.53.13) 18.35 0.1 38 ca MT MPa W 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由手冊查得 1 60MPa。 因此 ca 1 ，故安全。 4.4 深溝球軸承受力分析與計算 4.4.1 深溝球軸承受力分析 滾動體當滾動體進入承載區(qū)后， 所受負荷就由零逐漸增大到最大， 然后， 再逐漸減小到直至零。因此，對滾動體某一點而言，它的應力是周期性不穩(wěn)定變 化的。 轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈其上各點的受載情況類似于滾動體。因此，旋轉(zhuǎn)圈上任一 點的應力是周期性不穩(wěn)定變化的。 固定的外圈各點所受應力隨位置不同而大小不同，對位于承載區(qū)內(nèi)的任 一點， 當每個滾動體滾過一次便受載一次， 而所受負荷和應力的最大值是不變的， 承受穩(wěn)定的脈動循環(huán)應力。 圖 4.2軸承受力分析 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 22 該軸承系本次設計中主要承受軸給予它的徑向力 r F，根據(jù)實際情況可知該軸 承承受的金屬材料的質(zhì)量約為 5kg。 軸承所受徑向力 59.8/49 r FGmgkgN kgN 當量動載荷 1 49049 ra PXFYFN 式中：X-當量動載荷的徑向動載荷系數(shù)。 （參見表 1） Y-當量動載荷的軸向向動載荷系數(shù)。 （參見表 1） 4.4.2 深溝球軸承壽命的計算 圖 4.3 軸承的載荷壽命曲線 注：高溫下的軸承，硬度將要降低，承載能力將下降，式中 C 前要乘以溫 度系數(shù) ft 進行修正。 上圖為在大量實驗研究基礎上得出的代號為 6007 的軸承的載荷壽命曲 線。該曲線表示此類軸承的載荷 P 與基本額定壽命 10 L之間的關系。曲線上相應 與壽命 10 L為一百萬轉(zhuǎn)的載荷（25.5kN） ，即為 6207 軸承的基本額定動載荷 C。 其它型號的軸承，也有與上述曲線的函數(shù)規(guī)律完全一樣的載荷壽命曲線。載 荷壽命曲線表示了載荷 P（N）與基本額定壽命 10 L（106r）之間的關系，曲線 公式為： 山東輕工業(yè)學院 2011 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 23 式中為壽命指數(shù)，球軸承取3，滾子軸承取 10 3 。 實際計算時用小時數(shù)（h）表示壽命較方便： 由任務要求可以知道分揀機構(gòu)的預期計算壽命 h L，取43800 h L. 由滾動軸承壽命的計算公式可得 3 3 66 6060 480 43800 49529.44 1010 h nL CPNN 由手冊查得 6007 軸承的基本額定動載荷16.2 r CKN，C r C 故 6000 系列深溝球軸承符合設計強度要求。 表 1 當動量載荷的徑向動載荷系數(shù) X 和軸向動載荷系數(shù) Y 軸 承 類 型相對軸向載荷Fa/FreFa/Fre 判 斷 系 數(shù) e 名 稱代 號fFa/CorFa/CoXYXY 雙 列 角 接 觸 球 軸承 0000010.780.631.240.8 調(diào) 心 球 軸承 100001(Y1)0.65(Y2)(e) 調(diào) 心 滾 子軸承 200001(Y1)0.67(Y2)(e) 推 力 調(diào) 心 滾 子 軸承 2900011.211.2 圓 錐 滾 子軸承 30000100.4(Y)(e) 雙 列 圓 錐 滾 子 軸承 3500001(Y1)0.67(Y2)(e) 深 溝 球 軸承 60000 0.172 0.345 0.689 1.030 1.380 2.070 3.450 5.170 6.890 100.56 2.30 1.99 1.71 1.55 1.45 1.31 1