振動篩式硬幣清分機設(shè)計含10張CAD圖,振動篩,硬幣,分機,設(shè)計,10,cad 振動篩式硬幣清分機設(shè)計 摘 要 硬幣是在日常生活中能常見到的金屬鑄造的貨幣，在日常生活中常會遇到要數(shù)一堆一堆的硬幣。比如在銀行就要人親自數(shù)，而且在數(shù)的過程當(dāng)中還有可能發(fā)生某些意外，要重新數(shù)，這就會大大提高人的勞動強度。 為解決這些令人繁瑣的勞動，設(shè)計一臺能夠?qū)Υ罅康挠矌胚M行計數(shù)的硬幣清分機很有必要。振動篩式硬幣清分機是銀行、交通運輸行業(yè)、大型超市等硬幣流通領(lǐng)域必備的設(shè)備之一，其作用是按照實際要求對不同種類的硬幣進行清分計數(shù)。通過機械作業(yè)減輕工人的勞動強度，提高勞動效率。 在這次設(shè)計中根據(jù)要求，我首先對硬幣進行資料收集，而后通過實驗得出鋼板與水平面的最適合的角度并計算出清分硬幣所需要的振動頻率、轉(zhuǎn)速、確定動力類型和功率，最后設(shè)計曲柄連桿機構(gòu)、推送硬幣機構(gòu)、送幣槽。 關(guān)鍵詞：硬幣；清分；銀行；振動篩 Abstract Coin is a kind of currency which is made of metal and we can use it in our daily life. But sometimes we have to count pile of coins. For example, the bank clerk may count it by himself. And unfortunately there is something wrong with him and he may forgot the number of coins, so he have to count coins again. It will greatly improve the intensity of labor. In order to solve the problem, design a machine that can count and classify the coins is really essential. The coin sorting machine is essential of the bank，car center and megamalls . It`s function is count and classify the coins by our need. By using the machine, we could lighten the intensity of labor, and also could improve the efficiency. For finish the coin sorting machine, I collect the data of coins at first which we can use in our daily life , and then do some experiments to find out the angle that the coins can slide without any external force and find out the frequency of oscillation, the rate of the engine. And in the end, I did some design of four bar linkage and the mechanism of push coins. Keyword: coins ；classify ；bank ；oscillating screen 目 錄 引 言 1 第一章 硬幣與摩擦 2 1.1硬幣的選取 2 1.2硬幣的規(guī)格 2 1.3硬幣的靜摩擦角 3 1.4 振動篩傾斜角度確定 3 第二章設(shè)計振動篩 4 2.1 振動篩材料的選取 4 2.2 振動篩板材長度確定 4 2.3振動篩孔直徑的確定 4 2.4振動篩孔位置的確定 5 2.4.1 1元區(qū) 5 2.4.2 1角區(qū)（第四套） 6 2.4.3 5角區(qū) 7 2.5 振動篩下層鋼板的確定 8 2.6 鋼板的重量 8 2.6.1 1元區(qū)鋼板 8 2.6.2 1角區(qū)（第四套）鋼板 9 2.6.3 5角區(qū)鋼板 9 2.6.4 1角區(qū)（第五套）鋼板 10 2.7每層鋼板固定 10 2.7.1螺栓的選擇 10 2.7.2 墊圈的選擇 11 2.7.3 螺母的選擇 11 2.8 計算預(yù)緊力和預(yù)緊力距 11 2.9設(shè)計振動篩框架 12 第三章滑塊的選擇 15 第四章振動篩電動機的選擇 16 第五章振動篩四桿機構(gòu)的設(shè)計 17 5.1 尺寸的設(shè)計 17 5.2振動軸承的選擇 17 5.3振動桿b的力分析 18 5.2.1截面分析 18 5.2.2 振動桿b與帶輪連接部分應(yīng)力計算 18 5.4振動輪a的設(shè)計 19 5.5 振動桿b與振動篩框架的連接 20 第六章 送幣軸的設(shè)計 22 6.1 送幣電機的選擇 22 6.1 送幣軸兩端的軸承選擇 22 6.2 送幣軸的設(shè)計 22 6.2.1 送幣軸受力與校核 23 6.2.2 送幣件兩側(cè)的擋圈的選擇 24 6.2.3 固定軸承擋圈的選擇 24 第七章 送幣平帶與送幣平帶輪設(shè)計 25 7.1 送幣平帶設(shè)計 25 7.2 送幣平帶傳動主動輪設(shè)計 25 7.3 送幣傳動從動輪設(shè)計 26 第八章 送幣件的設(shè)計 27 第九章 振動滑塊與振動框架的固定 28 第十章 振動滑軌長度與固定 29 第十一章 清點硬幣傳感器選擇 30 第十二章 硬幣滾槽設(shè)計 31 第十二章 預(yù)篩選硬幣槽的設(shè)計 33 總 結(jié) 34 參考文獻 35 45 引 言 現(xiàn)在已有多種硬幣清分機。它們有各自的優(yōu)點也有缺點。 例如Royal Sovereign 皇冠硬幣分類清分機，它是通過控制直徑，把硬幣攪動使之達到清分硬幣的目的。它的優(yōu)點是體積小、操作簡單；它的缺點是一次只能清分少量的硬幣，并且清分速度慢。 Xinda YT-618款硬幣清分機，它通用性強，能按直徑和厚度進行篩選，但每次只能清分出一種硬幣，如要清分人民幣，不僅要操作多次，而且還要搬運幾次硬幣，所謂是吃力不討好。 百佳金合的硬幣清分機JH-1800，這款機器功能強大，即可清分出40多個國家，可清分的貨幣種類有25種，在清分的同時還可檢偽。但它的缺點首先是價格昂貴，其次在日常生活中假硬幣很少見，還有在國內(nèi)清分的硬幣種類一般為人民幣硬幣，所以這款機器沒能用到其全部的功能。 這次設(shè)計的振動篩式硬幣清分機在日常生活中不僅能快速地清分出硬幣，而且操作便捷，還能知道硬幣總額。價格低廉，方便操作，一次性清分大量的硬幣是這款機器的優(yōu)點。 關(guān)鍵詞：硬幣，清分，振動篩，振動，  第一章 硬幣與摩擦 1.1硬幣的選取 至今發(fā)行的硬幣有1分、2分、5分、1角、2角、5角、1元、5元，如今在日常生活中能見到并流通的大多為第四套人民幣硬幣和第五套人民幣硬幣，它們的面值分別為1角、5角、1元。 1.2硬幣的規(guī)格 1角硬幣 第四套人民幣材質(zhì)為鋁鎂合金，色澤為銀白色，圓形，直徑22.50mm，重量2.20g 第五套人民幣材質(zhì)為鋁合金，色澤為鋁白色，圓形，直徑19.00mm，重量1.15g 第五套人民幣材質(zhì)為不銹鋼，色澤為鋼白色，圓形，直徑19.00mm，重量3.20g 5角硬幣 第四套人民幣材質(zhì)為銅鋅合金，色澤為金黃色，圓形，直徑20.50mm，重量3.80g 第五套人民幣材質(zhì)為鋼芯鍍銅合金，色澤為金黃色，圓形，直徑20.50mm，重量3.80g 1元硬幣 第四套人民幣材質(zhì)為鋼芯鍍鎳，色澤為銀白色，圓形，直徑25.00mm，重量6.05g 第五套人民幣材質(zhì)為鋼芯鍍鎳，色澤為鎳白色，圓形，直徑25.00mm，重量6.10g 1.3硬幣的靜摩擦角 用打磨后的鋼板作為斜面，通過實驗求得硬幣滑落時的角度，每種硬幣進行滑落實驗三十次取平均所得角度取整分別為 表1 硬幣滑落時的摩擦角 面值 類型 滑落時傾斜角度 1角 　 　 5角 1元 第四套 第五套（輕） 第五套（重） 第四套第五套 第四套第五套 18° 19° 17° 16° 15° 1.4 振動篩傾斜角度確定 為了讓硬幣能快速地且均勻地滑落時掉入圓洞內(nèi)，左右晃動硬幣分揀板塊，它們的角度各取上述表格中的角度。第五套硬幣中的1角有兩種類型，但他們的直徑相同，所以取較大值。振動篩的角度分別為 表2 振動篩傾斜角度 面值 類型 傾斜角度 1角 　 5角 1元 第四套 第五套（輕，重） 第四套第五套 第四套第五套 18° 19° 16° 15° 第二章 設(shè)計振動篩 2.1 振動篩材料的選取 在篩選硬幣時振動篩不會受到很大的力，而且為加工方便并使振動篩減輕重量，振動篩選取用冷軋鋼板厚度系列 GB/T708-1988 中的1mm厚的鋼板，在手冊中可知它的重量為7.85kg/m2。 2.2 振動篩板材長度確定 為了在出幣口不出現(xiàn)卡幣現(xiàn)象，板材要出框架一定距離，那個距離定為4mm，在autocad中畫出框架和篩選板，可求得振動篩的長度，他們分別為 表3 振動篩長度 面值 類型 板材長度/mm 1角 　 5角 1元 第四套 第五套（輕，重） 第四套第五套 第四套第五套 424.6 427.0 420.1 418.1 2.3振動篩孔直徑的確定 已知1角，5角，1元它們的直徑，要用直徑來區(qū)分硬幣，圓孔的直徑就要比大直徑的硬幣小，比小直徑的硬幣大，所以選取以下直徑為孔的直徑 表4 振動篩圓孔直徑 面值 類型 直徑/mm 孔的直徑/mm 1元 1角 5角 第四套第五套 第四套 第四套第五套 25.00 22.50 20.50 24 21 20 2.4振動篩孔位置的確定 由于已知振動篩孔的直徑，可以確定振動篩孔的位置，為了定位方便，按以下方式定位。 2.4.1 1元區(qū) 左右兩側(cè)離孔邊緣的距離為2.5mm，橫向孔與孔邊緣的距離為5mm，上方邊與圓孔邊緣的距離為5mm，下方邊與圓孔邊緣的距離為19mm，為使振動篩能更好的篩選硬幣，采用以下方案如圖所示 圖2-1 1元區(qū)振動篩篩板簡圖 圖中第一行有10個孔，第二行有9個孔，下面以此類推，總共有15行圓孔，橫向孔與孔圓心距離為29mm。 2.4.2 1角區(qū)（第四套） 左右兩側(cè)離孔邊緣的距離為 2mm，橫向孔與孔邊緣的距離為4mm，上方邊與圓孔邊緣的距離為5mm，下方邊與圓孔邊緣的距離為9mm，為使振動篩能更好的篩選硬幣，采用以下方案如圖所示 圖2-2 1角區(qū)振動篩篩板簡圖 圖中第一行有12個孔，第二行有11個孔，下面以此類推，總共有19行圓孔，橫向孔與孔圓心距離為26mm。 2.4.3 5角區(qū) 左右兩側(cè)離孔邊緣的距離為 2.5mm，橫向孔與孔邊緣的距離為5mm，上方邊與圓孔邊緣的距離為10mm，下方邊與圓孔邊緣的距離為14mm，為使振動篩能更好的篩選硬幣，采用以下方案如圖所示 圖2-3 5角區(qū)振動篩篩板簡圖 圖中第一行有12個孔，第二行有11個孔，下面以此類推，總共有19行圓孔，橫向孔與孔圓心距離為26mm。 2.5 振動篩下層鋼板的確定 為了使經(jīng)過振動篩篩選的硬幣能過抵達下一層鋼板最上方，距離振動篩20mm的下方加一層鋼板，角度同上一層鋼板角度，為了留有足夠的空隙使得硬幣能夠掉落，鋼板末尾處與硬幣清分機內(nèi)部殼體距離3mm，鋼板的長度分別為 表5 下層振動篩板長度 面值 類型 板材長度/mm 1角 5角 1元 第四套 第四套第五套 第四套第五套 389.0 384.9 383.1 2.6 鋼板的重量 2.6.1 1元區(qū)鋼板 已知第一行有10個孔，第二行有9個孔，以下以此類推，一共15行，可知孔的個數(shù) 10+9×7+10=143 （2-1） 孔的面積為 3.14×0.0122×143=0.06466m2 （2-2） 鋼板面積為 0.4181×0.3-0.06466=0.06077m2 （2-3） 已知1mm鋼板為7.85kg/m2，則上層鋼板的重量為 0.06077×7.85=0.4770445kg≈0.4770kg （2-4） 下層鋼板面積為 0.3831×0.3=0.11493m2 （2-5） 下層鋼板重量為 0.11493×7.85=0.9022005≈0.9022kg （2-6） 2.6.2 1角區(qū)（第四套）鋼板 已知第一行有12個孔，第二行有11個孔，以下以此類推，一共19行，可知孔的個數(shù) 12+11×9+12=219 （2-7） 孔的面積為 3.14×0.01052×219=0.075814515m2 （2-8） 鋼板面積為 0.4246×0.3-0.075814515=0.051565485m2 （2-9） 上層鋼板重量為 0.051565485×7.85=0.40478905725≈0.4048kg （2-10） 下層鋼板面積為 0.389×0.3=0.1167m2 （2-11） 下層鋼板重量為 0.1167×7.85=0.916095≈0.9161kg （2-12） 2.6.3 5角區(qū)鋼板 已知第一行有12個孔，第二行有11個孔，以下以此類推，一共19行，可知孔的個數(shù) 12+11×9+12=219 （2-13） 孔的面積為 3.14×0.012×219=0.068766m2 （2-14） 鋼板面積為 0.4201×0.3-0.068766=0.057264m2 （2-15） 上層鋼板重量為 0.057264×7.85=0.4495224≈0.4495kg （2-16） 下層鋼板面積為 0.3849×0.3=0.11547m2 （2-17） 下層鋼板重量為 0.11547×7.85=0.9064375≈0.9064kg （2-18） 2.6.4 1角區(qū)（第五套）鋼板 此層板不用開孔，它的面積為 0.427×0.3=0.1281m2 （2-19） 重量為 0.1281×7.85=1.005585≈1.0056kg （2-20） 2.7每層鋼板固定 鋼板固定采用螺栓連接，鋼板兩側(cè)是380×16的垂直于鋼板的結(jié)構(gòu)，如圖所示 圖2-4 振動篩兩側(cè)鋼板固定結(jié)構(gòu) 一塊板中有兩個側(cè)邊，所以在一塊板中它的重量為 0.38×0.016×2×7.85=0.095456≈0.0955kg （2-21） 一塊板用六個螺栓固定，因為所受的力很小，所以選M4的螺栓。 2.7.1螺栓的選擇 由于所受的力很小，所以查表選用六角螺栓全螺紋(GB/T 5783-2000)的螺栓，螺栓規(guī)格為d=M4，工程長度l=12mm，性能等級贊選為3.6級，表面氧化，A級的六角頭螺栓。 它在工作中只受剪切力，所以可計算出剪切力為 τ=Fi×As=mgi×As （2-22） As（螺紋部分危險剖面）查表為5.03mm2，選擇最重的板進行研究，所以可得 τ=1.0056+0.0955×9.86×5.03×10-6×10-6≈0.3575MPa （2-23） 查表可知抗拉強度為300MPa，屈服強度為180MPa，所以符合要求。 2.7.2 墊圈的選擇 已知螺栓的規(guī)格，為不讓運動中出現(xiàn)螺母脫落現(xiàn)象，因此選擇彈簧墊圈，根據(jù)GB/T 93-1987 選擇規(guī)格為4mm，材料為65Mn，表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈。 2.7.3 螺母的選擇 已知螺栓規(guī)格，根據(jù)GB/T 6170-2000 以及注釋中A級用于D≤16mm的螺母，可以確定螺母。螺母規(guī)格為D=M4，性能等級為5級，不經(jīng)表面處理，產(chǎn)品等級為A級的大角薄螺母。 2.8 計算預(yù)緊力和預(yù)緊力距 預(yù)緊力為預(yù)緊力為 σ0=0.5~0.7σs=90~126MPa （2-24） 面部分母理2000 7 XUAN131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313P0=σ0×As=452.7~633.78N （2-25） 預(yù)緊力距為 Mt=K×P0×d×0.001 （2-26） K-擰緊力系數(shù)查表為0.2 d-螺紋公稱直徑為3 Mt=0.2×452.7~633.78×3×0.001=0.27162~0.380268N?m （2-27） 2.9設(shè)計振動篩框架 由于已知清分機長度和寬度，已設(shè)計完振動篩，框架的設(shè)計簡圖如下 圖2-5 振動篩框架簡圖 為了方便了解構(gòu)建的框架結(jié)構(gòu)，用這種方式表示，圖中單位為cm 構(gòu)建框架用的鋼管規(guī)格和數(shù)量為：8×182mm，1×300mm，6×324mm， 4×750mm，2×762mm 用已知框架可以設(shè)計出框架與側(cè)面鋼板的結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖2-6 振動篩框架及安裝簡圖 以上單位為mm，安裝按中間為參考，具體步驟如下： 1. 放入400×750前后鋼板 2. 放入右上側(cè)鋼板 3. 安裝1元區(qū)鋼板，即為用螺釘擰緊，先安裝下，后安裝上 4. 放入左上側(cè)鋼板并焊接 5. 放入左側(cè)中間鋼板 6. 安裝1角區(qū)鋼板，先安裝下，后安裝上 7. 焊接右上側(cè)鋼板 8. 放入右下側(cè)的鋼板 9. 安裝0.5元區(qū)鋼板，先安裝下，后安裝上 10. 焊接左側(cè)中間鋼板 11. 放入左下側(cè)鋼板壁并焊接 12. 安裝1角區(qū)鋼板 13. 焊接右下側(cè)鋼板 因有箱體，且為減輕滑移時的重量，所以上下兩面沒有鋼板。 冷拔無縫方形鋼管的規(guī)格查表可知以下內(nèi)容 基本尺寸 截面面積（cm^2） 理論質(zhì)量(kg/m) A S Mm 12 1 0.423 0.332 圖2-7 方鋼管具體尺寸 所用鋼管總長度為 8×0.182+0.3+6×0.324+4×0.75+2×0.762=8.224m （2-28） 所用鋼管重量為 0.332×8.224=2.7304kg （2-29） 厚度為0.5mm鋼板的理論重量為3.93kg/m2，所以四個側(cè)面鋼板重量為 0.3+0.4×0.75×2×3.93=4.1265kg （2-30） 所以可以求得框架、篩選鋼板，側(cè)面鋼板總重為 0.4770+0.9022+0.4048+0.9161+0.4495+0.9064+1.0056 +2.7304+4.1265=11.9185≈12kg （2-31） 第三章 滑塊的選擇 由于滑塊有很多樣式，為了能組裝出機器，所以在淘寶搜索并選擇了HG系列型號為HGH 15CA的線性滑滑塊，滑塊的基本動額定負(fù)荷為C=11.38kN，基本靜額定負(fù)荷為C0=25.31kN，由于振動篩移動件的重量大致為7kg，但要考慮振動篩中硬幣的重量，所以按10kg計算，所得滑軌所受重力僅為98N,遠遠小于許用靜額定負(fù)荷，在工作時足夠安全，所以可以省去力的分析。導(dǎo)軌單塊理論摩擦系數(shù)值為0.003左右，但受加工、裝配、防塵件等影響，實際為0.05~0.1左右，在這里取0.1。在振動篩是硬幣清分機中用5個滑塊，且單個滑塊的重量為5.3kg。 第四章 振動篩電動機的選擇 機器工作時有硬幣的重量，振動滑塊的重量和振動篩篩板框架的重量，所以可求得機器運動時的重量為 m=12+3+5.3×5+=41.5kg （4-1） 初算摩擦力為 F=mg×f=41.5×9.8×0.1=40.67N （4-2） 由于工作時有慣性，振動篩移動距離暫定為0.05m，1s來回移動3次，平均速度為 v=St=0.05×61=0.30m/s （4-3） 在兩端速度變化最大，為了計算方便，按平均速度計算，即為-0.30m/s變?yōu)?0.30m/s，所以可以求得慣性力為 F=ma=41.5×0.30-（-0.30）1=24.9N （4-4） 所以可以求得振動篩電動機工作時工作的力為 F=40.67+24.9=65.57N （4-5） 由于在兩端速度為0.60m/s，可以求得振動篩電動機的功率為 P=Fv=65.57×0.60=39.342W （4-6） 所以要選擇比39.342W大的振動篩電動機，在傳動中不僅要考慮軸承的摩擦力，還要考慮效率等因素，所以在淘寶搜索我決定采用品牌為DONGCHUAN的120W調(diào)速電機系列的單相異步電動機，調(diào)速電機箱體長215mm，電機總長253mm，齒輪箱寬130mm，高90mm。 第五章 振動篩四桿機構(gòu)的設(shè)計 5.1 尺寸的設(shè)計 振動篩不用大幅度振動，且硬幣能順利地掉入振動篩中，考慮振動篩寬為300mm，所以振動距離定為50mm，保證250mm距離的振動篩始終處于硬幣掉入口的下方。 四桿機構(gòu)中設(shè)與振動篩電動機連接的桿長度為a，與振動篩連接的桿長度為b，可知 a+b-b-a=50mm （5-1） a=25mm （5-2） 為了傳動動力和穩(wěn)定，a桿設(shè)計成圓盤形，側(cè)面有突出部分，用以連接b桿，突出部分與帶輪外圓距離為10mm，所以b桿長度至少滿足 b>2（a+10）=70mm （5-3） 所以b桿長度定為100mm。結(jié)構(gòu)簡圖如下 圖5-1 振動篩四桿機構(gòu)簡圖 5.2振動軸承的選擇 因為受力較小，所以選擇微型軸承，為價格等考慮，可參考NSK的696zz微型軸承，它的內(nèi)徑為6mm，外徑為15mm，寬5mm，動負(fù)荷1340N,靜負(fù)荷523N，符合該振動式硬幣清分機的要求。 5.3振動桿b的力分析 5.2.1截面分析 桿a與帶輪設(shè)計成一體形狀，桿b與帶輪間用深溝球軸承連接，桿b材料為45號鋼，它的抗拉強度為600MPa，屈服強度為355MPa，但考慮安全系數(shù)實際許用應(yīng)力不應(yīng)超過120MPa。 機器運動時桿b所受的最大拉應(yīng)力為F=7.54N，設(shè)桿b的截面為直徑4mm的圓，則 P=FS=7.54π×0.0042=150079PA≈0.15MPa<120MPa （5-4） 所以可以使用該尺寸。 5.2.2 振動桿b與帶輪連接部分應(yīng)力計算 振動桿b與帶輪間用深溝球軸承進行連接，振動桿b與深溝球軸承進行過盈配合，振動輪a與深溝球軸承進行間隙配合，振動桿b兩端設(shè)計成內(nèi)徑為d=15mm，外徑為D=19mm，寬為b=5mm的形狀，所以可以求得振動桿b危險截面面積為 S=D-d×b=19-15×5=20mm2 （5-5） 已知截面面積，可以求得 P=FS=7.5420=0.377MPa<120MPa （5-6） 所以可以使用該尺寸。 振動桿兩個圓心間距為100mm，振動桿的工作截面為直徑4mm的圓，振動桿與軸承連接部分的空心圓為內(nèi)徑為15mm，外徑為19mm，寬5mm，圓柱形桿件與安裝軸承的空心圓之間為半徑為2mm的過度圓角，以保證不會發(fā)生應(yīng)力集中，振動桿b的簡圖如下 圖5-2 振動桿b的簡圖 5.4振動輪a的設(shè)計 由于已知振動篩電動機機型，可知振動篩電動機規(guī)格，設(shè)計主動輪簡圖如下 圖5-3 振動主動輪簡圖 振動輪a的內(nèi)徑為15mm，振動輪外徑為63mm，輪寬30mm，中間留有4×4的鍵槽空位，為與振動篩電機連接，該槽長25mm，振動輪主動輪與振動篩電動機進行過盈配合。因振動輪較厚，振動篩電機在啟動時有可能發(fā)生轉(zhuǎn)動緩慢的現(xiàn)象，為減少振動輪的質(zhì)量，所以在直徑為23mm和40mm處，對振動輪進行一些處理，使得該振動輪減小一些質(zhì)量，還能保證有一定的厚度能使軸承安裝到該振動輪上，同時還能在運動過程當(dāng)中吸收一部分沖擊，起到保護振動篩電動機的作用。 5.5 振動桿b與振動篩框架的連接 在振動篩框架400×750的一側(cè)焊接連接結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)振動桿b與振動篩框架的連接。連接結(jié)構(gòu)如圖所示 圖5-4 振動桿b與振動框架間的連接件簡圖 該連接件中間距離9mm，在與底座9mm處有直徑為6mm的圓孔，另一側(cè)為6.2mm，安裝圓柱銷從直徑為6.2mm的孔進入，與直徑為6mm的孔連接時采用敲打的形式，進行過盈配合，在振動篩工作時，由于幾乎不受軸向力，所以用H7/r6配合. 該連接結(jié)構(gòu)配?6的圓柱銷，安裝時配有墊圈，裝配圖如以下所示 圖5-5 連接件的安裝示意圖 安裝時軸承兩側(cè)有外徑為10mm，內(nèi)徑為6mm，寬為2mm的墊圈，以保證軸承與連接件壁不發(fā)生摩擦。連接用的銷為直徑為6mm，長16.5mm，在末端有一個倒角，方便安裝時可以找準(zhǔn)圓心，方便安裝，且與直徑為6mm的圓孔配合時方便用敲打的方式進行配合。 第六章 送幣軸的設(shè)計 在振動篩運動時，為了讓硬幣不會一下子全部落下，設(shè)計一個送幣機構(gòu)。大體為兩端有軸承，軸上套有橡膠材質(zhì)的送幣零件，該送幣件末端可以彎曲，它的動力來自送幣電動機。 6.1 送幣電機的選擇 送幣時轉(zhuǎn)速較低，并且要在一堆硬幣中旋轉(zhuǎn)，所以他的扭矩不能低，所以可以選用品牌為DONGCHUAN的90W調(diào)速電機系列的單相異步電動機，調(diào)速電機箱體長215mm，電機總長253mm，齒輪箱寬130mm，高90mm。 6.1 送幣軸兩端的軸承選擇 因要套上橡膠送幣零件，所以軸不能太細，并且所受的力很小，因此右端軸承選用軸承型號為6000的深溝球軸承。它的基本尺寸為內(nèi)徑d=10mm、外徑D=26mm、寬度B=8mm，安裝尺寸damin=12.4mm、Damax=23.6mm。因為右端軸承damin=12.4mm，所以中間軸承選用型號為6002的深溝球軸承。它的基本尺寸為內(nèi)徑d=15mm、外徑D=32mm、寬度B=9mm，安裝尺寸damin=17.4mm、Damax=29.6mm。 6.2 送幣軸的設(shè)計 送幣軸具體尺寸如圖所示 圖6-1 送幣軸簡圖 送幣軸總長354mm，直徑為10mm與13mm處安裝深溝球軸承，送幣軸與送幣電動機間用4×4的鍵連接，鍵長25mm。為不使橡膠材質(zhì)的送幣件出現(xiàn)斷裂，變形等情況，采用兩個4×4的鍵，鍵長100mm，在送幣件兩側(cè)留有軸用彈性擋圈，使得送幣件能有一個確定的位置，在送幣軸轉(zhuǎn)動時，不發(fā)生送幣件軸向移動，使得送幣件與壁出現(xiàn)摩擦。 6.2.1 送幣軸受力與校核 已知送幣軸的各組數(shù)據(jù)，可以做送幣軸的載荷分析圖，分析圖如下 圖6-2 送幣軸載荷分析圖 已知45鋼的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為25~45MPa，按扭轉(zhuǎn)強度條件計算可知 τT=TWT≈9550000Pn0.2d3=9550000×0.09600.2×123≈41.4497MPa≤[τT] （6-1） 符合條件，所以能用該軸。 6.2.2 送幣件兩側(cè)的擋圈的選擇 橡膠材質(zhì)的送幣件與送幣軸用4×4×100的鍵連接，因為轉(zhuǎn)動時有可能發(fā)生卡住硬幣的現(xiàn)象，為保證轉(zhuǎn)動時橡膠送幣件不會發(fā)生變形從而導(dǎo)致斷裂現(xiàn)象，所以采用兩個鍵。 送幣件兩側(cè)有軸用彈性擋圈，查手冊GB/T894.1-1986可知?13的軸擋圈用內(nèi)徑為?11.9，外徑為?15.66，寬1。 6.2.3 固定軸承擋圈的選擇 使用擋圈的軸承型號為6002，所以孔徑為?32，所以擋圈的D=34.4mm，S=1.2，b=3.2mm 第七章 送幣平帶與送幣平帶輪設(shè)計 7.1 送幣平帶設(shè)計 在送幣軸上安裝送幣平帶輪作為從動輪，可使送幣軸轉(zhuǎn)動，由于送幣電動機功率較低，所以與送幣電動機相連的主動平帶輪直徑為24mm，由于送幣電動機可以調(diào)速，且預(yù)定為60r/min，所以傳動比定為1，從動平帶輪直徑為24mm，所以中心可選范圍為 1.5×24+24≤a0≤5×24+24 （7-1） 72≤a0≤240 所以選取72mm為中心矩，所以可求得平帶總長為 L=72×2+3.14×24=219.36 （7-3） 由于平帶彈性系數(shù)為0.01，所以理論最短為 L0=219.36×1-0.01=217.1664 （7-3） 為安裝方便且能有一定的摩擦力，不使平帶打滑，方便測量實際的平帶長度定為218mm，寬10mm。 7.2 送幣平帶傳動主動輪設(shè)計 由于已知送幣電動機規(guī)格與送幣平帶規(guī)格，可以設(shè)計與送幣電動機相連的主動輪，該輪簡圖如下 圖7-1 送幣傳動主動輪 7.3 送幣傳動從動輪設(shè)計 由于已知送幣軸與送幣主動輪的規(guī)格，可以確定送幣從動輪的尺寸，簡圖如下 圖7-2 送幣傳動從動輪 第八章 送幣件的設(shè)計 送幣件外徑為44mm，內(nèi)徑為13mm，為保證安裝鍵后因材質(zhì)問題發(fā)生變形等情況與送幣軸相連的圓柱形送幣件外徑為24mm，內(nèi)側(cè)與軸用兩個4×4的鍵連接，送幣件的長度為160mm，送幣件工作時外側(cè)的送幣件的簡圖如下 圖7-1 送幣件的簡圖 送幣件的動力從送幣電機通過送幣軸后再通過鍵傳遞，送幣件為橡膠材質(zhì)，從而在硬幣多時可以變形從而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，避免硬幣與送幣件在特殊情況下出現(xiàn)卡住的現(xiàn)象。 第九章 振動滑塊與振動框架的固定 振動篩在工作時主要受重力影響，四桿機構(gòu)安裝在振動框架的下端，因工作時振動框架上側(cè)受力很小，所以可以在振動框架上方安裝一個滑塊，下方安裝四個滑塊，距離框架左右兩端50mm處焊接長40mm，寬36mm，高2mm的金屬板，該金屬板與框架進行焊接，金屬板上留有四個直徑為4.2mm的孔，兩個孔心之間的距離為26mm，該孔的位置與振動滑塊螺紋位置相符合，安裝時先定為，放入一個彈簧墊圈，在擰緊螺釘，保證在振動篩運動過程中不會發(fā)生螺釘脫落的現(xiàn)象。具體的振動滑塊位置如圖所示 圖8-1 振動滑塊與框架的連接 與振動篩框架焊接的尺寸為40×36×2的金屬板塊如下圖所示 圖8-2 與振動滑塊焊接件簡圖 第十章 振動滑軌長度與固定 已知振動輪a與框架的尺寸，所以可以確定振動篩安裝滑塊后工作時所需滑軌的長度在autocad中畫出可得295.4mm，所以滑軌長度可定為320mm，滑軌安裝要求離末端距離為20mm，且用孔徑為4.5mm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T70.1-2008，選用螺紋規(guī)格為d=M4、工程長度l=18m、性能等級為8.8級，表面氧化的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，該螺釘為全螺紋螺釘，且在擰緊時加彈簧墊圈，查表準(zhǔn)GB/T 859-1987選用規(guī)格為16mm，材料為65Mn，表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈。裝配簡圖如下 圖9-1 振動滑軌與振動滑塊的連接示意圖 固定滑軌用槽鋼，由于沒有合適的規(guī)格，所以選擇自己加工，它的尺寸為高h=5mm，寬b=16mm，厚2mm，從一端開始測量，有一個直徑為4.5mm的孔，該孔的中心與槽鋼一端距離為99mm，從該孔的中心開始測量，有另一個直徑為4.5mm的圓孔，兩個圓孔的中心距離為280mm，為要安裝時不發(fā)生鋼槽與振動滑軌孔圓心不在一條直線上，所以這些孔基于滑軌的孔進行加工，鋼槽的具體尺寸如圖所示 圖9-2 槽鋼尺寸示意圖 第十一章 清點硬幣傳感器選擇 清點硬幣用光電傳感器，檢索后選擇SIEPEM品牌的型號為E3F-DS30C4型號的光電開關(guān)傳感器，該傳感器檢測方式為漫反射式，工作電壓為6~36VDC，材質(zhì)為ABS塑料外殼，直徑為23mm，螺紋長度47mm，總長70mm。清點硬幣傳感器計數(shù)方式為每擋一次光線，記一次數(shù)。 第十二章 硬幣滾槽設(shè)計 為在振動篩篩選完硬幣后，能使硬幣一個一個滾落下來，為達到清點硬幣的目的，最厚的硬幣是第四套人民幣硬幣1角厚度為2.4mm，最薄的硬幣是第四套和第五套5角硬幣厚度為1.65mm，為了不使在硬幣掉落時發(fā)生兩個硬幣同時掉落，不使兩個硬幣同時卡在槽里無法掉落，所以硬幣槽寬設(shè)計為2.6mm。硬幣滑槽的簡圖如下 圖11-1 振動篩硬幣滑槽示意圖 硬幣滑槽整體用1mm的鋼板制作而成，共有5個板塊膠接而成，其中一個板塊為骨架，其他板塊均為該板塊為基礎(chǔ)進行膠接，膠接的順序為 1. 裁剪好的基礎(chǔ)板塊放到平面上 2. 膠接長度為280mm的板塊 3. 膠接長度為26mm，寬度為3.6mm的板塊 4. 膠接最后梯形板塊，在膠接的同時進行測量，確保滾槽縫隙間的距離為2.6mm 5. 膠接底邊寬為34mm的三角形板塊 6. 膠接開口部分底邊為350mm，上邊為60mm的梯形板塊 由于振動篩寬300mm，振動時往左右移動25mm，所以硬幣掉落的總長度為350mm，硬幣滾槽傾斜角為30°，硬幣滾槽有棱面和平面，在平面加了可以固定的耳朵，用以M4的螺釘固定該硬幣滾槽，硬幣滑槽尾部焊接一個鐵片，該鐵片厚2mm，與硬幣滾槽焊接的部分長度為10mm，高度為15mm，該鐵片有一個直徑為23mm的圓孔，用以固定光電傳感器，硬幣在硬幣滑槽中掉落時對光電傳感器擋住一次光線，計數(shù)方式為，擋一次光對原有的數(shù)據(jù)加一。 第十二章 預(yù)篩選硬幣槽的設(shè)計 已知送幣件的尺寸及振動篩的尺寸，所以可以設(shè)計出預(yù)篩選硬幣槽，該槽與振動篩框架留有一定的間隙，為加工方便，該間隙不取整數(shù)，而是把鋼板的長度取整數(shù)。該硬幣槽的結(jié)構(gòu)簡圖如下 圖12-1 硬幣槽示意圖 存硬幣槽用四個鋼板焊接而成，鋼板厚度為1，總體高度為153.87mm，存硬幣槽總長251.15mm，總寬164mm，存硬幣槽與送幣間之間留有1mm的間隙，使得不會發(fā)生摩擦，存硬幣槽的固定由兩個掛鉤形式的鉤子進行固定和定位，分別是長290mm的板一端有一個鉤子形狀的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)掛在 框架上的一個焊接桿上，另一個掛鉤形狀的結(jié)構(gòu)掛在送幣軸兩端為安裝軸承而焊接在框架上的形狀的槽形桿上。 總 結(jié) 經(jīng)過一個學(xué)期的刻苦奮斗，從毫無頭緒到現(xiàn)在完成振動篩式硬幣清分機的設(shè)計，讓我回想起剛上大學(xué)時的那種興奮勁，我終于完成大學(xué)時光里的最后一次考驗。 這次設(shè)計我得到的很多，還有很多很多讓我后悔的事，設(shè)計的時候難免會遇到各種問題，偶爾我會想那時候我更加認(rèn)真地學(xué)習(xí)，那時候我更加勤奮的學(xué)習(xí)，如果那時候我沒有沉迷于各種誘惑當(dāng)中，那我現(xiàn)在所得到的會不會不同，我現(xiàn)在所做的一切是不是將特別順利。 大學(xué)時光里，我認(rèn)為最可惜的不是上課沒認(rèn)真聽講，也不是和朋友們出去玩，而是我把大部分時間都花費在了網(wǎng)絡(luò)游戲和各種電視節(jié)目里，現(xiàn)在回想起來，真的不值，我明明可以在那段時間里學(xué)習(xí)一門語言，或考一個資格證書，再或者學(xué)習(xí)電腦編程什么的，所有的所有都將過去，時間沒有回頭一說，再多的如果換回來的僅僅只是一份可惜、一份不甘與一份傷心。 這次設(shè)計讓我從新正視自己，知道其實我什么都是一知半解，所有的只是都是靠翻書和查網(wǎng)上地資源，很少有自己能做的，還有些是以前學(xué)過，道理都懂，但就是沒法順利地進行下去，人們常說書到用時方恨少，這次真的理解了這句話。 再說說這次的畢業(yè)設(shè)計，我是有些自己的想法，旦要設(shè)計出來，就要涉及很多知識點。我一直以為設(shè)計不太難，因為讓一個人做一個設(shè)計，并且給他所有能用到的資料，他最后會做出來。旦經(jīng)歷了這次的畢業(yè)設(shè)計，我的想法改變了，只有真正讀過那本書，并且理解了那本書，才能在以后想起來那些知識。但要是沒有讀過，那在以后真正要用的時候，就像無頭蒼蠅一般，毫無頭緒。 這次的畢業(yè)設(shè)計帶給我的太多太多，不僅在學(xué)習(xí)上，同時在人生里讓我反思，讓我受到各種打擊，旦我也感謝這些，因為如果沒有這次的打擊，那么我以后受到的打擊會是這次的十倍百倍，估計這些只能在大學(xué)所學(xué)到，在大學(xué)才能感悟地更深刻吧。我會把這次的打擊化為動力，努力使我不會在以后再次發(fā)生這種讓我后悔的事情，把每一天活的更有意義一點，少一點玩心，多一點成熟，在步入社會前做好心理準(zhǔn)備，今后像雄鷹一樣在這美麗的世界里翱翔。 參考文獻 [1] 楊坤怡.制造技術(shù).國防工業(yè)出版社.2005.8 [2] 于駿一，鄒青.制造技術(shù)基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社.2009.2 [3] 關(guān)慧貞.機械制造裝備設(shè)計.機械工業(yè)出版社.2014.12 [4] 濮良貴, 陳國定, 吳立言. 機械設(shè)計. 高等教育出版社.2013.5 [5] 陳立德.機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計.高等教育出版社.2012.8 [6] 鄒青，呼勇.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程.機械工業(yè)出版社.2011.6 [7] 孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理.高等教育出版社.2013.5 [8] 吳志軍，翟彤，朱連池.Autodesk AutoCAD2012.東北大學(xué)出版社.2013.11 [9] 劉培基,王安敏.機械工程測試技術(shù).機械工業(yè)出版社.2015.1 [10] 劉鴻文.材料力學(xué).高等教育出版社.2015.12 [11] Bruno Agard,Bernard Penz. 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