機(jī)械原理硬幣分離金課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目：硬 幣 分 揀 機(jī) 學(xué) 院：機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：車(chē)輛13級(jí)卓越班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 日期：2015年5月30日第 18 頁(yè) 共 18 頁(yè)目錄1、 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32、 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) 12一、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

2、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)，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(lèi)及其基本信息 種類(lèi) 材質(zhì)直徑（mm）厚度(mm)質(zhì)量(g)邊角形狀 一角鋁鎂合金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)

3、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)動(dòng)方案的擬定分析與比較1、方案一分析機(jī)架送料口凹凸機(jī)構(gòu)傳送皮帶V 俯視圖斜滑導(dǎo)軌軌 1角直徑 d15角直徑d21元直徑d3D>d1D>d2D<d3篩選滑軌 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(lèi)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(lèi)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 d

4、15角直徑d21元直徑d31角直徑 d15角直徑d21元直徑d31角直徑 d15角直徑d21元直徑d3投幣口轉(zhuǎn)動(dòng)副右視曲面凸輪機(jī)構(gòu)傳送皮帶右視放大圖：硬幣側(cè)面梯形斜槽 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)硬幣在行進(jìn)過(guò)程中的運(yùn)行姿態(tài)，在最后篩選分類(lèi)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?，從而完成篩選目的。，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

5、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)確；操作不夠周密。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3、

6、 方案三分析送料口機(jī)架擋板H2H1H3收集裝置在下演示齒輪皮帶輪1齒輪皮帶輪2俯視傳送帶俯視圖：傳動(dòng)皮帶1擋板1利用兩傳送帶中間間隔帶，根據(jù)不同硬幣的大小來(lái)篩選硬幣分隔斜板擋板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?傳送滑下傳動(dòng)皮帶2注：收集包裝裝置機(jī)構(gòu)圖請(qǐng)參考第10頁(yè) 方案三中，采用了傳送帶重疊及組合的方式，上圖所示前兩個(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

7、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(lèi)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

8、制周密，篩選分類(lèi)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。二、硬幣分類(lèi)收集包裝裝置 收集包裝裝置簡(jiǎn)圖：分隔斜板一元硬幣收集包裝紙筒圓柱形導(dǎo)槽 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，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?，為?shí)現(xiàn)硬幣平鋪功能提供了一個(gè)可靠穩(wěn)定

9、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，

10、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、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(mén)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(kāi)始的盛裝裝置，我們想到采用漏斗形式，并且加上凸輪

11、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(lèi)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)