硬幣分揀器的設(shè)計(jì)【清分選機(jī)含SW三維及8張CAD圖】【需要咨詢購買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：
1目錄緒論 ....................................................................................................................................................21.1 硬幣清分機(jī)背景 .................................................................................................................21.2 國(guó)內(nèi)外硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................................................21.2.1 國(guó)外硬幣清分發(fā)展現(xiàn)狀 .........................................................................................21.2.2 國(guó)內(nèi)硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 .....................................................................................22 確定方案 ......................................................................................................................................43 傳動(dòng)設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................5§ 3-1 電動(dòng)機(jī)的選型 ...........................................................................................................5§ 3-2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ........................................................................................................6§ 3-3 錐齒輪的設(shè)計(jì) .........................................................................................................10四 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................14§ 4-1 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的概述 .............................................................................................14§ 4-2 硬幣導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求 .............................................................................................14五 轉(zhuǎn)盤的加工設(shè)計(jì) .......................................................................................................................16六 傳感器的選用 ..........................................................................................................................21七 機(jī)架的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................22結(jié)論： ..............................................................................................................................................24畢業(yè)設(shè)計(jì)心得 ..................................................................................................................................25致謝 ..................................................................................................................................................26參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................272緒論1.1 硬幣清分機(jī)背景銀行等一些特殊部門要對(duì)大量的硬幣進(jìn)行高效的處理，如計(jì)數(shù)、分類、包裝等以使其再流通，無人售票車、投幣電話等需要對(duì)硬幣進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，自動(dòng)售貨機(jī)除了識(shí)別之外，還要提供找零功能等。而且在目前在世界范圍內(nèi)，硬幣以其成本低，流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢(shì)將占領(lǐng)小面額貨幣市場(chǎng)是大勢(shì)所趨。市場(chǎng)需要一種成熟可靠的硬幣自動(dòng)處理機(jī)具。鑒于此需要，我們研制用于處理上述問題的機(jī)具。 硬幣清分機(jī)是金融行業(yè)設(shè)備中的用于清點(diǎn)硬幣的技術(shù)產(chǎn)品，它的主要功能是硬幣的計(jì)數(shù)和硬幣幣種的清分。目前主要適用于超市、公交、自動(dòng)售貨行業(yè)，零售業(yè)等行業(yè)。硬幣清分機(jī)外型簡(jiǎn)單大方，設(shè)備原理清晰。操作簡(jiǎn)單易懂，價(jià)格適中，在超市，零售等行業(yè)頗受歡迎。硬幣清分機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它不僅可以清點(diǎn)硬幣的數(shù)目，更能將各幣種清分開來，并且面對(duì)不同的國(guó)家的硬幣不需要調(diào)整軟件，只需要調(diào)整機(jī)器的硬件設(shè)備就可以滿足不同的國(guó)家的硬幣清點(diǎn)需求。因此不僅占據(jù)了很大的市場(chǎng)份額，而且對(duì)于生產(chǎn)成本也有所降低。1.2 國(guó)內(nèi)外硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外硬幣清分發(fā)展現(xiàn)狀硬幣清分機(jī)至今已有 30 年的歷史，發(fā)展到今天，硬幣清分機(jī)已具有可靠的傳動(dòng)系統(tǒng)和先進(jìn)的計(jì)數(shù)清分功能，其智能化的設(shè)計(jì)為解決硬幣清點(diǎn)的困難提供了完美的選擇。國(guó)外著名廠家有日本的榮光 瑞典的 SCANCOIN AB。由于國(guó)外硬幣清分機(jī)發(fā)展比較早，其技術(shù)也較為成熟。硬幣清分機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)具有低噪聲、傳動(dòng)平穩(wěn)、、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)；計(jì)數(shù)功能采用光敏傳感器，有功能齊全，操作更簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)；采用數(shù)字顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，全面顯示硬幣的數(shù)量等信息。1.2.2 國(guó)內(nèi)硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1、硬幣清分機(jī)在我國(guó)的市場(chǎng)前景：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，2008 年北京申奧成功和 WTO 的加入。從本世紀(jì)開始，我國(guó)進(jìn)入了全面建設(shè)小康社會(huì)的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是金融行業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力。我國(guó)第五版3人民幣的發(fā)行，輔幣(10 元以下)硬幣化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，硬幣的投放量還將大幅度增加[1]。由于硬幣手工清分成本大，利潤(rùn)小，一般不復(fù)點(diǎn)且誤差多，因此硬幣流通自動(dòng)化成為迫切的社會(huì)需求，所以硬幣清分機(jī)將會(huì)成為國(guó)內(nèi)金融市場(chǎng)的一個(gè)主流機(jī)器。2、硬幣清分機(jī)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)：在國(guó)內(nèi)，清華大學(xué)、北京科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)、蘇州大學(xué)、福州大學(xué)等多家單位均對(duì)如何進(jìn)行正確的硬幣識(shí)別做過深入研究，在機(jī)理上普遍采用電渦流法。這些單位的研究在可能涉及的硬幣范圍內(nèi)取得了較好的效果，但對(duì)硬幣的鑒別都局限于項(xiàng)目本身，存在不系統(tǒng)、不完整，對(duì)偽幣效果識(shí)別不好等問題。 3、硬幣清分機(jī)是對(duì)高速通過的硬幣進(jìn)行識(shí)別、計(jì)數(shù)，同時(shí)對(duì)偽幣、殘幣進(jìn)行剔除的系統(tǒng)。它是分類機(jī)、計(jì)數(shù)機(jī)、包裝機(jī)、銷毀機(jī)等眾多硬幣處理器具的基礎(chǔ)。由于國(guó)情和貨幣體系不同，研制各國(guó)統(tǒng)一的硬幣清分系統(tǒng)不現(xiàn)實(shí)，因此，需要針對(duì)不同的貨幣體系研制相應(yīng)的清分系統(tǒng)。 在這個(gè)領(lǐng)域里，國(guó)外較早的開展了研究，并且做了大量的工作。開發(fā)的產(chǎn)品大致也分為三個(gè)檔次，低檔、中檔和高檔。低檔清分速度在 1000 枚/min 以下，中檔為 1000～1500 枚/min 左右，高檔則在 1500 枚/min 以上。所使用的清分方法上主要有兩大類，一類是根據(jù)物理技術(shù)進(jìn)行清分，另一類是根據(jù)性能指標(biāo)進(jìn)行清分。高速清分基本上都是采用性能指標(biāo)來進(jìn)行清分。綜觀來看，當(dāng)今國(guó)內(nèi)外硬幣清分裝置，或者設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，抗振動(dòng)、抗電磁干擾能力差，識(shí)別偽幣能力差；要么制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴、缺少實(shí)用價(jià)值。 蘇州職業(yè)大學(xué)42 確定方案硬幣清分機(jī)主要設(shè)計(jì)是從硬幣的分離，計(jì)數(shù)等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。分離步驟：具體的分離步驟是這樣的，首先混幣通過傳輸裝置，定時(shí)定量的（定時(shí)定量的目的在于防止一次送進(jìn)過多的硬幣而導(dǎo)致分離盤負(fù)擔(dān)過大，引起堵塞和分離不流暢）傳輸一部分混幣到圖中所示的分離盤，起先我們分離的是幣值為 1分的硬 幣，所以第一個(gè)傳感器擋幣塊與導(dǎo)軌的距離設(shè)計(jì)的要比 1 分的硬幣略大，比其它幣值的硬幣直徑都要小，以此為標(biāo)準(zhǔn)再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的分離效果，我們確定一個(gè)合適的直徑，這樣一來，1 分的硬幣和其它幣值的硬幣就區(qū)分了出來。其工作原理如下：?jiǎn)?dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)分離盤，使得分離盤轉(zhuǎn)動(dòng)，則分離盤中的硬幣作離心運(yùn)動(dòng)，硬幣被撥到導(dǎo)軌中（導(dǎo)軌上端對(duì)應(yīng) 6 個(gè)傳感器擋幣塊,擋幣塊與導(dǎo)軌的距離大小循序從上到下依次變大） ，然后根據(jù)硬幣的尺寸由小到大的循序?qū)鯉艍K與導(dǎo)軌之間的距離進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)不同直徑的硬幣進(jìn)行分離。其裝置簡(jiǎn)圖如圖 1 所示 圖 1蘇州職業(yè)大學(xué)53 傳動(dòng)設(shè)計(jì)§ 3-1 電動(dòng)機(jī)的選型考慮到設(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)機(jī)適用對(duì)象為零售業(yè)、銀行和個(gè)體商戶戶,故電動(dòng)機(jī)電壓應(yīng)選用 220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動(dòng)力不是很大 ,選用小功率的電動(dòng)機(jī).綜合各方面因素,選用 YL 系列電動(dòng)機(jī).YL 系列電動(dòng)機(jī)是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點(diǎn),符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC 的有關(guān)規(guī)定,并實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座號(hào)單、三相異步電動(dòng)機(jī)等級(jí)相同,提高了單、三相電動(dòng)機(jī)的互換性和通用性,被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、,小型機(jī)床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面.電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)：型號(hào):YL801-4電壓:220V功率:0.55KW同步轉(zhuǎn)速:1500r/min頻率:50HZ效率:68%功率因數(shù):0.92 外形尺寸:295 165 200?電動(dòng)機(jī)的安裝方式：選擇 IBM3 型蘇州職業(yè)大學(xué)6§ 3-2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)① 電動(dòng)機(jī) V 帶輪的設(shè)計(jì) ② 主軸 V 帶輪的設(shè)計(jì)一 、V 帶輪的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì) V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為 3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。二 、帶輪的材料 此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號(hào)為 HT200。三 、 V 帶輪的結(jié)構(gòu)鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：①實(shí)心式 ②腹板式③孔板式④橢圓輪輻式.當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 2.5d(d 為軸的直徑，單位為 mm)時(shí)，可采用實(shí)心式；d?300mm 時(shí)，可采用腹板式（當(dāng) 100mm 時(shí)，可采用孔板式） ；d? 21dD??300mm 時(shí)，可采用輪輻式。?四 、 相關(guān)計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為 0.55KW,轉(zhuǎn)速 n1=1500r/min,選取傳動(dòng)比為 i=3.9,采用普通 V 帶傳動(dòng).1.確定計(jì)算功率 P ca由參考資料[1]表 8-6 查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故P =KA P=1.1 0.55=0.605KWca?2.選取帶型根據(jù) P ，n 由參考資料[1]圖 8-9 確定選用 Z 型ca3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑由[1]表 8-3 和表 8-7 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d =71mm1則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d =i d =3.9 71=276.9mm2?1根據(jù)參考資料[1]表 8-7 取 d =280mm2按參考資料[1]式(8-13) 驗(yàn)算帶的速度蘇州職業(yè)大學(xué)7V= = m/s=5.57120°主輪上的包角合適6.計(jì)算 V 帶的根數(shù) Z由參考資料[1]式(8-22) 知 ldcaKPz)(0???由 n1=1500r/min, dd1=71mm, i=3.9 查由參考文獻(xiàn)[1]表 8-5a 和參考文獻(xiàn)[1]表 8-5b,得P =0.31kw, △P =0.03kw00查參考資料[1]表 8-8,得 K =0.92?查參考資料[1]表 8-2,得 K =1.14l蘇州職業(yè)大學(xué)8則 =1.69714.920)3.10(65???z取 z=2式(8-22)中 K —————包角系數(shù)?K ——————長(zhǎng)度系數(shù)lP ——————單根 V 帶的基本額定功率0△P —————計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí),單根 V 帶額定功率的增量7.計(jì)算預(yù)緊力 F 0由參考資料[1]式(8-23) 知F =0 2)15.(qvKzvPca???查參考資料[1]表 8-4, 得 q=0.06kg/m,故F = =49.687584N0 2573.06)92.(573.26??8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力 F p由參考資料[1]式(8-24), 得F = = =192.3Np2sin 10dz 274.15sin49.6??五 、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸，參考文獻(xiàn)[1]表（8-10） ，帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照參考文獻(xiàn)[1] 圖（8-12）所列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件等。由以上的計(jì)算可知：電動(dòng)機(jī)的 V 帶輪選實(shí)心式；主軸 V 帶輪選腹板式。六 、V 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)蘇州職業(yè)大學(xué)9圖 3-1 V 帶輪的輪槽尺寸V 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 3-1 表 3-1注：電動(dòng)機(jī) V 帶輪蘇州職業(yè)大學(xué)10L=(1.5~2)d, B<1.5d 時(shí)，L=B，此處 L=28=(1.8~2)d, d 為軸的直徑，此處 =2d1 1主軸 V 帶輪L=（1.5~2）d, 當(dāng) B<1.5d 時(shí)，L=B,此處 L=28= B 此處 = B=7C' )47(?'4§ 3-3 錐齒輪的設(shè)計(jì)選用直齒錐形齒輪,取錐齒輪傳動(dòng)效率 =0.95,?小錐齒輪傳動(dòng)功率為 P=0.5225,轉(zhuǎn)速 n=384.6r/min.傳動(dòng)比 i=2.一、選擇齒輪材料小齒輪用 45 調(diào)質(zhì),齒面硬度 200-230HBS大齒輪用 45 調(diào)質(zhì),齒面硬度 170-200HBS根據(jù)齒面硬度中值,按參考資料[2]圖 17-1 中 MQ 線查得小齒輪 =565MPa1limH?大齒輪 =545MPa2li二、選定齒輪精度等級(jí)根據(jù)工作情況,選用 8 級(jí)精度三、按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪分度直徑3221 )1(57HpmuKTCd????(1) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 TT=9550P/n=9550 0.5225/384.6=12.97N·m?(2) 齒數(shù)比u=i=2(3) 配對(duì)材料系數(shù) C m查參考資料[2]表 17-18,得 C =1m(4) 載荷系數(shù)根據(jù)載荷情況,齒輪精度和齒輪結(jié)構(gòu)位置取 K=1.5(5)許用應(yīng)力 Hp?=0.9 =0.9 565=509MPa11lim?蘇州職業(yè)大學(xué)11=0.9 =0.9 545=491MPa2Hp?2lim?取小值,所以 = =491MPaHp?2（6）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1=52mm3221 49)(7.50.57?????d四、計(jì)算主要尺寸與參數(shù)(1)選定小齒輪齒數(shù) z1由參考資料[2]圖 17-18,并根據(jù)小齒輪直徑,齒面硬度選定 z =20,則 z = 12z u=401(2)確定模數(shù) m=52/20=2.6mm1zd?取標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5mm(3)計(jì)算分度圓直徑 ,1d2=m z =50mm1d=m z =100mm2(4)計(jì)算分錐角 ,1?2=arc tan(z / z )=arc tan(20/40)=26.565°1=90°- =63.435°21(5)計(jì)算錐距 RR= = =55.9mm21zm?2405.?(6)計(jì)算輪齒寬度 b取 =0.33R?b=R =55.9 =18.447mm3.0?取 b=20mm(7)計(jì)算齒頂圓直徑 ,1ad2蘇州職業(yè)大學(xué)12= =1 2.5=2.5mmahm*?= = =54.59mm1d1cos2?a????56.2cos.50=102.2mm?432a(8)計(jì)算平均圓周速度 mv=41.75mm).051()5.01(???Rmd?=0.84m/sv63847.436??n?錐齒輪傳動(dòng)參數(shù)見表 3-2 表 3-2參數(shù)值參數(shù) 代號(hào)小齒輪 大齒輪齒形角 ?20° 20°大端面模數(shù) m 2.5 2.5傳動(dòng)比 i 2 2齒數(shù) z 20 40分錐角 ?26.565° 63.435°分度圓直徑 d 50 100錐距 R 55.9 55.9齒寬系數(shù) ?0.33 0.33齒寬 b 20 20齒頂高 ah2.5 2.5齒高 h 5.5 5.5齒根高 f 3 3齒頂圓直徑 ad54.5 102.2蘇州職業(yè)大學(xué)13齒根角 f? 3.07° 3.07°齒頂角 a3.07° 3.07°頂錐角 ?29.635° 66.505°根錐角 f 23.495° 60.365°安裝距 A 72 53外錐角高 k48.88 22.76五 、小錐齒輪零件圖如下蘇州職業(yè)大學(xué)14四 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)§ 4-1 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的概述直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的作用是用來支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件按給定的方向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌可以是一個(gè)專門的零件，也可以是一個(gè)零件上起導(dǎo)向作用的部分?；瑒?dòng)摩擦導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件直接接觸。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、接觸剛度大；缺點(diǎn)是摩擦阻力大、磨損快、低速運(yùn)動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。按照機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，一個(gè)剛體在空間有六個(gè)自由度，即沿 x、y、z 軸移動(dòng)和繞它們轉(zhuǎn)動(dòng)（圖） 。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，必須限制運(yùn)動(dòng)件的五個(gè)自由度，僅保留沿一個(gè)方向移動(dòng)的自由度。導(dǎo)軌的導(dǎo)向面有棱柱面和圓柱面兩種基本型式。圖 導(dǎo)軌的導(dǎo)向原理 以棱柱面相接觸的零件只有沿一個(gè)方向移動(dòng)的自由度，如圖 3-29b、c、d 所示的棱柱面導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)件只能沿 x 方向移動(dòng)。棱柱面由幾個(gè)平面組成，但從便于制造、裝配和檢驗(yàn)出發(fā)，平面的數(shù)目應(yīng)盡量少，圖中的棱柱面導(dǎo)軌由兩個(gè)窄長(zhǎng)導(dǎo)向平面組成。限制運(yùn)動(dòng)件自由度的面，可以集中在一根導(dǎo)軌上，但為提高導(dǎo)軌的承載能力和抵抗傾復(fù)力矩的能力，絕大多數(shù)情況是采用兩根導(dǎo)軌。以圓柱面相配合的兩個(gè)零件，有繞圓柱面軸線轉(zhuǎn)動(dòng)及沿此軸線移動(dòng)的兩個(gè)自由度，在限制轉(zhuǎn)動(dòng)這一自由度后，則只有沿其軸線方向移動(dòng)的自由度（圖） ?！?4-2 硬幣導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求一、導(dǎo)軌的基本要求1、導(dǎo)向精度高。導(dǎo)向精度是指運(yùn)動(dòng)件按給定方向作直線運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確程度，它主要取決于導(dǎo)軌本身的幾何精度及導(dǎo)軌配合間隙。導(dǎo)軌的幾何精度可用線值或角值表示。蘇州職業(yè)大學(xué)15圖 3-30 導(dǎo)軌的幾何角度（1）導(dǎo)軌在垂直平面和水平面內(nèi)的直線度 如圖 3-30a、b 所示，理想的導(dǎo)軌面與垂直平面 A-A 或水平面 B-B 的交線均應(yīng)為一條理想直線，但由于存在制造誤差，致使交線的實(shí)際輪廓偏離理想直線，其最大偏差量△即為導(dǎo)軌全長(zhǎng)在垂直平面（圖 3-30a）和水平面（圖 3-30b）內(nèi)的直線度誤差。（2）導(dǎo)軌面間的平行度 圖 3-30c 所示為導(dǎo)軌面間的平行度誤差。設(shè) V 形導(dǎo)軌沒有誤差，平面導(dǎo)軌縱向有傾斜，由此產(chǎn)生的誤差△即為導(dǎo)軌間的平行度誤差。導(dǎo)軌間的平行度誤差一般以角度值表示，這項(xiàng)誤差會(huì)使運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生“扭曲” 。2、運(yùn)動(dòng)輕便、平穩(wěn)、低速時(shí)無爬行現(xiàn)象。導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)性主要表現(xiàn)在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌速度的不均勻，使運(yùn)動(dòng)件出現(xiàn)時(shí)快時(shí)慢、時(shí)動(dòng)時(shí)停的爬行現(xiàn)象。爬行現(xiàn)象主要取決于導(dǎo)軌副中摩擦力的大小及其穩(wěn)定性。為此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇導(dǎo)軌的類型、材料、配合間隙、配合表面的幾何形狀精度及潤(rùn)滑方式。3、耐磨性好。導(dǎo)軌的初始精度由制造保證，而導(dǎo)軌在使用過程中的精度保持性則與導(dǎo)軌面的耐磨性密切相關(guān)。該導(dǎo)軌的主要作用是引導(dǎo)硬幣流出，：所受摩擦力主要是來自于硬幣，硬幣與導(dǎo)軌之間要不斷的重復(fù)摩擦，所以導(dǎo)軌需要耐磨性很好，而且導(dǎo)軌受到一定的的沖擊力導(dǎo)軌表面的粗糙度及硬度、潤(rùn)滑狀況和導(dǎo)軌表面壓強(qiáng)的大小。4、對(duì)溫度變化的不敏感性。即導(dǎo)軌在溫度變化的情況下仍能正常工作。導(dǎo)軌的選材選用 45 號(hào)鋼。表面要鍍化學(xué)鎳。5、足夠的剛度。在載荷的作用下，導(dǎo)軌的變形不應(yīng)超過允許值。當(dāng)剛度不足不僅會(huì)降低導(dǎo)向精度，還會(huì)加快導(dǎo)軌面的磨損。因此導(dǎo)軌的尺寸設(shè)計(jì)為長(zhǎng)度397mm，寬度為 4mm。材料為 45#鋼，保證在硬幣流通的載荷下保證足夠的剛度。6、結(jié)構(gòu)工藝性好。導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、便于制造、檢驗(yàn)和調(diào)整，從而降低成本。該導(dǎo)軌的外形簡(jiǎn)單。為簡(jiǎn)單的矩形。本次設(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)的，因此對(duì)于導(dǎo)軌的材質(zhì)要求為 45#鋼。此外導(dǎo)軌的表面要足夠光滑，所以導(dǎo)軌的裝配面及兩工作面鍍好需要再次拋光處理，去除表面的銳邊及毛刺。因?yàn)閷?dǎo)軌引導(dǎo)硬幣的流通，所以經(jīng)受一定的沖擊力。所以固定的方式要求蘇州職業(yè)大學(xué)16要高。導(dǎo)軌表面加工 5 個(gè)沉頭定位孔，以保證導(dǎo)軌的穩(wěn)定性。五 轉(zhuǎn)盤的加工設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 盤類零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，最重要的是將有相互行位公差要求的加工面安排在一道工序內(nèi)，在一次裝夾下完成加工，消除二次裝夾誤差。 1、精加工（圖 1）圖 1 轉(zhuǎn)盤若用圖 2 所示的立式多刀自動(dòng)車床加工，加工工藝為： （1 ） 精車大平面。安排左、右其中一個(gè)刀架車平面，另一個(gè)刀架車內(nèi)孔（φ170mm、φ28mm）。 （2 ）再精車基準(zhǔn) A 面。安排左、右其中一個(gè)刀架車平面，另一個(gè)刀架車內(nèi)孔（φ60mm）和外圓（φ75mm）。蘇州職業(yè)大學(xué)17圖 2 立式多刀自動(dòng)車床該工藝受機(jī)床動(dòng)作功能限制 φ75mm 孔與 φ28mm 孔不能在同一工序內(nèi)完成，需正反兩次裝夾加工，由于重復(fù)定位誤差及夾具制造誤差的存在，很難穩(wěn)定滿足產(chǎn)品兩孔的同軸度要求。 為滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)定控制產(chǎn)品質(zhì)量，可采用如圖 3 的數(shù)控車床加工，工藝設(shè)計(jì)上利用數(shù)控車床的自動(dòng)換刀功能采用內(nèi)孔背鏜刀用程序控制從 A 面加工 φ28mm 內(nèi)孔，將 φ75mm、φ28mm 安排在同一道工序內(nèi)加工完成。避免重復(fù)定位誤差及夾具制造誤差對(duì)加工精度的影響，保證產(chǎn)品 φ0.03mm 的同軸度要求。蘇州職業(yè)大學(xué)18圖 3 立式數(shù)控車床2、工裝設(shè)計(jì) 數(shù)控車床的主要裝夾工具是卡盤，設(shè)計(jì)使用時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮卡盤的定心精度，避免工件夾緊變形和抬起現(xiàn)象。 (1)、保證定心精度因?yàn)檠b盤的加工面與裝夾面有較高的同軸度要求，卡盤的卡爪一般要在設(shè)備本身 經(jīng)過“ 自車” 來保證定位面與主軸軸線同心度。“自車”時(shí)應(yīng)盡量模擬在加工狀態(tài)下自車，卡爪“自車”后的圓弧面直徑應(yīng)與工件的卡緊外圓直徑盡量一致。另外，“ 自車”反爪時(shí) 最好漲緊一個(gè)輔具。3、保證端面跳動(dòng)精度工件的軸向定位支撐可以通過調(diào)整或“自車”來保證定位點(diǎn)“共面”。但是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪卡盤，卡爪要在卡爪座內(nèi)移動(dòng)，必然要存在一定的滑動(dòng)間隙。在夾緊過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生 。工件“抬起 ”現(xiàn)象。當(dāng)工件要求加工面與定位面之間有較嚴(yán)的跳動(dòng)要求時(shí)，統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪卡盤是很難保證裝夾精度的。為保證內(nèi)孔、外圓的同軸度要求必須將它們安排在同一道工序內(nèi)完成（大平面向上裝夾）?？墒枪ぜ婕庸?A 面蘇州職業(yè)大學(xué)19時(shí)，要保證圖示跳動(dòng)要求，加工時(shí)必須保證工件的定位面緊貼卡盤的軸向定位面。若采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪盤裝夾很難滿足加工要求。因此，應(yīng)采用帶有“向下拉力”的卡盤，工件夾緊時(shí)，有一個(gè)向下的分力將工件緊貼定位面。4、機(jī)床結(jié)構(gòu)的選擇方案： (1) 臥式“ 簡(jiǎn)易數(shù)控車床”（如圖 10）。這種機(jī)床采用平床身的布局，機(jī)床的制造工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工。水平床身配上水平放置的刀架，可提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度。但是水平床身由于下部空間小，故排屑困難。從結(jié)構(gòu)尺寸上看，刀架水平放置使滑板橫向尺寸較長(zhǎng)，從而加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸。該設(shè)備的主要特點(diǎn)是具備兩軸聯(lián)動(dòng)功能并且設(shè)備價(jià)格便宜。但是之所以稱其為“簡(jiǎn)易數(shù)控車床”是因?yàn)樗闹鬏S不能無級(jí)調(diào)速、刀架裝刀數(shù)量較少、快移速度慢、無自動(dòng)排屑機(jī)構(gòu)，床身整體結(jié)構(gòu)比數(shù)控臥式車床的剛性差、加工精度低。但是該設(shè)備經(jīng)過多年改進(jìn)，技術(shù)成熟、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，加工精度可達(dá) IT7～I(xiàn)T8 ，可用于零件的粗加工、半精加工和簡(jiǎn)單的型面加工。圖 10 臥式簡(jiǎn)易數(shù)控車床(2) 臥式數(shù)控車床（如圖 11）。這類機(jī)床結(jié)構(gòu)一般有斜床身結(jié)構(gòu)和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)兩種布局。導(dǎo)軌傾斜的角度小，排屑不便；傾斜角度大，導(dǎo)軌的導(dǎo)向性及受力情況差。其傾斜角度的大小還直接影響機(jī)床外形尺寸高度與寬度的比例。綜合考慮以上因素，中小規(guī)格的數(shù)控車床，其床身的傾斜度以 60°為宜。其中平床身斜滑板結(jié)構(gòu)。蘇州職業(yè)大學(xué)20圖 11 臥式數(shù)控車床一方面具有水平床身工藝性好的特點(diǎn)，另一方面機(jī)床又具有斜床身結(jié)構(gòu)寬度方向的尺寸小、排屑方便、機(jī)床占地面積小，外形美觀，容易實(shí)現(xiàn)封閉式保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。這兩種布局形式被中、小型數(shù)控車床所普遍采用。在選擇時(shí)，整體斜床身結(jié)構(gòu)的剛性略高于平床身斜滑板結(jié)構(gòu)，設(shè)備價(jià)格也略高一些。當(dāng)存在重切削加工內(nèi)容時(shí)最好選用整體斜床身結(jié)構(gòu)。臥式數(shù)控車床比較適宜軸類零件及直徑較?。?φ300mm）重量較輕（ <10kg）的盤類零件的加工。 (3) 立式數(shù)控車床。與臥式數(shù)控車床最大的區(qū)別是主軸與水平方向垂直，適宜直徑較大、較重的盤類、輪轂類工件，工件裝卸方便、定位可靠，便于組成加工自動(dòng)線。另外德國(guó)埃馬克公司研制的倒置式數(shù)控車，是對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種革新，它更有利于組成自動(dòng)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料。但是此類設(shè)備價(jià)格較高，一般轎車用的盤類零件由于批量大、直徑小比較適宜選用。 考慮到轉(zhuǎn)盤的精度要求較高，且批量小，直徑小。但是本著降低生產(chǎn)成本的目的，最終選定如圖 11 的臥式數(shù)控車床。2、刀塔結(jié)構(gòu)的選擇 圖 12 為立式刀塔，該結(jié)構(gòu)刀具的安裝數(shù)量較多，適宜加工工件高度不高盤類零件。若加工類似輪轂這樣需要鏜深孔的工件，則適宜選擇圖 13 所示的臥式刀塔，因?yàn)榈毒邞疑钶^長(zhǎng)，選擇立式刀塔，刀具的干涉半徑較小，裝刀的數(shù)量將受到限制。為避免干涉，實(shí)際裝刀數(shù)量將減少。蘇州職業(yè)大學(xué)21圖 12 立式刀塔圖 13 臥式刀塔因?yàn)樵摫P的高度適中，鏜孔深度一般，最終確定選用選用圖 12 所示立式刀塔。六 傳感器的選用該機(jī)器選用的計(jì)數(shù)傳感器為光感傳感器，光電傳感器是指能夠?qū)⒖梢姽廪D(zhuǎn)換成某種電量的傳感器。光敏二極管是最常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN 結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很?。ǎ鸡藺），稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子- 空穴，稱為光電載流子。在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，蘇州職業(yè)大學(xué)22形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。當(dāng)一個(gè)硬幣被擋幣塊擋住，碰到傳感器落下后，會(huì)將光信號(hào)傳輸給傳感器，然后光感傳感器再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。最終將計(jì)數(shù)的結(jié)果通過液晶數(shù)碼管體現(xiàn)出來，即實(shí)現(xiàn)硬幣的計(jì)數(shù)。七 機(jī)架的設(shè)計(jì)1、對(duì)于機(jī)架的工況要求：保證機(jī)架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過的突起；設(shè)置執(zhí)行某一工況所必需的平臺(tái)；保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。為此應(yīng)保證機(jī)架鈑金材料表面的平整度。2、材料的選用：因?yàn)樗O(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)對(duì)于機(jī)架工作時(shí)承受的的重力、夾緊力、摩擦力、慣性力和工作載荷等不是很高，因?yàn)檠b卸搬運(yùn)方便，所以機(jī)架的重量要輕，成本要低。因此該機(jī)器的機(jī)架選材為鋁板。表面鍍鎳。3、聯(lián)接固定方式：該機(jī)架的聯(lián)接固定方式選用普通的螺栓聯(lián)接方式。前后罩殼均選用整體焊接件，拆裝、調(diào)整方便。4、考慮到機(jī)器內(nèi)部的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的熱量比較大。故在底板開數(shù)個(gè)小孔，便于機(jī)器熱量的及時(shí)散發(fā)。見簡(jiǎn)圖5、機(jī)架的裝配（1）用 M4X10 的十字槽盤頭螺釘+彈墊+ 平墊（共 4 組） ，將四個(gè)機(jī)腳固定在底盤上（圖一）（2）M5X10 的六角頭螺栓+彈墊+ 平墊（共 9 組）將連接架固定在地盤上(圖二)（3）用 M5X10 的六角頭螺栓+彈墊+ 平墊（共 5 組）將主靠板固定在連接架上(圖二)（4）用 M5X10 的六角頭螺栓+彈墊+ 平墊（共 3 組）將支撐架固定在連接架上，同時(shí)用 M5X12 十字槽沉頭螺釘+錐形鋸齒鎖緊墊圈（共 6 組）將支撐架鎖緊在主靠板上(圖二)蘇州職業(yè)大學(xué)23蘇州職業(yè)大學(xué)24結(jié)論：本機(jī)采用根據(jù)硬幣直徑的大小對(duì)幣值進(jìn)行清分的方法，雖然不具備辯偽功能，但可以對(duì)中國(guó)現(xiàn)行硬幣快速準(zhǔn)確按幣值進(jìn)行清分。主要特色是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、清分準(zhǔn)確、使用可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉等。而且系統(tǒng)具備擴(kuò)展的潛能，可以滿足將來硬幣清分機(jī)發(fā)展的需求。筆者與蘇州日寶科技有限公司共同開發(fā)，應(yīng)用此技術(shù)生產(chǎn)的硬幣清分計(jì)數(shù)機(jī)。已成功地在銀行、公交公司等部門先行試用，大大提高了他們的工作效率，降低了成本費(fèi)用。因此此產(chǎn)品具備較高的推廣應(yīng)用價(jià)值，其發(fā)展前景相當(dāng)廣闊！通過這次設(shè)計(jì)相信將會(huì)對(duì)以后的進(jìn)入工作都會(huì)起到重要的作用！ 蘇州職業(yè)大學(xué)25畢業(yè)設(shè)計(jì)心得通過以上的設(shè)計(jì)，讓我更加熟練的掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟，通過查閱各種文獻(xiàn)資料也增長(zhǎng)了各方面的知識(shí)。如刀具的設(shè)計(jì)和機(jī)架的設(shè)計(jì)，同時(shí)通過對(duì)切割機(jī)的設(shè)計(jì)。也讓自己深深體會(huì)到理論設(shè)計(jì)和實(shí)際需求之間曾在這一定的差距。在設(shè)計(jì)中不僅要從繪圖方面出發(fā)，還要考慮實(shí)際加工工藝。讓自己的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)中是可行的。在設(shè)計(jì)中通過使用各種材料，也進(jìn)一步加深了對(duì)各材料的了解和使用場(chǎng)合。在繪圖中，在老師的指導(dǎo)和最后的修改中，也讓自己加深了各種繪圖中的技巧，并糾正了很多平時(shí)沒有注意到的畫法上的錯(cuò)誤。在繪圖過程中的反覆修改，也讓自己深深體會(huì)到在設(shè)計(jì)和繪圖中必須要具有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。在對(duì)機(jī)架的設(shè)計(jì)中，第一次用到了等邊對(duì)角鋼和槽鋼以及熱軋鋼板，必須通過焊接將他們連接起來組成機(jī)架。在繪圖標(biāo)注中,通過復(fù)習(xí)以前工程圖學(xué)中的焊接部分，讓自己對(duì)焊接符號(hào)的標(biāo)注有了更深的了解。在齒輪箱體的設(shè)計(jì)中，也讓自己對(duì)鑄件有了一定的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)鑄造過程中應(yīng)該注意問題的理解?？傊?，本次設(shè)計(jì)是收獲頗豐的。不僅第一次比較全面地運(yùn)用了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)中如何分析問題,解決問題。蘇州職業(yè)大學(xué)26致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促、 指導(dǎo)以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師楊敦國(guó)老師。楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是楊老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了楊敦國(guó)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的陳贊平同學(xué)邱果同學(xué)，大家一起努力一起討論合作,才使得畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的完成.然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)如此順利.最后感謝機(jī)電工程系和我的母?！K州職業(yè)大學(xué)三年來對(duì)我的大力栽培。蘇州職業(yè)大學(xué)27參考文獻(xiàn)[1]徐慶，王章中.硬幣? 硬幣材料?硬幣流通[J]. 機(jī)械制造與研究，2000,5:30～31. 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