机械原理课程设计--硬币分拣包装机.doc

机械原理课程设计
硬币分拣包装机
机械与能源工程学院
机械系
专业:机械设计制造及其自动化
成员
姓名
学号
组长
卢志浩
1151746
组员
张杰
1151770
组员
王震
1151768
指导老师:孙鋆强
同济大学
完成日期:2013年 5月 26日
目录
1 机器的功能和设计要求…………………………………….2
简述………………………………………………………………2
硬币分拣机的系统组成…………………………………………2
硬币分拣包装机的设计要求和主要参数………………………3
2 工作原理和工艺动作分解………………………………….4
3 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图…………5
4 机构选型及机械运动方案的选择和评定…………………………..5
5 所选定机构的设计计算过程及各阶段的结果……………6
6 主要参考文献……………………………………………...13
7 设计心得…………………………………………………13
1 机器的功能和设计要求
简述
本次设计题目为硬币分拣机设计,本项目属于应用于现代化的创新性设计。该设备主要用于多种硬币的分选、计数、包装,该设备实现了自动化操作,达到高效、可靠、生产率高、减轻劳动成本的目的。在目前国内的小面值货币流通的领域,硬币分拣大多为人工操作,生产率低,浪费劳动成本。所以,此设备的研制可以改善这一状况,节约劳动力成本,提高劳动生产率。
表1-1 我国目前流通币种及其基本信息
兰花1角
铝镁合金
19


平边
圆形
1999-2003
不锈钢
19


平边
圆形
2005-2011
荷花5角
钢芯镀铜



间断丝齿
圆形
2002-2011
菊花1元
钢芯镀镍
25


平边
圆形
1999-2011
硬币分拣机的系统组成
由机械系统和控制系统两部分组成。
机械系统可分为7个主要功能单元,各个功能单元具有一定的独立性。
图1-1 硬币分拣包装机功能示意图
硬币堆放、输送功能单元
硬币排列、分选功能单元
硬币分选计数功能单元
硬币堆码、整理功能单元
送纸、撕纸功能单元
硬币包装功能单元
卷边功能单元
图1-2
图1-3
硬币分拣包装机的设计要求和主要参数
(1)包装能力:;
(2)驱动电机:;
(3)机械运动方案力求简单;
(4)图1-2表示功能单元1和2,希望能准确分离不同大小的硬币。图1-3表示功能单元3~7,希望能实现各部分协调工作。
(5)顶杆运动有冲击力,希望顶住硬币时冲击力较小。
(6)机械手既要包装又有定位,所以滚轮能加热,且具有一定的摩擦以带动硬币旋转。
2 工作原理和工艺动作分解
根据上述分析,硬币分拣包装机要求完成的工艺动作有以下五个动作:
(1)漏斗将硬币送到传输带上,再送到加速分拣单元上。
(2)加速分拣单元的运动方式是做扭转运动。料斗分三层,上两层开有分选孔,第一层孔大小比五角、一角硬币稍大,比一元硬币小;第二层孔大小比一角大,比五角小。这样在旋转时达到分离三种硬币的效果。另外,硬币在料斗中随着惯性向前运动,在料斗的侧面开出滑道口,符合规格的硬币通过小孔直接落入滑道,滑道口大小由上至下依次为一元、五角、一角。
(3)滑道底面是传送带,侧面装有计数器,两端口装有电磁挡板,以达到准确计数的效果。
计数器每计完一百个硬币,电磁挡板自动挡住滑道口,以便下一步工作。
(4)硬币经过送料机分选后经过滑道直接滑入币筒中,每个币筒容量为一百个,完成码堆。利用间歇运动机构完成币筒的间歇装动,利用顶杆将硬币送到包装单元。
(5)利用间歇机构完成送纸及包装。机械手又三个带有加热装置的偏心摩擦轮,通过摩擦轮的转动带动包装塑料纸及硬币转动,以达到包装侧面的效果。硬币堆两端各有加热片,硬币堆装动时,自动完成勾边。
上述五个动作,加料,分拣,计数比较简单,不做太多的考虑。硬币分拣包装机设计时应重点考虑以下三个机构的设计问题:币筒的间歇转动机构,机械手及送纸机构的间歇运动机构,顶杆的上下运动。
3 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图
对于硬币分拣包装机运动循环图,主要是确定币筒、顶杆、机械手、送纸橡胶轮的先后顺序、相位,以及对各执行机构的设计、装配和调试。以上凸轮为定标构件,上凸轮每旋转一周为一个运动循环。如图:
图3-1

4 机构选型及机械运动方案的选择和评定
根据币筒、顶杆、机械手和送纸橡皮轮这三个执行构件动作要求和结构特点,可选择如表