硬幣的自動(dòng)分選計(jì)量裝置畢業(yè)論文

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1、 1 硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)的組成 1.1 簡(jiǎn)述 本次設(shè)計(jì)題目為硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)械設(shè)計(jì)，本工程屬于應(yīng)用于現(xiàn)代化的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。該設(shè)備主要用于多種硬幣的分選、記數(shù)、包裝，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，到達(dá)高效、可靠、生產(chǎn)效率提高、減輕勞動(dòng)本錢的目的。在目前國(guó)內(nèi)的小面值貨幣流通的領(lǐng)域中，硬幣分選計(jì)量大多為人工操作，生產(chǎn)效率低，浪費(fèi)勞動(dòng)本錢。所以說(shuō)，此設(shè)備的研制可以改善這一狀況，節(jié)約勞動(dòng)力本錢，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。 1.2 硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)械設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組成 硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)的主要功能是實(shí)現(xiàn)硬幣的自動(dòng)分選、計(jì)數(shù)和包裝。它主要由機(jī)械系統(tǒng)，控制系統(tǒng)兩局部組成。 機(jī)械系統(tǒng)可分為7個(gè)主要功能單元，各

2、個(gè)功能單元具有一定的獨(dú)立性。 〔1〕硬幣的堆放和首次分選功能。 〔2〕硬幣的二次分選功能。 〔3〕硬幣的分選記數(shù)功能。 〔4〕硬幣的堆碼、整理功能。 〔5〕頂桿頂硬幣堆碼功能。 〔6〕薄膜輸送、包裝功能。 〔7〕機(jī)械手夾斷，封邊功能。 圖1-1 硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)械設(shè)計(jì)的原理圖 1、斗式電磁振動(dòng)送料機(jī) 2、滑道 3、槽式電磁振動(dòng)送料機(jī) 4、滑道 5、包裝機(jī)構(gòu) 6、包裝切斷機(jī)械 2 硬幣自動(dòng)分選機(jī)構(gòu) 2.1 硬幣自

3、動(dòng)分選機(jī)構(gòu)的工作原理 電磁振動(dòng)送料機(jī)工作時(shí)，將交流電經(jīng)半波整流后，接通電磁鐵的線圈，那么在Ta 瞬間吸力最大，銜鐵被吸向下，使料斗壓著片簧向下振動(dòng)，而在Tb瞬間吸力減小為零，片簧向上彈推，迫使料斗向上振動(dòng)，這樣，一吸一推，使料斗產(chǎn)生伴隨著扭動(dòng)的上下振動(dòng)。 圖2—2 電磁振動(dòng)送料機(jī)工作原理圖 1-物料 2-送料槽體 3-彈簧 4-銜鐵 5-線圈 上圖2—2〔a〕中物料放在由主振彈簧3支撐的供料槽體2上，銜鐵4與主振彈簧聯(lián)成一體，繞于鐵心上的線圈5中流過(guò)的是經(jīng)過(guò)半波整流后的單向脈動(dòng)電流，電磁鐵就產(chǎn)生了相應(yīng)的脈沖電磁力。圖2—2〔b〕表示在正半周期內(nèi)線圈中有電流

4、流過(guò)，鐵心便產(chǎn)生一次脈沖電磁力吸引銜鐵，使槽體向后運(yùn)動(dòng)，主振彈簧因此而變形，貯存了一定的勢(shì)能；在負(fù)半周內(nèi)線圈中無(wú)電流通過(guò)，電磁力消失，彈簧就恢復(fù)變形，帶著槽體向前運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)振幅位置之后又返回向后運(yùn)動(dòng)。由于電磁力是一個(gè)周期變化的強(qiáng)迫作用力，因此電振機(jī)是一個(gè)以電磁力為周期干擾力的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)。 2. 斗式硬幣自動(dòng)分選機(jī)構(gòu) 在斗式電磁振動(dòng)送料機(jī)中，它的運(yùn)動(dòng)方式是做扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，硬幣在料斗中隨著慣性向前運(yùn)動(dòng)，在料斗的側(cè)面開出三個(gè)滑道，在料槽中有不同大小的橢圓形小孔，符合規(guī)格的硬幣通過(guò)小孔直接落入滑道， 分選1毛硬幣的滑道在最下面，分選5毛硬幣的滑道在中間，1元硬幣的滑道在最上面。斗式電磁振動(dòng)送料機(jī)

5、起到的是首次分選1元、5毛、1毛硬幣的作用。 2. 槽式硬幣自動(dòng)分選機(jī)構(gòu) 和斗式電磁振動(dòng)送料機(jī)的分選過(guò)程不同的地方就是他的工作外表是直線槽形的，并且槽式電磁振動(dòng)送料機(jī)做的是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，物料在里面的運(yùn)動(dòng)是水平的。物料經(jīng)過(guò)滑道進(jìn)入到槽式電磁振動(dòng)送料機(jī)，在槽式振動(dòng)送料機(jī)上有三層滑道，每一層有三個(gè)滑道。第一層分選的是1元硬幣，第二層是分選5毛的硬幣，第三層是分選1毛的硬幣。在每一層槽的底部開有橢圓行的槽，使不符合規(guī)格的硬幣直接落入下面的滑道中，從而到達(dá)硬幣的二次分選。 圖2—4 槽式電磁振動(dòng)送料機(jī) 1、振動(dòng)料斗 2、滑道 3、銜鐵 4、電磁鐵

6、 5、線圈 6、隔振座 7、橡膠墊 8、底座 以1元硬幣的滑道為例，滑道的視圖和具體尺寸如下所示： 圖2—5 槽式電磁振動(dòng)送料機(jī)的滑道 2.2 硬幣自動(dòng)分選機(jī)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 2.2.1 振動(dòng)送料機(jī)給料速度的估算 振動(dòng)送料機(jī)的給料速度，一般用于工件在料槽上運(yùn)動(dòng)的平均速度來(lái)估算。它不但取決于料槽的傾角、振動(dòng)升角和工件的形狀、尺寸及二者之間的摩擦系數(shù)，還同電磁鐵的激振頻率f和料槽方向振幅Ax的大小有關(guān)。料斗結(jié)構(gòu)確定之后，工件的平均速度為： υ平均=υmaxk==πfAxk(mm/s) 式中 υma

7、x---料槽的最大速度 (mm/s)； k---速度損失系數(shù)，它主要受料槽和工件結(jié)構(gòu)因素的影響。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得：假設(shè)工件沿料槽滑移前進(jìn)時(shí)，k=0.6～0.7；假設(shè)工件作跳躍前進(jìn)時(shí)k=0.8～0.82。 因此振動(dòng)送料機(jī)給料速度可由下式估算： υ= =k 式中f---電磁鐵激振頻率〔1/s〕 l---工件長(zhǎng)度(mm) η---充滿系數(shù)，即料槽全長(zhǎng)上工件占有位置的百分?jǐn)?shù)。形狀簡(jiǎn)單而外表光滑的工件η=0.7～0.9，復(fù)雜而又帶毛刺的工件η=0.4～0.5。 為了檢測(cè)方便可改寫為：　 υ= 式中Ay---在

8、垂直料槽方向測(cè)得的振幅〔mm〕。 一般送料速度為100～200件/min 。 2.2.2 振動(dòng)送料機(jī)料槽升角，振動(dòng)升角及振動(dòng)方向角ψ確實(shí)定 〔1〕料槽升角 角由料斗升程及中徑大小確定，料槽升角的大小影響上料速度，角太大會(huì)降低上料速度，甚至無(wú)法上料。角小些，那么上料速度提高，但升程減小，一般取=1～3°。對(duì)摩擦系數(shù)大的工件，如橡膠制品等，可取大些〔4～5°〕。 如前所述，工件向前滑移的條件為χ+1〈χ-1，在極端情況下，令χ+1=χ-1，可得許可的最大料槽升角max為： tgmax=f2tg 式中 f---工件與料槽之間的摩擦系數(shù)。 為了使工件有較

9、大的上料速度，實(shí)際角應(yīng)比max小些，即 ≤kmax 式中 k—可靠系數(shù)，一般取0.7 ～0.8。 〔2〕振動(dòng)送料機(jī)升角 一般來(lái)說(shuō)，振動(dòng)升角由主振簧的安裝角φ及料槽的升角確定。角大小直接影響著作用在工件上的慣性力在垂直和水平兩個(gè)方向上分量的比例。因此β角的選擇應(yīng)保證在其它條件相同的情況下，使工件沿料槽前進(jìn)的速度最大。 一般當(dāng)激振頻率f=100HZ時(shí)，=10～16°；當(dāng)激振頻率f=50HZ時(shí), =20～25°。 〔3〕 振動(dòng)方向角ψ的選擇 振動(dòng)方向角ψ的選擇應(yīng)有兩個(gè)原那么，一是要盡量提高輸送速度，二是要考慮物料性質(zhì)的要求。 在振動(dòng)幅與振動(dòng)次數(shù)確定的情況下〔即K值一定〕物料輸送速

10、度v是隨著振動(dòng)方向角的變化而變化的，對(duì)應(yīng)于最大輸送速度的ψ角稱為最正確振動(dòng)方向角。中選擇有拋擲運(yùn)開工作狀態(tài)時(shí)，槽體在不同傾角α下對(duì)應(yīng)于每一個(gè)機(jī)械指數(shù)K有一個(gè)最正確振動(dòng)方向角ψ。下列圖2—6就是在不同的傾角下最正確振動(dòng)方向角ψ與機(jī)械指數(shù)K的關(guān)系曲線。 2—6 最正確振動(dòng)方向角ψ與機(jī)械指數(shù)K的關(guān)系 此外，振動(dòng)方向角的選擇還應(yīng)考慮物料的性質(zhì)和物料的相對(duì)密度、粒度、水分、黏性、易碎性和磨琢性等，對(duì)于粒度大、相對(duì)密度小、水分較強(qiáng)或黏性較大的物料適宜選用較大的振動(dòng)方向角；對(duì)于易于粉碎的物料，為了防止拋擲時(shí)過(guò)于碎，適宜選用較小的振動(dòng)方向角；而對(duì)于磨琢性較強(qiáng)的物料，為了減小工作面的磨損又應(yīng)選較大的振

11、動(dòng)方向角。 2.2.3 振動(dòng)頻率確實(shí)定 為了說(shuō)明振動(dòng)送料機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械振動(dòng)原理，可以用如下圖的力學(xué)模型表示。它是一個(gè)雙自由雙質(zhì)量強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)， 其中主要有： 激振力Fsinωt，同時(shí)作用在m1和m2兩個(gè)質(zhì)量上，其大小相等而方向相反； 彈簧反力k1(y2-y1)，它是阻止位移的力，其方向與位移相反，假設(shè)在平衡位置上，那么兩彈簧力均等于零； 還有作用在質(zhì)量m上的彈簧力k2y2等。 按牛頓第二定律得質(zhì)量m1及m2的運(yùn)動(dòng)微分方程為： 〔2—1〕 式中 m1—振動(dòng)系統(tǒng)的上質(zhì)量〔包括料斗、銜鐵，工件等〕； m2—振動(dòng)系統(tǒng)的下質(zhì)量〔

12、包括鐵芯、線圈、片彈性以及基座等〕； y1 ,y2—平衡位置算起的質(zhì)量位移； k1,k2—上、下彈簧剛度。 設(shè)上列方程組的諧振動(dòng)特解為： y1=A1sinωt y2=A2 sinωt 〔2—2〕 圖2—7 對(duì)式〔2—2〕分別取—階和二階導(dǎo)數(shù)，得速度及和加速度 和，代入式〔2—1〕并令： 〔2—3〕 消除sinωt簡(jiǎn)化后，得：

13、 〔2—4〕 當(dāng)激振力消失時(shí)，即q1=0及q2=0時(shí)，式〔8—15〕成為： 這個(gè)齊次聯(lián)立代數(shù) 方程組的一個(gè)解是A1=A2=0，由此引出的y1=y2=0只能定出系統(tǒng)的平衡位置，而不說(shuō)明振動(dòng)性質(zhì)，不是需求的振動(dòng)解。要使A1及A2有非零解，其系數(shù)行列式必須等于零。將它展開后得頻率方程為： 將式〔2—3〕代入上式，求解后得兩個(gè)根。因K2〈〈K1，可取K2=0，那么取其中一個(gè)根ω1=0，故得： 令 式中m—振動(dòng)系統(tǒng)的折算質(zhì)量。 將m值代入上式后，得振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的根本公式為：

14、 或 〔2—5〕 由式〔2—5〕知：變動(dòng)K與m的比值可以改變?chǔ)?值。當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、材料確定之后，即m和K值確定之后，不管初始條件及其振幅大小如何，系統(tǒng)的ω0值不變，這就是所謂振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。這樣 ，就把一個(gè)雙自由度雙質(zhì)量強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)化為一個(gè)單自由度單質(zhì)量有阻尼的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)，其力學(xué)模型如圖2—7〔b〕所示。其中總阻力T與運(yùn)動(dòng)速度成正比，但方向相反，即： 式中 h—阻力系數(shù) ，故單質(zhì)量強(qiáng)迫振動(dòng)的運(yùn)動(dòng) 微分方程為： 因并令，代入上式后得：

15、 〔2—6〕 m—振動(dòng)系統(tǒng)的折算質(zhì)量； k—彈簧剛度； F—激振力的幅值； y—質(zhì)量的相對(duì)位移； —阻尼系數(shù)； —系統(tǒng)的固有頻率。 2.2.4 調(diào)諧值z(mì)確實(shí)定 根據(jù)機(jī)械振動(dòng)原理可知，調(diào)諧值z(mì)=，是設(shè)計(jì)和調(diào)試振動(dòng)送料機(jī)的重要依據(jù)。當(dāng)激振頻率ω選定后，ω0值即可確定。調(diào)諧值選擇得當(dāng)，振動(dòng)上料器可以用較小功率消耗，獲得較高的機(jī)械效率。 η—?jiǎng)恿Ψ糯笙禂?shù)〔又稱振幅比〕； —阻尼比； —調(diào)諧值。 一般振動(dòng)送料機(jī)工作時(shí)，料斗內(nèi)工件數(shù)量是變化的，因而阻尼值也在變化。從幅頻特性能曲線可知： 當(dāng)z=1時(shí)，其振幅最大而功率消耗最小，但難以使料斗在此點(diǎn)穩(wěn)定工作。 當(dāng)z<1時(shí)，料斗在亞共

16、振區(qū)工作。加料后工件多，m增大，阻尼大，振幅雖將有所降低，但ω0亦同時(shí)降低，使z值更趨近于1，于是又使振幅增大，起著相互補(bǔ)償?shù)淖饔?，使振?dòng)料斗能穩(wěn)定地工作。 如果取z>1，料斗將在公振區(qū)工作，加料后m增加將使阻尼值ζ增大令振幅下降，而ω0降低，z值增加，振幅更加陡降，影響料斗工作的穩(wěn)定性。 因此，應(yīng)把振動(dòng)上料器的工作點(diǎn)，設(shè)計(jì)并調(diào)整在亞臨界共振區(qū)，調(diào)諧值選z=0.85～0.95。振動(dòng)上料器的固有頻率f0與激振頻率f之間應(yīng)保持如下關(guān)系： f0=(1.05～1010)f (2-7) 2.2.5 料斗料盤的結(jié)構(gòu)尺寸及各個(gè)料斗的控制時(shí)間

17、確實(shí)定 料斗料盤根本尺寸計(jì)算： p×2+5= (2) 料斗中徑D中 D中=t/πtg3°=100mm (3) 料斗外徑D外 D外= D中+B+2e=100+27+8=135mm (4) 料斗寬度B B=25+2－3=25+2 =27mm (5) 料斗內(nèi)徑D內(nèi) D內(nèi)=D中-B=100-13=87mm ×135=54mm 為了使料斗更適用，使加料的時(shí)間延長(zhǎng)，使其振動(dòng)料斗有更大的柔性，那么根據(jù)計(jì)算將料斗的尺寸取大： 料斗的具體尺寸取為：α=3°e=4mm B=26mm t=20mm 料斗中徑 D中=242mm

18、 料斗外徑 D外=260mm 料斗內(nèi)徑 D內(nèi)=202mm 料斗的高度H=144mm 因?yàn)檎駝?dòng)料斗設(shè)計(jì)的選別硬幣的范圍為1元、5毛、1毛，因此計(jì)算料盤的尺寸時(shí)按1元的硬幣來(lái)計(jì)算。 1元硬幣的體積為mm2,Dp=25mm, hp=2mm 料斗的體積按料斗的中徑來(lái)計(jì)算， V=πr2h=π×1212×144=3 裝料時(shí)，約裝料斗的3/4，那么當(dāng)料斗中的料剩1/4時(shí)，那么固定料斗往振動(dòng)送料機(jī)里送料，送料的體積為： Vˊ=3/4×3/4V=9/16V =9/16×6620074.56=3 振動(dòng)料斗裝硬幣的個(gè)數(shù)

19、 n=Vˊ/=3795 料斗向振動(dòng)送料機(jī)中送料的時(shí)間間隔為 t=n/4×60=3795/240=16min ×107mm3 V總/ Vˊ tˊ=16×6.85= 110min 即每隔1小時(shí)50分工人需向料斗中加一次料。 上面的計(jì)算是按1元硬幣來(lái)計(jì)算的，為了使機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有更大的柔性，應(yīng)使選別機(jī)可分別選出不同規(guī)格的硬幣，因此，控制部件的時(shí)間也就不同，下面分別計(jì)算 〔1〕5角的硬幣的體積為471mm , Dp =20mm, h p= 振動(dòng)料斗裝硬幣的個(gè)數(shù) n=Vˊ/471=7906 料斗

20、向振動(dòng)送料機(jī)中送料的時(shí)間間隔為 t=n/4×60=7906/240=33min ×107mm3 V總/ Vˊ=6.85 tˊ=33×6.85=226min 即每隔3小時(shí)46分工人需向料斗中加一次料。 (2) 1角的硬幣的體積為382mm2, Dp =18mm, h p= 振動(dòng)料斗裝硬幣的個(gè)數(shù) n=Vˊ/382=9748 料斗向振動(dòng)送料機(jī)中送料的時(shí)間間隔為 t=n/4×60=9748/240=41min tˊ=41×6.85=281min 即每隔4小時(shí)41分工人需向料斗中加一次料。 2.2.6 振動(dòng)料斗

21、中硬幣的排列定向 振動(dòng)料斗中的硬幣在進(jìn)入滑道前需在振動(dòng)料斗中排列定向，保證一個(gè)接一個(gè)有序地進(jìn)入滑道，因此應(yīng)在振動(dòng)料斗中設(shè)計(jì)擋片，擋片是可調(diào)的，便于選別不同規(guī)格硬幣，設(shè)計(jì)不同的擋片，使沿料槽只能使規(guī)格相同的一種硬幣通過(guò)。順著料槽的能順利進(jìn)入滑道，進(jìn)入槽式振動(dòng)送料機(jī)后，在槽上開有小槽，使不和規(guī)格的硬幣落入下面的槽中，從而進(jìn)行硬幣的二次分選，使硬幣的分選更徹底。 排列定向示意圖如下圖： 圖2—8 排列定向示意圖 3 自動(dòng)計(jì)量機(jī)構(gòu) 3.1 自動(dòng)計(jì)量機(jī)構(gòu)的概述 自動(dòng)計(jì)量機(jī)構(gòu)采用光電檢測(cè)技術(shù)。光電檢測(cè)技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測(cè)技術(shù)，是利用電子技

22、術(shù)對(duì)光學(xué)信息進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)一步傳遞、存儲(chǔ)、控制、計(jì)算和顯示等。 光電檢測(cè)系統(tǒng)的根本組成： 作為一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)包括信息的獲得、變換、處理和顯示等幾個(gè)局部。因此，具體來(lái)說(shuō)，光電檢測(cè)系統(tǒng)由光電傳感器、處理電路和顯示控制等三個(gè)根本局部組成，如圖3—1所示。 圖3—1 光電檢測(cè)系統(tǒng)的根本組成 顯然，框圖中的光電傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)的核心局部。它以光為媒介，以光電探測(cè)器件為手段，將各種待測(cè)量變換成電量〔電流、電壓或頻率〕。它將決定整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的靈敏度、精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等。處理電路的作用是將光電傳感器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大、處理〔解調(diào)、數(shù)/?；蚰?數(shù)轉(zhuǎn)換

23、〕、運(yùn)算等，以適應(yīng)后續(xù)顯示、控制或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。 光電傳感器通常都由光源、光學(xué)系統(tǒng)和光電探測(cè)器三局部組成，他們之間的關(guān)系如圖3—2所示。 圖3—2光電傳感器方框圖 光電傳感器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：①非接觸式檢測(cè)。不觸及被測(cè)對(duì)象，不擾亂被測(cè)系統(tǒng)，無(wú)損耗。 ②響應(yīng)速度高。通常響應(yīng)時(shí)間為10～10s。 ③檢測(cè)范圍寬。 ④大量的相關(guān)作用。 缺點(diǎn)：①玷污影響大，必須采取措施，否那么使用受限制。 ②外界干擾光影響大，背景光及外干擾光的影響使信噪比變差，但可采取措施減至最小。 ③使用溫度范圍小，不能用在高溫。 硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)械設(shè)計(jì)的控制原理

24、 在硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)械設(shè)計(jì)中，控制方面是很重要的一局部，主要涉及到硬幣的記數(shù)，防滿，絲杠螺母往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制及機(jī)械手切斷裝置的控制。 其控制原理圖如下列圖3—3所示。 圖3-3 硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)械設(shè)計(jì)的控制原理圖 首先振動(dòng)送料機(jī)開始送料，光電記數(shù)器開始記數(shù)，每次記滿50個(gè)，隔板就會(huì)擋在滑道上，是硬幣不再下落。同時(shí)電機(jī)1開始正轉(zhuǎn)，絲杠向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到在硬幣筒底部的行程開關(guān)1，電機(jī)就開始反轉(zhuǎn)，絲杠向上運(yùn)動(dòng)，電機(jī)1停轉(zhuǎn)，送料機(jī)開始送料。在電機(jī)1正轉(zhuǎn)的同時(shí)，電機(jī)2反轉(zhuǎn)，機(jī)械手張開，延時(shí)一小段時(shí)間，在硬幣被絲杠頂?shù)綑C(jī)械手下面的同時(shí)，電機(jī)2正轉(zhuǎn)，機(jī)械手夾緊。當(dāng)滑道里的硬幣排滿的時(shí)候，光電管

25、感受光照，給送料機(jī)一個(gè)信號(hào)，送料機(jī)停止送料。 4 自動(dòng)包裝機(jī)構(gòu) 4.1 硬幣自動(dòng)分選計(jì)量機(jī)械設(shè)計(jì)的包裝原理 〔1〕 硬幣經(jīng)過(guò)振動(dòng)送料機(jī)的兩次分選后經(jīng)過(guò)滑道直接滑入裝幣筒中?；郎弦惭b光電記數(shù)裝置和電磁鐵隔板防滿裝置，光電記數(shù)裝置是用來(lái)控制硬幣滑入幣筒的數(shù)量，每次記數(shù)為50枚。電磁鐵隔板的作用是防滿，每次滑入幣筒的硬幣如果滿了，電磁鐵隔板就擋在滑道上，使硬幣不再滑入幣筒。 〔2〕幣筒的高度正好等于五十枚硬幣的高度，我所設(shè)計(jì)的硬幣自動(dòng)分選包裝機(jī)要分選出1元、5毛、1毛的硬幣，應(yīng)設(shè)計(jì)好幣筒的高度，所以分選出的硬幣分別裝入三個(gè)不同高度的硬幣筒,分別是1元硬幣筒的高度為100mm，5角

26、硬幣筒的高度為75mm，1角硬幣筒的高度也是75mm。裝幣筒的作用就是裝分選出來(lái)的硬幣，是硬幣的整理過(guò)程。 〔3〕絲杠頂桿是有電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲杠螺母做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成頂桿頂硬幣的動(dòng)作。每次裝滿50枚硬幣，絲杠向下運(yùn)動(dòng)一次，將硬幣頂下，絲杠回轉(zhuǎn)。頂桿裝置的作用是頂硬幣，由于硬幣落入幣筒中可能有不平整的，用頂桿使之平整，還有就是使堆好的硬幣在機(jī)械手張開的時(shí)候用頂桿將硬幣頂入機(jī)械手的下面，然后頂桿向上運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手再一次夾緊，使落下的硬幣上面封好，完成一次包裝。在封好落下的硬幣的上部的時(shí)候也就是對(duì)下一次包裝硬幣的底部的封接。這樣往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成一次硬幣的記數(shù)，包裝。 〔4〕塑

27、料薄膜固定在軸承座上，伸長(zhǎng)的局部要包在幣筒的外面，下面要長(zhǎng)出幣筒，用機(jī)械手夾緊熱封，在幣筒的側(cè)面用一個(gè)橫向封接器完成熱封薄膜的作用。每次硬幣裝滿50個(gè)，熱封器自動(dòng)熱封一次。 〔5〕機(jī)械手主要是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而使機(jī)械手做夾緊和張開運(yùn)動(dòng)。 4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 [σ]FE1=[σ]FE2=460Mpa電動(dòng)機(jī)分為同步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。與其它三種相比，直流電動(dòng)機(jī)具有控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在眾多直流電動(dòng)機(jī)中我選擇的是TYV系列高精度微型特種減速電動(dòng)機(jī)。 在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算: 軸向負(fù)載 M=1/2直徑×軸向力×tg(＋) 絲杠

28、的直徑=12mm，軸向力等于2公斤 所以 M=6×20×tg(15°°) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表35.2-28可選取電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為TYV2-15，功率15W，額定轉(zhuǎn)矩120N·m,頻率為50Hz，電流為。 本設(shè)計(jì)中選的是TYV系列高精度微型特種減速電動(dòng)機(jī) ，TYV系列高精度微型特種減速電動(dòng)機(jī)采用高新技術(shù)，具有齒輪減速、蝸輪減速、直線往復(fù)等多種結(jié)構(gòu)，并可配電子無(wú)級(jí)調(diào)速、阻尼制動(dòng)、電磁剎車等功能，適用于直流，交流多種電壓，是一種高效、節(jié)能、低噪聲的微特減速電動(dòng)機(jī)。該系列產(chǎn)品按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合用戶要求研制，具有設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便，減速比大，體積小，輸出轉(zhuǎn)距大及運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。產(chǎn)品

29、廣泛應(yīng)用于各種類型的生產(chǎn)設(shè)備中，是較理想的機(jī)電一體化微特減速裝置。 4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 根據(jù)所設(shè)計(jì)的方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，齒輪材料均為45調(diào)質(zhì)，小齒輪的硬度為250HBS，大齒輪的硬度為220HBS，二者的硬度差為30HBS。因采用外表淬火，輪齒的變形不大，不需磨削，故初選7級(jí)精度，初選齒輪的齒數(shù)Z=20。 1、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9α進(jìn)行試算 〔1〕確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①試確定載荷系數(shù)； ②齒輪的轉(zhuǎn)矩T1=120N·mm ③由表10-7選取齒寬系數(shù) ④由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ⑤

30、由圖10-21e按齒面硬度查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為σHlim1=600 MPa, σHlim2=500 MPa。 ⑥由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑦由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.94 KHN2 ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%平安系數(shù)s=1由式〔10-12〕得 [σ]H1= KHN1σHlim1/S=564MPa [σ]H2= KHN1σHlim1/S=500MPa 〔2〕計(jì)算 ①試算齒輪分度圓直徑代入中較小的值 = 因?yàn)橛?jì)算所用的是負(fù)載轉(zhuǎn)距，比實(shí)際轉(zhuǎn)距小很多 所以 取d1t=25mm ②計(jì)算圓周速度

31、 ③計(jì)算齒寬b ④計(jì)算齒寬與齒高之比b/n 模數(shù) t= ⑤計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度。由圖10-8查動(dòng)載荷 直齒輪，假設(shè)，由表10-3查得，使用系數(shù)由表10-4由圖10-13查 故載荷系數(shù) ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 ⑦計(jì)算模數(shù)m 由式(10-15)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m≥ (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ②由圖10-18查得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)KFN1=KFN2 ③計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 [σ]F1=337.38 Mpa [σ]F2=Mp

32、a ④計(jì)算載荷系數(shù)K K= KAKVKK ⑤查取齒形系數(shù) 由表10-5可查得 YFA1=2.80 YFA2 ⑥查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5可查得 YSA1=1.55 YSA2=1.779 ⑦設(shè)計(jì)計(jì)算 m≥mm 取m= 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=27.53mm 算出小齒輪的齒數(shù) Z1=d1/m=27.53/1.5=18 大齒輪齒數(shù) Z2= 比照計(jì)算結(jié)果,由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決與彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲

33、勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.903并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=1.5mm. 〔1〕計(jì)算分度圓直徑 d1=mz1=18×=27mm d2=mz2=46×1.5=69mm 〔2〕計(jì)算中心距 a=(d1+d2)/2=(27+69)/2=48mm 〔3〕計(jì)算齒輪寬度 b=Φd×d1=1×27=27mm 取b=27mm Ft=2T1/d1=2×120/27=N KAFt/b=/27=0.33N/mm<100N/mm, 適宜 參考文獻(xiàn) [1]尚久號(hào)

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