硬幣自動分選機械設(shè)計說明書

1、沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 硬幣分選機的設(shè)計 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機械與運載學(xué)院35摘 要硬幣自動分選清點機是一種集自動分選、清點和包裝于一體的小型機械。本設(shè)計式為了使硬幣的處理更加便捷，解決現(xiàn)今社會硬幣逐步增大的流通量，以及硬幣的處理不便的問題。經(jīng)對市場產(chǎn)品的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今已有的硬幣分選機構(gòu)基本都不具備包裝功能。在此次的設(shè)計中，針對這個缺陷，設(shè)計出了以一個螺旋料槽扭動式電磁振動給料機、一個直線料槽往復(fù)式電磁振動給料機、三個縱封包裝機、一個推桿機構(gòu)和三個機械手，以及電子計數(shù)器結(jié)合而成的硬幣自動分選清點機構(gòu)。硬幣自動分選清

2、點機利用電磁振動給料機的振動以對硬幣進行定向、排列與分選。螺旋料槽扭動式電磁振動給料機在本設(shè)計中承擔(dān)的主要是硬幣的定向與排列，直線料槽往復(fù)式電磁振動給料機主要運用于硬幣的分選，縱封包裝機、機械手與推桿機構(gòu)組成了一個可縱封與橫封的包裝機構(gòu)，電子計數(shù)器則用于硬幣的清點。根據(jù)對電磁振動給料機、縱封包裝機以及機械手電磁鐵的選用和吸力參數(shù)設(shè)計，對機械手夾緊力參數(shù)的設(shè)計和對推桿機構(gòu)的參數(shù)設(shè)計及強度校核，符合所設(shè)計機械的工作要求，通過這些局部設(shè)計計算，證明了硬幣自動分選清點機的設(shè)計理論是可行的。以它的實用性，將比其他的硬幣分選機構(gòu)有更高的效率。關(guān)鍵詞：硬幣清點，自動分選，機械手，電磁振動給料機ABSTRAC

3、TAutomatic coin counting and sorting machine is a small machine having functions with automatically sorting, counting and packaging. The design wants to make the coin processing convenient, and solves the increasing circulation of coins in present-day society and the inconvenient coin processing. Th

4、rough a research to the products with the coin sorting machines, we found the existing coin sorting machines almost have no the function of package nowadays. In the design, with the shortcoming, a coin counting and sorting machine is designed with a twisting spiral electromagnetic vibratory feeder,

5、an electromagnetic reciprocating linear vibration feeder, three vertical sealing packing machines, a putter machine and three robots grouping together. The coin counting and sorting machine use the electromagnetic vibratory feeder to direct, arrange and sort for coins. The a twisting spiral electrom

6、agnetic vibratory feeder is used to direct and arrange, the electromagnetic reciprocating linear vibration feeder is used to sort coins, a machine which group with the vertical sealing packing machine, the robot and the putter machine can finish the vertical seal and horizontal seal, and the digital

7、 counter is used to count coins. The parameter design including the selection of electromagnet and electromagnetic suction of the electromagnetic vibratory feeder, the vertical sealing packing machine and the robot, the clamping force of the industrial robot and the putter machine and the strength c

8、heck satisfy the job requirement. Through these designs and calculating, it is confirmed that the design theory of the automatic coin counting and sorting machine is right. With its practicality, the machine will have a higher practicality than others.Key Words: Coin counting，Automatic sorting，Robot

9、，Electromagnetic vibratory feeder目 錄摘 要2ABSTRACT3第一章 緒 論5第二章 硬幣分選清點機構(gòu)的方案設(shè)計92.1 總體方案的確定92.2 幾種機構(gòu)方案的比較及最終方案的確定92.3 驅(qū)動系統(tǒng)性能分析與方案設(shè)計132.4控制系統(tǒng)的方案設(shè)計132.4.1 控制順序132.4.2 控制方案14第三章 各部件技術(shù)設(shè)計及參數(shù)選擇153.1 電磁振動給料機的設(shè)計153.1.1 概述153.1.2 電振機工作原理及物料輸送原理163.1.3 運動學(xué)參數(shù)的選擇和計算243.1.4 動力學(xué)參數(shù)選擇及計算273.1.5 電振機電磁參數(shù)計算313.1.6 振動料斗參數(shù)選擇

10、及設(shè)計要點333.2 縱向熱封器設(shè)計及參數(shù)選擇343.2.1 概述343.2.2 縱封器的設(shè)計353.2.3 塑料材料及熱封溫度的選擇373.3 熱封切斷機械手的設(shè)計383.3.1 概述383.3.2 機械手設(shè)計及參數(shù)計算403.4 推桿包裝機構(gòu)413.4.1 齒輪的選擇及計算413.4.2 電動機的選擇423.4.3 齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則423.4.4 齒輪傳動的強度計算433.4.5 絲杠螺母參數(shù)的選擇46結(jié) 論47致 謝48參考文獻49第一章 緒 論QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取大幅度地提高生產(chǎn)效率 如啤酒灌裝機的生產(chǎn)率可高達36000瓶/h，

11、這是手工灌裝機無法比擬的。有如蛋形巧克力的包裝，用手工包裝每人每班可包裝20kg，而用機械包裝，每人每班可包裝250kg以上。降低勞動強度，改善勞動條件 如手工包裝糖果，一個工人8h要重復(fù)動作80000多次；再如人工袋裝化肥，粉塵飛揚污染環(huán)境等。如果廣泛地采用包裝機械代替手工包裝，不但能將包裝工人從繁重的體力勞動中解放出來，而且還大大地改善了工人的勞動條件。保護環(huán)境，節(jié)約原材料，降低成本 手工包裝液體產(chǎn)品時，易造成產(chǎn)品外濺；包裝粉狀產(chǎn)品時，往往造成粉塵飛揚，既污染環(huán)境，又浪費了原材料。采用機械包裝能防止產(chǎn)品的散失，既保護了環(huán)境，又節(jié)約了原材料。有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品包裝質(zhì)量，增強市場

12、銷售的競爭力 有些產(chǎn)品的衛(wèi)生要求很嚴格，如藥品、食品等，采用機械包裝，避免了人手和藥品、食品的直接接觸，減少了對產(chǎn)品的污染。同時由于機械包裝速度快，食品、藥品在空氣中停留時間短，從而減少了污染機會，有利于食品和藥品的衛(wèi)生。另外，由于包裝機械的計量精度高，產(chǎn)品包裝的外形美觀、整齊、統(tǒng)一、封口嚴密，從而提高了產(chǎn)品包裝的質(zhì)量，提高了產(chǎn)品銷售的競爭力，可獲得較高的經(jīng)濟效益。延長產(chǎn)品的保質(zhì)期，方便產(chǎn)品的流通 采用真空、換氣、無菌等包裝機，可使食品和飲料等的流通范圍更加廣泛，延長食品的保質(zhì)期?？蓽p少包裝場地面積，節(jié)約基建投資 當(dāng)產(chǎn)品采用手工包裝時，由于包裝工人多，工序不緊湊，所以包裝作業(yè)占地面積大，基建投

13、資多，而采用機械包裝，產(chǎn)品和包裝材料的供給是比較集中的，各包裝工序安排比較緊湊，因而減少了包裝的占地面積，可以節(jié)約基建投資。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動化程度的迅速提高，實現(xiàn)的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操持焊槍、噴槍、扳手等工具進行加工、裝配等作業(yè)的自動化，已越來越引起人們的重視。機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率；可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進

14、行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。通過對本次設(shè)計題目的深刻理解，對設(shè)計機構(gòu)各個部分的深入分析，對現(xiàn)市面上已出現(xiàn)的硬幣分選機的認識，本次設(shè)計將采用一個電磁振動供料機，一個三道的直線振動滑道，一個熱封包裝機和一個上下料機械手組合而成。第二章 硬幣分選清點機構(gòu)的方案設(shè)計2.1 總體方案的確定通過對各種資料的綜合總結(jié)，以及對現(xiàn)在市場上或正在研發(fā)的硬幣分選清點機構(gòu)的研究，依據(jù)現(xiàn)有成熟設(shè)備以及QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取1、往復(fù)擺動式分檢機這種分檢機

15、有上述特殊設(shè)計的槽體，內(nèi)裝帶規(guī)定孔徑的抽屜，把這個槽體，用帶有一定角度的彈簧板支撐，再裝上一個轉(zhuǎn)動的曲柄連于機構(gòu)，帶著槽體作往復(fù)擺動(圖3)。當(dāng)硬幣放入機箱槽體的帶孔抽屜底板上后，由于傳動機構(gòu)的作用，分檢機工作時槽體作定向擺動，硬幣在底板上不斷向前滑拋，小于孔徑的硬幣，通過板孔落人平板下的槽體中向前滑動；而大于板孔的硬幣，則留在平板上，不斷向前滑動；最后兩種硬幣通過不同的槽口滑出。2、定向振動式分檢機這種分檢機，也由一個槽體，內(nèi)帶具有規(guī)定孔徑的多個抽屜，和一個旋轉(zhuǎn)的振動裝置組成，槽體和振動裝置，用彈簧加以支撐，當(dāng)振動裝置旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生振動力，這是一種定向往復(fù)的振動力，這種力使槽體作定向振動(圖

16、4)，當(dāng)混合的硬幣給人槽體平板上時，硬幣即沿平板向前移動，并帶一定的拋射動作，小于孔徑的硬幣，透過孔落人底板之下，大于孔徑的硬幣，則留在平底板上。以上兩種分檢機的工作原理很類似，只是使帶孔平板獲得運動軌跡的傳動方式略有不同，運動軌跡接近直線，并和水平面有一個夾角，可以在30到45度之間，這樣使硬幣有一個向前上方拋射的作用，使硬幣相互分開，落下，并向前移動，同時小于孔的硬幣透孔下落，完成分檢工作。3、人工操作將機體l的底部固定在兩根軸8上，每根軸8的兩端均裝有一個能繞軸8轉(zhuǎn)動的輪子7；機體l的側(cè)上部裝有把手3。機體l內(nèi)裝有多個抽屜，分檢好的硬幣可以通過抽屜拿出。為使硬幣和抽屜的底板之間產(chǎn)生相對運

17、動，使小于規(guī)定孔徑的硬幣有透過圓孔下落的機會，通過把手3使機體l的左側(cè)抬起，并靠右邊的兩個輪子7作傾斜移動，傾斜的程度可以改變，使較小的硬幣不斷的依次通過各抽屜底版上相應(yīng)的圓孔，各種硬幣由于直徑不同而被分開。方案二：硬幣自動分選機的設(shè)計依據(jù)是：利用偏心輪電機產(chǎn)生振動，使硬幣定向移動進入多路分選裝置；再利用絲杠旋轉(zhuǎn)力傳送硬幣，當(dāng)不同規(guī)格的硬幣通過相應(yīng)的檢測分離孔時，被檢出進入分類收集裝置；利用單片機編程、光電計數(shù)控制電路等多種知識和技術(shù)，使其分選效率好，計數(shù)準(zhǔn)確。輸入傳輸裝置的主要作用是將不同種類的硬幣自動進入多路分選裝置。輸入傳輸裝置位于多路分選裝置的上部。輸入傳輸裝置包括硬幣輸送盒、輸入導(dǎo)軌

18、、控制擋板和振動等部分組成。輸送盒固定在具有一定位移的絲杠片上。輸送盒的里面的進口端略高于出口端，輸送盒出口端裝有3組輸入導(dǎo)軌，引導(dǎo)硬幣進入分選裝置；輸送盒的上部安裝控制擋板，防止硬幣疊加進入輸入導(dǎo)軌；輸送盒的底部安裝一個裝有偏心輪的微型電機，當(dāng)接通電源時產(chǎn)生振動。多路分選裝置設(shè)計為3路，主要作用是將規(guī)格不同的硬幣進行分類篩選，規(guī)格相同的硬幣從各路中匯集到同一收集裝置。多路分選裝置包括輸送部分和檢測分離部分組成。輸送部分為3路，由4個螺旋絲杠組成。4個螺旋絲杠水平并列在一起，兩個絲杠為一組，共構(gòu)成3組，一組兩個絲杠分別加工為左旋和右旋，傳動時相向旋轉(zhuǎn)，使硬幣在兩個絲杠之間向前移動。每個絲杠固定

19、在傳動軸上，其中一端安裝傳動齒輪，相互嚙合，由一微型電機棗減速器機組帶動。分離檢測部分位于每對絲杠下面，根據(jù)硬幣直徑大小設(shè)有檢測分離孔。目前市場上主要流通四種面值的硬幣，1元、0.5元和兩種0.1元，直徑分別為25mm、20mm、22mm和19mm（兩種0.1元直徑大小不同）。檢測分離孔按照硬幣移動方向進行分布，先小孔后大孔，共有4種，根據(jù)硬幣直徑設(shè)計為矩形口，4種檢測分離孔線性連接在一起，使硬幣在其上面能夠連續(xù)移動,在檢測分離孔前有一過渡孔，使硬幣落入時起到定位和過渡作用。因此，每路硬幣分選順序是：0.1元（?。?、0.5元、0.1元（大）、1元。由于硬幣直徑差別很小，檢測分離孔加工精度要求很

20、高，硬幣立面必須垂直位移方向，因此每組絲杠對稱性要好。分類收集裝置位于多路分選裝置下面。主要作用是將分選出的硬幣進行分類收集。分類收集裝置由4個導(dǎo)軌和收集盒組成。導(dǎo)軌帶有一定傾斜角度，能夠使落入的硬幣快速滑落到收集盒中。4個導(dǎo)軌分別接受不同規(guī)格的硬幣，導(dǎo)軌位置與分選裝置的檢測分離孔相對應(yīng)。計數(shù)顯示裝置的光電計數(shù)器安裝在分類收集裝置上，主要作用是將每路分選出的不同規(guī)格的硬幣進行分類統(tǒng)計。計數(shù)顯示裝置由數(shù)碼顯示屏（LCD）、單片機（51系列）、光電計數(shù)器、光電計數(shù)控制電路組成。數(shù)碼顯示屏安裝在硬幣分選機面板上，可以顯示四種硬幣的統(tǒng)計結(jié)果，以及總的金額數(shù)。面板上還設(shè)置5個功能鍵，分別為合計、1元、0

21、.5元、0.1元、復(fù)位鍵。單片機用于控制顯示參數(shù)以及各種功能設(shè)置編程。光電控制電路用于硬幣計數(shù)。計數(shù)顯示裝置的工作原理是，從多路分選裝置分選出同一規(guī)格的硬幣，進入分類裝置時，由光電計數(shù)器將落入的硬幣進行計數(shù)，計數(shù)結(jié)果不斷輸入單片機，進行統(tǒng)計和顯示。當(dāng)硬幣分選工作完成時，可以按下面板按鍵，通過顯示屏查閱硬幣總錢數(shù)，以及不同面值硬幣的總數(shù)。重新工作時按下復(fù)位鍵，計數(shù)器清零，可以繼續(xù)進行。硬幣自動分選機，配置3路直流穩(wěn)壓電源，給顯示屏、單片機、傳輸電機和振動裝置等供電，并且電壓可調(diào)整。圖如下經(jīng)過以上對兩種方案比較分析，仔細對比兩種方案，都有各自的優(yōu)缺點。兩種方案都只局限于硬幣的分選清點，而沒有硬幣的

22、包裝，這對于銀行或超市等企業(yè)將是十分頭疼的問題，并且方案一存在自動化的缺陷，方案二的分選數(shù)量較小，故在此提出一種新的方案，以電磁振動送料機、包裝機和工業(yè)機械手組合成一個帶有包裝功能的硬幣分選清點機構(gòu)。2.3 驅(qū)動系統(tǒng)性能分析與方案設(shè)計一般機械系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)，按動力源分為液壓、氣動和電動三大類。根據(jù)需要也可由這三種基本類型組合成復(fù)合式的驅(qū)動系統(tǒng)。液壓驅(qū)動系統(tǒng)：由于液壓技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)。它具有動力大、力（或力矩）與慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實現(xiàn)直接驅(qū)動等特點。適于在承載能力大，慣量大以及在防爆環(huán)境中工作的這些機器中應(yīng)用。但液壓系統(tǒng)需進行能量轉(zhuǎn)換（電能轉(zhuǎn)換成液壓能），速度控制多數(shù)情況下采用節(jié)

23、流調(diào)速，效率比電動驅(qū)動系統(tǒng)低，液壓系統(tǒng)的液體泄漏會對環(huán)境產(chǎn)生污染，工作噪聲也較高。氣動驅(qū)動系統(tǒng)：具有速度快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、價格低等特點。適于在中、小負荷的機器中采用。但因難于實現(xiàn)伺服控制，多用于程序控制的機器中。電動驅(qū)動系統(tǒng)：由于低慣量、大轉(zhuǎn)矩交、直流伺服電機及其配套的伺服驅(qū)動器（交流變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器）的廣泛采用，這類驅(qū)動系統(tǒng)在一般醫(yī)療或其它領(lǐng)域的機械系統(tǒng)中被大量的應(yīng)用。這類系統(tǒng)不需要能量轉(zhuǎn)換，使用方便，噪聲較低，控制靈活。大多數(shù)電機后面需裝精密的傳動機構(gòu)。直流有刷電機不能直接用于要求防爆的環(huán)境中，成本也較上兩種驅(qū)動系統(tǒng)的高。但因這類驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)點比較突出，因此在各種機器中被

24、廣泛的選用。因此，綜合以上各種驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)缺點，選用電動驅(qū)動方式。2.4控制系統(tǒng)的方案設(shè)計2.4.1 控制順序首先，由推桿帶動塑料薄膜到機械手位置，然后由熱封機械手將薄膜底部進行熱封，縱封包裝機進行縱封。接著螺旋料槽扭動式送料機開始工作，將倒入料斗中的硬幣進行排列，并通過滑道輸送到直線料槽式送料機中進行硬幣的分選，再由直線料槽式送料機將硬幣送入鋼筒中，這時連接鋼筒和直線料槽式送料機的滑道上的光電計數(shù)器開始計數(shù)，當(dāng)硬幣滿100個以后，電磁振動送料機停止工作，這時推桿包裝機開始將裝在鋼筒中的100個 向下推，同時縱封包裝機進行縱封包裝，當(dāng)推到機械手位置，推桿包裝返回，這時由熱封機械手進行封口，然后

25、電磁振動送料機再次開始運轉(zhuǎn)重復(fù)以前的動作，進行下一次的硬幣分選清點包裝。2.4.2 控制方案第三章 各部件技術(shù)設(shè)計及參數(shù)選擇3.1 電磁振動給料機的設(shè)計3.1.1 概述QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取彈簧就恢復(fù)變形，帶著槽體向前運動，在達到振幅位置之后又返回向后運動。由于電磁力是一個周期變化的強迫作用力，因此電振機是一個以電磁力為周期干擾力的強迫振動系統(tǒng)1。當(dāng)電振機采用不同的運動參數(shù)時，物料就在槽體工作面上出現(xiàn)不同形式的運動。物料的基本運動形式有以下4種：1) 相對靜止 物料隨工作面一起運動。2) 正向滑動 物料與工作面保持接觸，同時沿輸送方向?qū)?/p>

26、工作面有相對運 動。3) 反向滑動 物料與工作面保持接觸，同時逆輸送方向?qū)ぷ髅嬗邢鄬\動。4) 拋擲運動 物料在工作面上被輕微拋起，騰空沿工作面向前作拋物線運動。上述4種形式中，相對靜止不能供送物料，反向滑動對供物料沒有直接意義。從理論上來說，只有正向滑行和拋擲運動才有使用意義。但由于運動參數(shù)的某些限制，在實際工作中上述幾種運動形式可能有各種不同的組合形式。輕工業(yè)機械中的電振機一般都是采用拋擲運動形式來工作的。3.1.2.2 物料輸送原理物料在槽體中的輸送如圖3-3所示。 圖3-3圖中為料槽傾角，為振動方向角，槽體在電磁力作用下沿S方向作簡諧振動，則槽體沿S方向的位移可表示為 （3-1）式中

27、 槽體沿S方向的但振幅； 振動圓頻率。將槽體振動位移分解到x方向和y 方向，便得到槽體在x和y方向的分位移： （3-2） （3-3）依次求上式對QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取樣可推導(dǎo)出反向滑始角在范圍內(nèi)，如圖3-6所示。 圖3-6當(dāng)槽體向前向上加速運動時，物料由于慣性對底板的正壓力較大，故摩擦力較大，物料不能發(fā)生相對運動。當(dāng)槽體作減速運動時，物料由于慣性減小了對槽體的正壓力，致使摩擦力減小，物料就有可能發(fā)生正向相對滑動。當(dāng)處于滑行運動狀態(tài)時，為了使物料出現(xiàn)比較良好的滑行運動和獲得較大的輸送速度，選取的正向滑行指數(shù)遠大于1，通常。拋擲運動物料在槽

28、體內(nèi)出現(xiàn)拋擲運動時，槽體受到的無聊的正壓力，并且在開始出現(xiàn)拋擲的瞬時相對加速度，因此由式（3-13）及式（3-7）可得： （3-18）則 令機械指數(shù)，拋擲指數(shù)則 （3-19）當(dāng)拋擲指數(shù)時，有解，因此出現(xiàn)拋擲運動的條件是，滿足此條件的稱為拋始角。由于電振機的和均在范圍內(nèi)，因此拋始角必在范圍內(nèi)，此范圍稱為拋始區(qū)，如圖3-7所示。圖3-7因為振動圓頻率，并將式（3-19）代入（3-18）整理可得： （3-20）式中 n電振機振動次數(shù)，。當(dāng)激振頻率，拋擲指QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取當(dāng)i=1時，D=3.3，可知=，說明物料拋離時間恰與振動周期相等，也

29、即物料剛落到工作面上同時又被重新拋起。當(dāng)i=2時，D=6.36，可知=，物料拋起后騰空飛越了2個振動周期后才落到工作面上，同時又被重新拋起。絕大多數(shù)電振機給料機通常選取，這時工作面每振動一次，物料就出現(xiàn)一次拋擲運動。假設(shè)物料落下時與工作面碰撞屬非彈性碰撞，則物料落到工作面后有一段隨槽運動，然后當(dāng)時物料又被重新拋起，物料就隨著振動頻率而實現(xiàn)周期性的拋擲運動。這種運動狀態(tài)對提高電振機的工作效率和減少不必要的能量消耗都是有益的。假如物料落下時刻正處于起拋區(qū)內(nèi)，由式（3-13）可知此時，所以物料落下后馬上又開始第二次拋擲運動，但其拋擲運動的速度與前一次拋擲運動的初速度不同，所以后一次的拋擲周期與前一次

30、的周期不同，故稱為非周期性拋擲運動1。3.1.3 運動學(xué)參數(shù)的選擇和計算3.1.3.1 機械指數(shù)K及振動次數(shù)n和振幅的選擇機械指數(shù)K的選擇主要受機體材料強度及物體剛度限制，通常取所以此處取 K=4選用半波整流電振機 圖3-9取 ，故查圖3-9QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取1、 理論平均輸送速度 2、 實際平均速度 安裝傾角系數(shù)，當(dāng)時，取，當(dāng)，取1；物料對輸送速度的影響系數(shù)，對顆粒狀物料取 ，對塊狀物料取，對粒末狀物料?。涣雍穸葘斔退俣鹊挠绊懴禂?shù)，取。根據(jù)硬幣為塊狀物料取=1，=0.8，=0.5則 3.1.4 動力學(xué)參數(shù)選擇及計算3.1.4.

31、1 減振彈簧剛度QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取物料結(jié)合系數(shù)。故質(zhì)體1和質(zhì)體2的完整的計算質(zhì)量為：空載時：負載時 3.1.4.3 負載頻率比和空載頻率比一般按照系統(tǒng)阻尼的大小，在下列范圍內(nèi)選取負載頻率，故取。物料結(jié)合質(zhì)量與質(zhì)體1的空載計算質(zhì)量之比空載下二質(zhì)體計算質(zhì)量QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取選用半波整流激磁：振動頻率為3000次/min，機體雙振幅一般為。如圖3-12（b）。 圖3-123.1.5.3 鐵心型式的選擇選用“”型鐵心：結(jié)構(gòu)較緊湊，便于安裝，但漏磁較大，用于小型電振機。3.1.5.

32、4 鐵心截面積（磁極總面積的一半） 表3-2查表3-2取、，取、電磁激振力幅值與基本電磁力比值；電振機特征數(shù)；電路內(nèi)電阻對電磁力影響系數(shù)；磁力線擴張系數(shù)；最大許用磁通密度。3.1.6 振動料斗參數(shù)選擇及設(shè)計要點3.1.6.1 振動料斗設(shè)計要點QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取，生產(chǎn)數(shù)量有限。為便于制造和維修，減少設(shè)備投資，在各種包裝機的設(shè)計中應(yīng)注意標(biāo)準(zhǔn)化、通用性及多功能性。3.2.2 縱封器的設(shè)計帶裝機上配置的縱封器，主要用來完成袋筒成型后的縱邊封合。根據(jù)熱封器運動的不同方式，將縱封器分為連續(xù)式和間歇式兩種4。連續(xù)式縱封器的熱封結(jié)構(gòu)是作等速相向回轉(zhuǎn)

33、的一對輥筒，它對袋筒兼有施壓、牽引及加熱封邊的作用，又稱輥式縱封器。在加熱期間，熱量由輥筒內(nèi)的電熱絲通電后供給，常熱式輻射加熱，使熱熔性塑料進入兩輥筒的熱合接觸面，相互黏合而形成一道密合的縱縫。間歇式縱封器呈板條狀結(jié)構(gòu)，大都用氣（油）缸作往復(fù)直線運動，又稱板式縱封器。當(dāng)袋筒停歇時，縱封器可對其疊合的側(cè)邊壓緊并進行脈沖式熱封，使其形成一道密合的縱縫。釋放后，再借其他裝置完成牽引動作。本設(shè)計中，由于有數(shù)量規(guī)定，每一百個硬幣后縱封一次，所以應(yīng)選用間歇式縱封器，但由于整個機構(gòu)的動力源均是電力的，所以將縱封器的動力源氣（油）缸改為電磁鐵驅(qū)動。 圖1板式縱封器的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)實現(xiàn)的運動一般比較簡單，圖1所示是

34、幾種常見的機構(gòu)型式。其中（a）圖為直推式：氣缸固定，活塞推動縱封板往復(fù)移動并壓緊，具有結(jié)構(gòu)緊湊、壓力較均勻等優(yōu)點。（b）圖為拉動式：氣缸可以在機體內(nèi)設(shè)置，整機外形較平整，拉動時采用杠桿原理，以增大作用力的倍數(shù)，但增加了氣缸的行程，且熱封板橫向受壓不均勻。（c）圖為杠桿式：將氣缸推力通過杠桿轉(zhuǎn)換成熱封板對縱縫處的壓力，具有上述兩者的某些優(yōu)點，克服了一些不足；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了傳動桿件，傳動效果受到一定影響。（d）圖為杠桿夾合式：氣缸擺動，適用于對接式縱縫的封合。上述前三種主要用于搭接式縱縫封口，若對成型器及料管稍加改裝，同樣可用來對接縱縫封合。在本設(shè)計中，選用直推式縱封器進行縱封，直推式縱封器如

35、圖1（a）所示。板式縱封器主要由熱封板、調(diào)壓彈簧及驅(qū)動氣缸組成，此處驅(qū)動氣缸換成電磁鐵驅(qū)動。工作壓力一般為。故取壓強 銜鐵直徑 則，銜鐵面積 則，電磁鐵吸力為 取 則，氣隙的截面積 3.2.3 塑料材料及熱封溫度的選擇（一）熱封原理將兩層以上的塑料薄膜熱熔到一起，這除了與塑料材料本身的性能有關(guān)，如熔融溫度、熱穩(wěn)定性等，還與溫度、壓力、時間和加熱方式、封頭形式有關(guān)。它們都是在加熱條件下，使薄膜的熱合部位局部地達到熔融狀態(tài)，并施加壓力，經(jīng)過一段時間后，分子互相滲透，經(jīng)過冷卻、定型后而起熱封合作用。一般來說，溫度低些、壓力小些，時間長點，熱封質(zhì)量較好。溫度太高，薄膜容易出現(xiàn)軟化，產(chǎn)生較大的熱收縮變形

36、，影響封口質(zhì)量，甚至燒穿；如果時間太長，由得塑料會受熱分解，壓力過大，使封口變形增大，封接強度下降。這三個參數(shù)的關(guān)系可用圖2來表示，圖中的上限是收縮超過3%，下限是封接強度等于98kPa，它們上下限間的范圍越寬，塑料薄膜的熱封性能越好。 圖2（二）熱封裝置無論采用扁形電阻絲的脈沖封接、圓形電阻絲的熔斷封接還是板式的恒溫封接，在設(shè)計中都應(yīng)該考慮以下因素。本設(shè)計采用板式的恒溫封接。對于單膜的熱封來說，熱封頭表面大多采用光面，上板或下板加熱，用不銹鋼制成，另一板為耐熱的硅橡膠，不加熱，為了阻止熱封合時塑料與加熱板粘連，在加熱板上與塑料接觸的地方應(yīng)涂上一層聚四氟乙烯；為了使封口美觀，封口寬度一般為。對

37、于復(fù)合膜，為了提高封接強度和增加美觀，封頭表面常有縱橫花紋，封口寬度為10mm左右。在本設(shè)計中選用單膜熱封。對于薄膜厚度大、加熱時間短的熱封接，容易形成薄膜上下層溫度不均勻，上熱下冷或下熱上冷溫差較大的現(xiàn)象。過大的溫差容易引起與加熱板接觸的塑料薄膜表面過熱，產(chǎn)生熱變形和熱分解，影響封接質(zhì)量。這時宜采用雙面加熱的方式，如0.5mm厚的聚乙烯膜，采用204的封頭溫度，在室溫為27的情況下，用雙面加熱方式，封接時間需要，若單面為硅橡膠的時間為，如果采用單面加熱的方法，就需要，這時封接表面的溫度為。則在本設(shè)計中，選用單面加熱方法。3.3 熱封切斷機械手的設(shè)計3.3.1 概述隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，

38、自動化程度的迅速提高，實現(xiàn)的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操持焊槍、噴槍、扳手等工具進行加工、裝配等作業(yè)的自動化，已越來越引起人們的重視。機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率；可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。機械手的結(jié)構(gòu)

39、型式開始比較簡單，專用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，使用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快地改變工作程序，適應(yīng)性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。（一）執(zhí)行機構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)5。1、手部 即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。夾持式手部由手指和傳力機構(gòu)所構(gòu)成，手指是與物件直接接觸，而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)

40、生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)；吸附式手部主要由吸盤等構(gòu)成，它是靠吸附力吸附物件。2、手腕 是聯(lián)接手部和手臂的部件，起調(diào)整或改變工件方位的作用。3、手臂 支承手腕和手部的部件，用以改變工件的空間位置。4、立柱 是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降運動均與立柱密切的聯(lián)系。機械手的立柱通常為固定不動的，但因工作需要，有時也可以作橫向移動，即稱為可移式立柱。5、行走機構(gòu) 機械手為了完成遠距離的操作和擴大使用范圍，可以增設(shè)滾輪行走機構(gòu)。滾輪式行走機構(gòu)可分為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動滾輪運動則應(yīng)另外增設(shè)機械傳動裝置。6、機座 它是機械手的基礎(chǔ)部分，機械手執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)

41、均安裝于機座上，故起支承和聯(lián)接的作用。（二）驅(qū)動系統(tǒng)機械手的驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的傳動裝置。常用的有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機械傳動等四種形式。（三）控制系統(tǒng) 有電氣控制和射流控制兩種，一般常見的為電氣控制。它是機械手的重要組成部分，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當(dāng)工作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。（四）位置檢測裝置 控制機械手執(zhí)行機構(gòu)的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構(gòu)的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構(gòu)以一定的精度達到設(shè)定

42、位置。3.3.2 機械手設(shè)計及參數(shù)計算3.3.2.1 物料饋送器或儲存裝置與機器人配合工作的零件饋送器或儲存裝置對手爪必須的最小和最大爪鉗之間的距離以及必須的夾緊力都有要求，同時，還應(yīng)了解其他可能的不確定的因素對手爪工作的影響。3.3.2.2 機器人作業(yè)順序QQ:123536215 、870862708 全套圖紙及說明書，英文翻譯可獲取表9-8取 則 不發(fā)生根切的最小齒數(shù) 3.4.2 電動機的選擇查簡明機械零件設(shè)計手冊第二版 P793 表22-4，選用Y100L-6型電動機。轉(zhuǎn)速為，功率，效率。3.4.3 齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則所設(shè)計的齒輪傳動在具體的工作情況下，必須具有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證

43、在整個工作壽命期間不致失效。因此，針對上述各種工作情況及失效形式，都應(yīng)分別確立相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則。但是對于齒面磨損、塑性變形等，由于尚未建立起廣為工程實際使用而且行之有效的計算方法及設(shè)計數(shù)據(jù)，所以目前設(shè)計一般使用的齒輪傳動時，通常只按保證齒根彎曲疲勞強度及保證齒面接觸疲勞強度兩準(zhǔn)則進行計算。對于高速大功率的齒輪傳動，還要按保證齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進行計算。至于抵抗其他失效的能力，目前雖然一般不進行計算，但應(yīng)采取相應(yīng)的措施，以增強輪齒抵抗這些失效的能力7。由實踐得知，在閉式齒輪傳動中，通常以保證齒面接觸疲勞強度為主。但對于齒面硬度很高、齒芯強度又低的齒輪或材質(zhì)較脆的齒輪，通常則以保證齒根彎曲疲勞強度

44、為主。如果兩齒輪均為硬齒面且齒面硬度一樣高時，則視具體情況而定。功率較大的傳動，例如輸入功率超過75kW的閉式齒輪傳動，發(fā)熱量大，易于導(dǎo)致潤滑不良及輪齒膠合損傷等，為了控制溫升，還應(yīng)作散熱能力計算。開式齒輪傳動，按理應(yīng)根據(jù)保證齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進行計算，但如前所述，對齒面抗磨損能力的計算方法迄今不夠完善，故對開式齒輪傳動，目前僅以保證齒根彎曲疲勞強度作為設(shè)計準(zhǔn)則。為了延長開式齒輪傳動的壽命，可視具體需要而將所求得的模數(shù)適當(dāng)增大。3.4.4 齒輪傳動的強度計算 （一）輪齒的受力分析根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速為，功率，可得則 （二）齒根彎曲疲勞強度計算假設(shè)輪齒為一懸臂梁，則單位齒寬（b=1）時齒根危險截面的彎曲應(yīng)力為 取 使用系數(shù)，查機械設(shè)計第八版，P192,表10-2，取；動載系數(shù)，查機械設(shè)計第八版，P194，圖10-8，??；齒間載荷分配系數(shù)，查機械設(shè)計第八版，P195，表10-3，??；齒向載荷分布系數(shù)，查機械設(shè)計第八版，P196，表10-4，取。則 所以 令 齒根危險截面的彎曲應(yīng)力為 上式中的僅為齒根危險截面處的理論彎曲應(yīng)力，實際計算時，還應(yīng)計齒根危險截面處的過渡圓角所引起的應(yīng)力集中作用