機(jī)械原理硬幣分離金課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：硬 幣 分揀機(jī) 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：車輛13級(jí)卓越班 學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：日期：2015年5月30日目錄一、設(shè)計(jì)題目 31、設(shè)計(jì)背景32、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求3二、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的擬定分析與比較 41、方案一分析 42、方案二分析 53、方案三分析74、各方案的比較及選定9三、收集包裝裝置的分析 10四、設(shè)計(jì)所用方法及其原理的簡(jiǎn)要說(shuō)明 111、設(shè)計(jì)所用方法 112、機(jī)器工作原理11五、設(shè)計(jì)小結(jié) 12亠、設(shè)計(jì)題目1、設(shè)計(jì)背景在目前國(guó)內(nèi)的小面值貨幣流通的領(lǐng)域，硬幣分揀大多為人工分揀操作，生產(chǎn)效率低下，浪費(fèi)勞動(dòng)成本。為此，本次課程設(shè)計(jì)題目 為硬幣分揀機(jī)設(shè)計(jì)

2、，本設(shè)計(jì)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， 該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作， 達(dá)到 高效、可靠、減輕勞動(dòng)成本以及減少浪費(fèi)勞動(dòng)力的目的。3、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求(1)我國(guó)目前流通硬幣種類及其基本信息種類材質(zhì)直徑(mm厚度(mm)質(zhì)量(g)邊角形狀角鋁鎂合金22.52.402.20平邊圓形不銹鋼18.01.853.20平邊圓形五角鋼芯鍍銅20.51.413.80間斷絲齒圓形一元鋼芯鍍鎳251.856.05平邊圓形(2)由以上表格，本組成員利用硬幣的直徑大小、硬幣的厚度 大小以及外部形狀，通過(guò)傳送帶組改變硬幣角度姿態(tài)， 進(jìn)行硬幣 的平鋪和篩選，來(lái)達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的要求。二、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)

3、動(dòng)方案的擬定分析與比較1方案一分析俯視圖D<d3篩選滑軌斜滑導(dǎo)軌軌1角直徑di5角直徑d21元直徑d3在上圖方案一里面，本組成員在盛裝硬幣裝置上為了防 止堵塞而管道上壁設(shè)計(jì)了凹凸機(jī)構(gòu)，來(lái)限制通過(guò)硬幣的數(shù) 量，以達(dá)到防堵塞的目的，同時(shí)也可以使硬幣平鋪在傳送帶 上，為后面硬幣篩選分類做好前提條件。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拼接簡(jiǎn)易，制造成本低缺點(diǎn)：工作效率低下、硬幣的平鋪功能未能完全實(shí)現(xiàn)，且易 造成堵塞從而對(duì)硬幣篩選分類造成影響，不能完成本設(shè)計(jì)的 最終目的。2、方案二分析1角直徑di方案二中，本組成員為了防止出現(xiàn)在方案一中硬幣重疊 的問(wèn)題， 經(jīng)過(guò)討論決定通過(guò)延長(zhǎng)滑道， 設(shè)計(jì)曲面滑道的方法， 調(diào)節(jié)硬幣在

4、行進(jìn)過(guò)程中的運(yùn)行姿態(tài)，在最后篩選分類部分， 也做了一些改變。硬幣通過(guò)曲面滑道調(diào)整姿態(tài)后，進(jìn)入梯形 斜槽，利用自身的重力，慣性力以及擋板的支持力，滑過(guò)斜 槽，在此過(guò)程中，利用硬幣的直徑進(jìn)行篩選。篩選過(guò)程中， 利用梯形斜槽之間的距離，使硬幣在適當(dāng)?shù)奈恢孟侣?，從?完成篩選目的。 ，優(yōu)點(diǎn)：解決了硬幣重疊問(wèn)題，與方案一相比提高了效率；凸 輪機(jī)構(gòu)使硬幣流通更加順暢；利用了硬幣的姿態(tài)調(diào)整，減少 了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的拼接； 節(jié)省了制造成本， 減少了不必要的浪費(fèi)； 結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定可靠。缺點(diǎn)：可能會(huì)出現(xiàn)堵塞問(wèn)題，平鋪問(wèn)題依舊存在；篩選過(guò)程 中硬幣自身所受的合力不容易調(diào)節(jié)；同時(shí)要精確軌道的角度 以及軌道的彎曲程度；清分不準(zhǔn)

5、確；操作不夠周密。3、方案三分析1. 從高度上：機(jī)架高度擋板采用各級(jí)分階段篩選技術(shù)。H1 , H2, H3為機(jī)架與齒輪皮帶輪 2 上層皮帶帶的高度H1>H2>H3H1>= 一元硬幣的直徑一元硬幣的直徑>H2>=2倍一角（舊）直 徑厚度2倍厚度>H3>= 一角（舊）直徑厚度2. 從寬度上：采用機(jī)架寬度擋板實(shí)現(xiàn)在同級(jí)的分階段篩選擋板1分隔斜利J用兩傳送帶中間間隔帶， 根據(jù)不同硬幣的大小來(lái)篩選硬擋板2'夾角a作用為利用硬幣本身重 量引導(dǎo)其偏向切沿?fù)醢?2傳送滑下注：收集包裝裝置機(jī)構(gòu)圖請(qǐng)參考第10頁(yè)傳動(dòng)皮帶2方案三中，采用了傳送帶重疊及組合的方式，上圖

6、所示 前兩個(gè)傳送帶主要是為了實(shí)現(xiàn)防堵塞功能、限制硬幣流通數(shù) 量以及平鋪功能。最后是一對(duì)傳送方向呈夾角的傳送帶組， 通過(guò)夾角大小控制兩傳送帶之間的距離來(lái)篩選硬幣。同時(shí)還 特將傳送帶組調(diào)節(jié)一定的角度來(lái)調(diào)整硬幣姿態(tài)，使硬幣由平 鋪?zhàn)優(yōu)樾绷⒆藨B(tài)。安裝擋板，提供支持力，輔助調(diào)整硬幣姿 態(tài)。最終達(dá)到設(shè)計(jì)目的。優(yōu)點(diǎn)：傳輸效率高，不會(huì)出現(xiàn)硬幣重疊，操作簡(jiǎn)便，控制周 密，使用可靠，篩選目的明確。缺點(diǎn)：拼接稍難4、各方案的比較選定經(jīng)過(guò)三組方案的比較，對(duì)比各組方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)：方案一 效率低下，不能達(dá)成篩選分類的目的，而且平鋪 功能不完善，特別容易造成堵塞，從而不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，拋 棄此方案；方案二 傳輸效率有

7、所提高，利用了硬幣的姿態(tài)調(diào)整，減 少了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的拼接；節(jié)省了制造成本，減少了不必要的浪 費(fèi)；結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定可靠。 但是平鋪的問(wèn)題仍舊沒(méi)有得到解決， 堵塞問(wèn)題可能還會(huì)出現(xiàn)， 同時(shí)增加了制造成本， 清分不準(zhǔn)確； 操作不夠周密，拋棄此方案；方案三 在傳輸效率方面得到大幅度提高； 不會(huì)出現(xiàn)硬幣 重疊，操作簡(jiǎn)便；控制周密， 篩選分類目的比較明確； 清分準(zhǔn)確， 使用可靠，而且在制造方面沒(méi)有造成多大難度。最終本組成員決定采用方案三來(lái)作為最優(yōu)方案。1、硬幣分類收集包裝裝置收集包裝裝置簡(jiǎn)圖:如上圖所示，收集包裝裝置由一塊分隔斜板和特制圓柱形紙 筒（也可自備包裝裝置）組成。分隔斜板需要斜放在傳送帶內(nèi)部， 向外側(cè)延伸

8、，且與水平方向成一定角度， 便于硬幣下滑至圓柱形 管道，最后進(jìn)入包裝紙筒（直徑略大于相應(yīng)硬幣的直徑，使硬幣 剛好整齊層疊，高度略大于 50個(gè)硬幣重疊的厚度）。四、設(shè)計(jì)所用方法及其原理的簡(jiǎn)要說(shuō)明 1、設(shè)計(jì)所用方法 本設(shè)計(jì)利用了傳送帶平穩(wěn)傳輸?shù)奶匦裕?為實(shí)現(xiàn)硬幣平鋪功能提供 了一個(gè)可靠穩(wěn)定的前提條件， 同時(shí)也利用傳送帶這一特性提高傳 輸效率、 防止硬幣卡死或大量硬幣的堵塞。 而在篩選裝置上不僅 利用了傳送帶這一特性， 還利用了夾角的調(diào)整， 傳送帶之間的夾 角是為了硬幣的篩選， 兩傳送帶同時(shí)還傾斜一定的角度， 借此更 好的利用硬幣姿態(tài)進(jìn)行篩選。以上為本設(shè)計(jì)的方法。 2、機(jī)器工作原理（1）以電動(dòng)機(jī)作為

9、動(dòng)力源，利用齒輪組傳動(dòng)比的特性，調(diào)節(jié)各 傳送帶運(yùn)行速度（各傳送帶運(yùn)行速度不同） ，調(diào)節(jié)各傳送帶速度 至最佳配合狀態(tài)。（2）硬幣從機(jī)器盛裝裝置進(jìn)入，經(jīng)由第一個(gè)傳送帶的帶動(dòng)，硬 幣向下漏一部分，經(jīng)過(guò)第二個(gè)傳送帶實(shí)現(xiàn)平鋪，進(jìn)入滑軌，從而 到達(dá)篩選裝置。 而且第一個(gè)傳送帶和第二個(gè)傳送帶之間的空隙大 小是為了控制硬幣流通數(shù)量，進(jìn)一步放大本裝置的防阻塞功能。（3）硬幣經(jīng)過(guò)平鋪之后從滑軌（導(dǎo)向作用，限制硬幣縱向滑動(dòng) 范圍）進(jìn)入最后的篩選裝置（由兩組傳送帶組成） ，接著在自身 重力、慣性力以及固定在傳送帶上的擋板的支持力（注：擋板不 與皮帶同步傳動(dòng)） 的綜合作用下， 通過(guò)傳送帶夾角所制造的間距 來(lái)篩選硬幣。五

10、、設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是使學(xué)生較全面、系統(tǒng)掌握和深化機(jī) 械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及應(yīng)用計(jì)算機(jī)工程實(shí)際中各種機(jī) 構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)能力的一門課程。老師給出了眾多課題，本組成員選定了課題之一 硬幣分揀機(jī)。我們想了很多相關(guān)機(jī)構(gòu)，比如，開始的盛裝 裝置，我們想到采用漏斗形式，并且加上凸輪裝置，來(lái)促進(jìn) 硬幣流通，防止堵塞 ，對(duì)于傳輸裝置我們采用傳送帶，利 用傳送帶傳輸平穩(wěn)的特性，使硬幣平鋪在傳送帶上，為后面 硬幣篩選分類做好準(zhǔn)備。但是最終推導(dǎo)出這個(gè)方案不是很合 適，效率低下。經(jīng)過(guò)改進(jìn)，我們把盛裝裝置的凸輪機(jī)構(gòu)去掉，而在管道 上壁上做文章，把上壁做成

11、凹凸?fàn)?，限制硬幣流通?shù)量，防 止堵塞。同時(shí)把篩選裝置改進(jìn)，并把前面的設(shè)計(jì)成曲面，調(diào) 整硬幣姿態(tài)，最終在梯形斜槽上完成篩選。但是最后發(fā)現(xiàn)硬 幣容易重疊，清分目的不夠明確，此方案被擱置。最后，我們想到利用多組傳送帶來(lái)完成硬幣的傳輸、流 通、防堵塞、平鋪以及篩選功能。我們考慮到硬幣的流通數(shù) 量，設(shè)計(jì)了兩組傳送帶來(lái)達(dá)到目的。然后把篩選裝置也采用 傳送帶，調(diào)節(jié)兩傳送帶傳輸方向，使它們成夾角，利用夾角 控制傳送帶之間的距離，完成篩選的目的。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們明白了課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是 針對(duì)某種簡(jiǎn)單機(jī)器， 按照給定的機(jī)械總功能要求， 分解功能， 進(jìn)行機(jī)構(gòu)的選型和組合，設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。針對(duì)我們所做 的這一課題，就是按照這種思路對(duì)運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行對(duì)比、評(píng)價(jià) 和選擇，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。我們課題小組成員從中受益匪淺， 通過(guò)思考， 團(tuán)結(jié)協(xié)作， 以及親手實(shí)踐制作模型，深刻的體會(huì)到設(shè)計(jì)一件機(jī)器的辛 苦，這不是一蹴而就的，也不是僅僅是紙上談兵