旋轉(zhuǎn)式硬幣分離驗(yàn)偽計(jì)數(shù)包裝多功能一體機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、旋轉(zhuǎn)式硬幣分離驗(yàn)偽計(jì)數(shù)包裝多功能一體機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)者：陳龍 臧凌玉 宋昆 姚永強(qiáng)（青島理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 ，青島 266520）作品內(nèi)容簡(jiǎn)介 為解決公交公司紙幣硬幣難分離；一元硬幣難驗(yàn)偽、難計(jì)數(shù)、難包裝的問(wèn)題。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)總結(jié)設(shè)計(jì)研究出一種新型的硬幣分離驗(yàn)偽包裝計(jì)數(shù)多功能一體機(jī)。研發(fā)此產(chǎn)品目的是：在低成本的情況下能夠?qū)Υ罅考垘?、硬幣進(jìn)行篩分，并對(duì)一元硬幣進(jìn)行驗(yàn)偽，且能夠保證一定的驗(yàn)偽精度，并最后做到統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)和環(huán)保簡(jiǎn)易包裝，從而節(jié)約人力，解決消費(fèi)者和中小企業(yè)創(chuàng)業(yè)者的煩惱。 圖一為旋轉(zhuǎn)式硬幣分離驗(yàn)偽計(jì)數(shù)包裝多功能一體機(jī)裝置，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的裝置包括篩分裝置、驗(yàn)偽計(jì)數(shù)裝置、包裝裝置。 篩分裝置

2、包括電動(dòng)機(jī)、機(jī)架，硬幣紙幣分離室，抽風(fēng)裝置，抽風(fēng)擋板，斜面滑槽，L型導(dǎo)路管，旋轉(zhuǎn)式三層分篩機(jī)構(gòu)，篩盤(pán)圓形擋板，錢(qián)幣收集槽，旋轉(zhuǎn)主軸等機(jī)構(gòu)組成，其中旋轉(zhuǎn)式三層分篩機(jī)構(gòu)是核心裝置。旋轉(zhuǎn)式三層分篩機(jī)構(gòu)的第二層和第三層與旋轉(zhuǎn)主軸相連，第一層與圓形擋板相連，圓形擋板與機(jī)架相連，抽風(fēng)機(jī)及抽風(fēng)擋板固定在L型導(dǎo)路管上，L型導(dǎo)路管與機(jī)架相連，在L型導(dǎo)路管下方連接著錢(qián)幣收集槽，硬幣紙幣分離室及斜面滑槽均與機(jī)架相連。 驗(yàn)偽計(jì)數(shù)裝置電動(dòng)機(jī)、收集漏斗，硬幣分割機(jī)構(gòu)，錐齒輪，進(jìn)幣滑槽，傳送帶，壓力感應(yīng)器，紅外線感應(yīng)器，固定機(jī)架，電渦流感應(yīng)器，電動(dòng)機(jī)，出幣槽，紅外線計(jì)數(shù)器等組成。其中核心部分是分割機(jī)構(gòu)和重量材質(zhì)雙重驗(yàn)偽分離

3、計(jì)數(shù)體系。硬幣分割機(jī)構(gòu)固定在機(jī)架上，在分離機(jī)構(gòu)的上方是固定在機(jī)架上的收集漏斗，進(jìn)幣滑槽固定在分割機(jī)構(gòu)下方。傳送帶通過(guò)軸承固定在機(jī)架上，紅外線感應(yīng)器在二級(jí)傳送帶上方，在二級(jí)傳送帶下方還裝有重量感應(yīng)器，電渦流感應(yīng)器固定在二級(jí)傳送帶上方。傳送帶下方固定有真幣滑槽和假幣滑槽，電磁鐵固定在機(jī)架上，位于出幣滑槽一側(cè)，在電磁鐵與滑槽之間有一可移動(dòng)導(dǎo)桿。紅外線計(jì)數(shù)器安裝在真幣滑槽出口一側(cè)。 包裝裝置包括由電動(dòng)機(jī)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、滑塊1、滑塊2、齒條1、齒條2、齒輪摩擦盤(pán)、掛袋環(huán)、包裝袋和訂口器組成。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)連接固定在機(jī)架上，滑塊1位于曲柄滑塊上，同時(shí)齒條1位于滑塊下放，齒輪摩擦盤(pán)固定在機(jī)架上與齒條1

4、嚙合。齒條2和滑塊2與齒條1、滑塊1以齒輪摩擦盤(pán)為中心成左右對(duì)稱分布。訂口器位于上滑塊1、2上部左右相對(duì)的內(nèi)部，相對(duì)布置。掛袋環(huán)位于滑塊上方。 具體實(shí)施過(guò)程：紙幣和硬幣通過(guò)進(jìn)幣口進(jìn)入硬幣紙幣分離室，在抽風(fēng)機(jī)的作用下將紙幣吸入到L型導(dǎo)路管并最終讓紙幣進(jìn)入到紙幣收集槽。這一步主要利用紙幣和硬幣的重量不同將紙幣和硬幣分離。硬幣經(jīng)過(guò)分離室后進(jìn)入到第一層分篩機(jī)構(gòu)中，通過(guò)一層三角旋轉(zhuǎn)擋板將硬幣送到第二層小旋轉(zhuǎn)篩，在主軸的帶動(dòng)下，小旋轉(zhuǎn)篩轉(zhuǎn)動(dòng)，在二層固定分室擋板的作用下，硬幣進(jìn)入第三層大旋轉(zhuǎn)篩，而比一元硬幣大的假幣則不會(huì)落下，并在分室擋板的作用下將假幣推到篩子的邊緣，在二層出幣固定擋板的作用下，假幣落到收集

5、槽中。硬幣落到第三層大旋轉(zhuǎn)篩后，通過(guò)主軸帶動(dòng)大旋轉(zhuǎn)篩轉(zhuǎn)動(dòng)，并在三層固定分室擋板的作用下，比一元小的硬幣落入斜面滑槽，通過(guò)斜面滑槽在落入到硬幣收集槽中。一元硬幣在固定分室擋板的作用下被推到大篩的邊緣，在三層出幣擋板的作用下落入硬幣收集漏斗。 硬幣經(jīng)過(guò)與收集漏斗相連的空心收集圓柱后，硬幣便會(huì)疊在一起。在空心圓柱下方便是分割機(jī)構(gòu)，分割機(jī)構(gòu)與空心圓柱之間的距離剛好是一個(gè)硬幣的厚度，在電機(jī)的帶動(dòng)下，分割機(jī)構(gòu)中的凸輪帶動(dòng)分割片將硬幣推到硬幣進(jìn)幣滑槽，硬幣經(jīng)過(guò)進(jìn)幣滑槽到達(dá)一級(jí)緩沖傳送帶，傳送帶在電機(jī)帶動(dòng)下將硬幣送到二級(jí)驗(yàn)偽傳送帶，到達(dá)二級(jí)驗(yàn)偽傳送帶后，在壓力感應(yīng)器的作用下先對(duì)硬幣進(jìn)行重量驗(yàn)偽，之后再由電渦流

6、傳感器進(jìn)行材質(zhì)驗(yàn)偽，驗(yàn)偽過(guò)程由PLC控制。驗(yàn)偽后再將假幣和真幣分開(kāi)，在PLC控制下，通過(guò)電磁鐵吸合移動(dòng)導(dǎo)桿，如果是真幣，電磁鐵不通電，移動(dòng)導(dǎo)桿不移動(dòng)，移動(dòng)導(dǎo)桿的滑槽正好與出幣滑槽和真幣出口滑槽位于一條直線，真幣落入真幣出口滑槽，紅外線計(jì)數(shù)器并對(duì)真幣進(jìn)行計(jì)數(shù)；如果是假幣，則電磁鐵吸合移動(dòng)導(dǎo)桿，使出幣滑槽與假幣滑槽位于一條直線，假幣落入假幣收集槽。 包裝袋掛在掛袋環(huán)上，硬幣通過(guò)驗(yàn)偽計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)以后，落入包裝袋。達(dá)到一定數(shù)量后，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，滑塊1向前移動(dòng)，同時(shí)滑塊1上的齒條1帶動(dòng)齒輪摩擦盤(pán)，齒輪摩擦盤(pán)同時(shí)推動(dòng)齒輪2和滑塊2移動(dòng)，做到滑塊1、2同時(shí)向中間聚攏，摩擦盤(pán)利用摩擦將裝有一定重

7、量的包裝袋袋口扭緊。最后滑塊1、2聚攏到一起，包裝袋口擰緊，由訂口器將袋口訂上，完成包裝。其主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)是：本機(jī)器采用風(fēng)力分離將紙幣硬幣分離，硬幣通過(guò)三層帶不同孔徑的旋轉(zhuǎn)盤(pán)將比一元硬幣大和小的硬幣剔除，通過(guò)漏斗收集，空心收集圓柱與凸輪帶動(dòng)分割片的間歇式運(yùn)動(dòng)對(duì)硬幣進(jìn)行逐個(gè)分割，兩個(gè)傳送帶首先消除慣性，通過(guò)第二傳送帶的紅外線感應(yīng)、壓力感應(yīng)、電渦流感應(yīng)對(duì)硬幣進(jìn)行驗(yàn)偽，紅外線計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，單片機(jī)控制出幣滑槽將假幣剔除，曲柄搖桿帶動(dòng)齒條齒輪摩擦盤(pán)配合完成簡(jiǎn)易包裝?？梢詫⒂矌偶垘欧蛛x，機(jī)電結(jié)合將一元硬幣有效的分離、驗(yàn)偽、計(jì)數(shù)、包裝，因而可以適應(yīng)于大型百貨商場(chǎng)、大型超市、公交公司、中小企業(yè)，解決一元硬幣的

8、困擾尤其是針對(duì)公交公司。縮短勞動(dòng)時(shí)間及節(jié)約勞動(dòng)力，降低成本，較好地解決了紙幣硬幣難分離，硬幣難分離、難驗(yàn)偽、難計(jì)數(shù)難包裝的問(wèn)題，使計(jì)數(shù)速度、精度、效率有很大的提高，實(shí)現(xiàn)高效、低耗、低成本、做到和諧生產(chǎn)、和諧制造。聯(lián)系人：陳龍 聯(lián)系電話Email：6094627211研制背景及意義 圖1.1 圖1.2目前硬幣紙幣混合流通，每天公交公司每天都有硬幣紙幣還有各種幣種的混合入賬，各種硬幣難分離、難清點(diǎn)、混有各種假幣、游戲幣等的新聞隨處可見(jiàn)（圖1.1）。公交公司硬幣紙幣的分離，硬幣的分離、驗(yàn)偽、計(jì)數(shù)、包裝完全靠人工來(lái)完成（如圖1.2）在各種幣混合的條件下進(jìn)行高強(qiáng)度、高精度的工作

9、效率得不到保證的同時(shí)，工人的身體狀況也令人擔(dān)憂。第七屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的三個(gè)主題之一便是錢(qián)幣的分類(lèi)、清點(diǎn)、整理機(jī)械裝置?？梢?jiàn)錢(qián)幣的分類(lèi)、清點(diǎn)、驗(yàn)偽、包裝是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，我們對(duì)青島真情巴士公交公司進(jìn)行了深入調(diào)研，了解其主要情況時(shí)公司向我們表達(dá)了對(duì)研制這種機(jī)器的強(qiáng)烈需求。針對(duì)上述問(wèn)題我們研制了新型硬幣分離、驗(yàn)偽、計(jì)數(shù)、包裝多功能一體機(jī)：提供一種自動(dòng)化水平高，能實(shí)現(xiàn)紙幣硬幣分離，一元硬幣與其他硬幣分離，一元硬幣的驗(yàn)偽、計(jì)數(shù)、包裝的功能，使效率、精度大幅度提升的裝置。目前市面上對(duì)硬幣分離機(jī)器很多但驗(yàn)偽包裝的機(jī)器幾乎沒(méi)有，像我們這種分離、驗(yàn)偽、計(jì)數(shù)、包裝一體機(jī)市面上更是沒(méi)有。公交公司、實(shí)

10、現(xiàn)縮短勞動(dòng)時(shí)間及節(jié)約勞動(dòng)力，降低成本的要求，還起到精簡(jiǎn)部門(mén)的作用。2主要功能和性能指標(biāo)主要功能：1） 抽風(fēng)裝置利用風(fēng)力將紙幣與硬幣分離便于后面裝置的進(jìn)行。2） 硬幣篩分裝置采用3層不同孔徑的轉(zhuǎn)盤(pán)對(duì)不同尺寸的硬幣進(jìn)行分離，在保證高精度的硬幣不同種類(lèi)的分離。 3） 硬幣分割裝置能夠通過(guò)凸輪帶動(dòng)帶孔分割片將漏斗收集機(jī)構(gòu)收集到空心圓柱管內(nèi)一元硬幣一個(gè)一個(gè)的分割開(kāi)為重量驗(yàn)偽、電渦流驗(yàn)偽以及紅外線計(jì)數(shù)提供條件，精度高，可控性強(qiáng)。4） 驗(yàn)偽計(jì)數(shù)裝置擁有兩條不同用途的傳送帶，第一條用于抵消慣性提高計(jì)數(shù)驗(yàn)偽精度，第二條依次裝有紅外線傳感器、壓力傳感器、電渦流傳感器，重量、材質(zhì)雙重驗(yàn)偽，提高驗(yàn)偽精度。由信號(hào)由單片

11、機(jī)判斷并作用到真?zhèn)螏欧蛛x槽，控制真?zhèn)螏诺牧飨蜃詣?dòng)化程度高、精度高、可控性強(qiáng)，落入真幣槽的硬幣經(jīng)過(guò)紅外線計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。5） 包裝裝置由曲柄滑塊帶動(dòng)齒條、齒輪摩擦盤(pán)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)包裝口擰緊的同時(shí)滑塊包裝口的夾緊最后實(shí)現(xiàn)訂口裝置將包裝口訂緊。性能指標(biāo)：實(shí)現(xiàn)100個(gè)硬幣/每分鐘驗(yàn)偽計(jì)數(shù)包裝的速度，精確率達(dá)到99%的性能要求。3各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1篩分裝置的設(shè)計(jì)3.1.1紙幣分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于公交車(chē)的大面值最多為10、5元，我們對(duì)目前市面上流通最多的第五套人民幣做了調(diào)研，調(diào)研結(jié)果如表3-1 我們?cè)O(shè)計(jì)L型 種硬幣、游藝幣的大小的材質(zhì) 經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)各種硬幣的尺寸、材質(zhì)是不同，一元硬幣與其他硬幣及游藝幣的

12、大小至少相差2.5mm。各個(gè)盤(pán)之間通過(guò)孔的大小完全能夠?qū)崿F(xiàn)分離的目的。 經(jīng)過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)決定：圓盤(pán)1的直徑180mm，孔的直徑30mm，圓柱環(huán)的直徑182mm，三高度50mm角擋板的尺寸；圓盤(pán)2的直徑240mm，孔的直徑26mm，圓柱環(huán)的直徑242mm，高度50mm，大幣出幣擋板的尺寸長(zhǎng)70mm，高7mm角度75度；圓盤(pán)3的直徑260mm，孔的直徑23mm，圓柱環(huán)的直徑262高度50mm，圓盤(pán)處開(kāi)口槽長(zhǎng)30mm，寬30mm，高30mm一元硬幣出幣槽的尺寸高30mm，寬30mm，長(zhǎng)30mm，斜槽的角度30度。 3.1.3材料的選擇：L型導(dǎo)路管的材料，強(qiáng)度要求不高所以我們采用強(qiáng)度要求不高，輕質(zhì)且不生銹

13、、價(jià)格便宜的鋁材料。旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)、圓柱環(huán)擋板、三角擋板、刀型擋板、出幣擋板我們選擇有一定強(qiáng)度且耐腐蝕的不銹鋼材料，旋轉(zhuǎn)軸我們選用剛度高，可加工性強(qiáng)的45鋼。3.2驗(yàn)偽、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：3.2.1分割機(jī)構(gòu) 一元硬幣經(jīng)篩分機(jī)構(gòu)落入漏斗收集槽，漏斗收集槽下接空心收集管收集管的直徑比一元硬幣的直徑大一點(diǎn)，分割片與空心管下方緊密相連，分割片的厚度與一元硬幣的厚度相同分割片上有圓孔的直徑比一元硬幣的直徑略大，分割片由凸輪帶動(dòng)做間歇運(yùn)動(dòng)，將一元硬幣一個(gè)一個(gè)推入滑槽中。 經(jīng)我們?cè)O(shè)計(jì)研究決定：漏斗收集機(jī)構(gòu)漏斗的高度，上部直徑 140mm，下部直徑28mm，空心收集管直徑 28mm，空心收集管的高度80mm，分割片的

14、厚度2mm，分割片上圓孔的直徑28mm，凸輪的行程25，滑槽的坡度30度，厚度1mm設(shè)計(jì)。3.2.2驗(yàn)偽計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)硬幣由斜槽落入第一級(jí)傳送帶，消除慣性，然后滾入第二級(jí)傳送帶，二級(jí)傳送帶上首先裝有紅外線感應(yīng)儀，感言到信號(hào)依次啟動(dòng)，壓力傳感器、電渦流傳感器用于驗(yàn)偽，信號(hào)傳入單片機(jī)，單片機(jī)控制出幣滑槽不動(dòng)還是移動(dòng)到假幣槽位置，落入真幣滑槽的硬幣經(jīng)過(guò)紅外線計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。經(jīng)過(guò)各種計(jì)算我們確定帶輪的寬度40mm，長(zhǎng)度170mm，紅外線感應(yīng)裝置的安裝位置距第二級(jí)頭傳感器30mm，壓力傳感器的安裝位置距第二級(jí)傳感器頭50mm，電渦流傳感器安裝位置距第二傳感器70mm，出幣滑槽的角度30，紅外線計(jì)數(shù)裝置安裝位置

15、距滑槽110mm。 電渦流傳感器的選擇本原理主要利用電渦流傳感技術(shù)來(lái)分辨假幣的不同材質(zhì)。如圖所示，在線圈L下方X處放置一金屬板，對(duì)線圈通以正弦高頻電磁場(chǎng)并作用于金屬板表面。金屬板的表面感應(yīng)后產(chǎn)生渦流i，其產(chǎn)生的電磁場(chǎng)又反作用于線圈L，改變線圈電感的大小。其變化的程度取決與線圈L的外形尺寸、線圈L至金屬板之間的距離x，金屬板材料的電阻率和導(dǎo)磁率（和均與材質(zhì)及溫度有關(guān)），以及is的頻率等。而后兩者則因金屬板材質(zhì)的不同而變化。利用此原理的電渦流傳感器一般被用作此種原理的基礎(chǔ)元件。由于造假工藝的局限性，假幣的材質(zhì)以及表面的鍍層與真幣有著鮮明的差別，再加上目前的電渦流傳感器分辨率相對(duì)較高，響應(yīng)速度快，因

16、此來(lái)與真幣不同的幣種加以分辨。 型號(hào) S2200 探頭直徑 8mm 頻率響應(yīng)（DC） 10kHz 輸出波紋 5mv 線性范圍 0.40-2.40 靈敏度 8V/mm 線性度 +-1.0% 靈敏精度 +-4.0% 線性度溫漂 +-3.0% 靈敏度溫漂 +-0.10%/度 感應(yīng)傳感器的選擇： 電感式傳感器工作原理電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。A傳感器圖

17、 b傳感器參數(shù)紅外線計(jì)數(shù)器的選擇 紅外線計(jì)數(shù)器分為對(duì)射式和反射式2種電路，對(duì)射是一個(gè)發(fā)射頭和一個(gè)接收頭在中間如有物件通過(guò)就遮擋一下光線，就輸出一個(gè)脈沖信號(hào)觸發(fā)一下計(jì)數(shù)電路，反射式紅外線是把發(fā)射頭和接收頭做在一塊成為一個(gè)紅外探頭，當(dāng)探頭前有一個(gè)物件出現(xiàn)就把發(fā)射頭的紅外線反射給接收頭，探頭輸出一個(gè)脈沖給計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。探測(cè)器檢測(cè)距離：800mm內(nèi)，計(jì)數(shù)位數(shù)：四位或者八位，可以設(shè)置下排顯示輸出值，或者設(shè)置成上下兩排都是當(dāng)前計(jì)數(shù)值，比如下排設(shè)置9，上排實(shí)際數(shù)量走到9報(bào)警聲光報(bào)警，也可以外接其他設(shè)備控制設(shè)備停機(jī)或啟動(dòng)。尺寸：儀表尺寸48mm×48mm計(jì)數(shù)范圍：0-9999或者0-99999工作電壓

18、：220V完全滿足我們計(jì)數(shù)需求。壓力傳感器的選擇 金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：式中：金屬導(dǎo)體的電阻率（。cm2/m ） S 導(dǎo)體的截面積（cm2 ） L 導(dǎo)體的長(zhǎng)度（m ） 我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。只要測(cè)出加在電阻的變化（通常是測(cè)量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金

19、屬絲的應(yīng)變情況。 此款量程為300g，靈敏度為1.0MV/V。尺寸規(guī)格為：長(zhǎng)47mm，寬10mm，厚6mm。傳送帶傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 我們采用鏈輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性高，且沒(méi)有很強(qiáng)的裝配精度。鏈輪的外直徑50，齒數(shù)10，鏈的長(zhǎng)度78mm。傳動(dòng)如圖： 3.2.3材料的選擇 漏斗槽我們采用碳纖維，有強(qiáng)度保證的同時(shí) ，有韌性的保證；空心圓柱管、分割片我們采用硬塑料，不易變形且價(jià)格低；凸輪、斜面滑槽、出幣滑槽我們均采用強(qiáng)度高不易生銹的不銹鋼，兩級(jí)傳送帶我們采用尼龍布，柔韌性高，傳動(dòng)摩擦能夠得到保證；鏈輪我們采用淬火、回火處理后的45Mn，傳動(dòng)平穩(wěn)，且耐磨。3.3包裝機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲柄滑塊1由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換

20、成直線運(yùn)動(dòng)，齒條1固定在滑塊1下方，齒條1與齒輪摩擦盤(pán)嚙合，齒條2與滑塊2與齒條1滑塊1與齒輪摩擦盤(pán)關(guān)于齒輪摩擦盤(pán)左右對(duì)稱，齒輪摩擦盤(pán)上面附有摩擦硅膠提供摩擦力，訂口機(jī)位于兩滑塊向?qū)ξ恢?，掛袋環(huán)位于滑塊機(jī)構(gòu)上面。 齒輪齒條的具體參數(shù)：齒輪的直徑65，模數(shù)1，齒條的長(zhǎng)度28，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的各桿的長(zhǎng)度 8mm、10mm，掛袋環(huán)的直徑200mm，滑塊釘口機(jī)處距齒條的距離180mm，導(dǎo)軌的長(zhǎng)度45mm。 齒輪、齒條、曲柄滑塊結(jié)構(gòu)的桿我們采用鑄鐵材料，因?yàn)殍T鐵抗膠合、和抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)、我們工作較平穩(wěn)，功率不大低速尺寸較復(fù)雜且能在缺油的情況下工作。齒輪摩擦盤(pán)的摩擦力我們由高摩擦硅膠提供，滑塊我們采用硬塑料，

21、可塑性性強(qiáng)，強(qiáng)度可以保證。掛袋環(huán)我們采用有一定強(qiáng)度的高分子樹(shù)脂材料。3.4工作控制流程圖 開(kāi)始 主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)、凸輪處電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)、傳送帶處電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 放入硬幣 硬幣經(jīng)過(guò)篩分盤(pán)篩分（只剩一元硬幣） 硬幣敬漏斗收集槽、空心圓柱管落入分割機(jī)構(gòu) 分割完成經(jīng)滑槽進(jìn)入兩級(jí)傳送帶 一級(jí)緩沖，經(jīng)過(guò)紅外線感應(yīng)，包裝機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，經(jīng)過(guò)電渦流傳感器，經(jīng)過(guò)壓力傳感器 信號(hào)傳人單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)信號(hào)比對(duì)確定是否控制電磁滑槽 硬幣經(jīng)滑槽落下，同時(shí)紅外計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) 硬幣落入包裝機(jī)構(gòu) 計(jì)數(shù)達(dá)到一定數(shù)目包裝機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成包裝 結(jié)束 4.理論設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)我們的裝置需要用到用到四臺(tái)電動(dòng)機(jī)：一臺(tái)是應(yīng)用到篩分機(jī)構(gòu)的

22、主軸的旋轉(zhuǎn)，一臺(tái)應(yīng)用推動(dòng)分割機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，一臺(tái)應(yīng)用于驗(yàn)偽計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)的傳送帶旋轉(zhuǎn)，最后一臺(tái)應(yīng)用于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)推動(dòng)齒輪齒條副運(yùn)動(dòng)。第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)用于主軸旋轉(zhuǎn)，考慮到我國(guó)家庭用電的實(shí)際電壓為220V，因此選擇額定電壓為220V的電動(dòng)機(jī)，選擇轉(zhuǎn)速為120r/min。估計(jì)所設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)最大負(fù)載約為160N，旋轉(zhuǎn)半徑為0.01m。根據(jù)公式得 從以上各因素考慮，宜采用交流微型電機(jī)60YCJ10/4-30。主要性能參數(shù)為： 功率：16W 電源：220V 轉(zhuǎn)速：120r/min 安裝結(jié)構(gòu)型式：立式同理我們需要的電動(dòng)機(jī)一般負(fù)載要求，轉(zhuǎn)速100r/min左右，滿足第一臺(tái)各種參數(shù)的電動(dòng)機(jī)均符合要求，而且負(fù)載轉(zhuǎn)速要求

23、更低所以10W左右的電動(dòng)機(jī)便能滿足其需求。所以其他電動(dòng)機(jī)也選擇交流微型電機(jī)60YCJ10/4-30，即可。4.2螺紋的設(shè)計(jì)及校核 結(jié)合本裝置的實(shí)際運(yùn)用，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始動(dòng)作，考慮到一定的安全系數(shù)和加工時(shí)還有物料的進(jìn)入，通過(guò)傳感器測(cè)得載荷為F=100N.1)在拉力F的作用下，各個(gè)螺栓分擔(dān)的載荷拉力 2)對(duì)于一些有密封要求的連接要有一定的預(yù)緊力，預(yù)緊力： （本設(shè)計(jì)取1.8） 3)則每個(gè)螺栓的總拉力F2： 求得 4)計(jì)算拉伸強(qiáng)度： 故強(qiáng)度要求滿足。4.3凸輪的設(shè)計(jì)及行程 凸輪基圓半徑r0=25mm，偏距e=10mm，壓力角25°，小于極限壓力角，滾子的直徑rr0，推程h=26，推程角90

24、6;，回程角90°，工作過(guò)程如圖。4.4曲柄搖桿的設(shè)計(jì)及行程條件 滑塊的行程H=12mm 機(jī)構(gòu)的極為夾角為15° 機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K=180°+/180°-=1.18。 機(jī)構(gòu)一個(gè)工作周期T=10 機(jī)構(gòu)行程經(jīng)歷的時(shí)間T1=KT/K+1=6.43s 空回程經(jīng)歷的時(shí)間為T(mén)2=T-T1=3.57。 4.5鏈輪的設(shè)計(jì) 我們無(wú)劇烈沖擊震動(dòng)，要求耐磨損的，所以我們選用淬火、回火之后的45Mn，強(qiáng)度為40-50HRC,單排鏈，完全符合我們?cè)O(shè)計(jì)壽命需求。4.5齒輪齒條的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 齒輪齒條的具體參數(shù)：齒輪的直徑65，模數(shù)1，齒條的長(zhǎng)度28，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的各桿的長(zhǎng)度8

25、mm、10mm ，掛袋環(huán)的直徑200mm，滑塊釘口機(jī)處距齒條的距離180mm，導(dǎo)軌的長(zhǎng)度45mm。 計(jì)算齒輪強(qiáng)度用的載荷系數(shù)K，包括使用系數(shù)KA、動(dòng)載系數(shù)KV、齒間載荷分配系數(shù)K及齒向載荷分配系數(shù)K，即 K=KAKVKK使用系數(shù)KA 是考慮齒輪嚙合時(shí)外部因素引起的附加載荷影響的系數(shù)。該齒輪傳動(dòng)的載荷狀態(tài)為輕微沖擊，工作機(jī)型為小型機(jī)器，所以使用系數(shù)KA取1.35.動(dòng)載系數(shù)KV 齒輪不可避免的會(huì)有制造及裝配誤差，齒輪受載后還要產(chǎn)生彈性形變，齒輪在嚙合的過(guò)程中，由于嚙合齒對(duì)的剛度變化，也要引起動(dòng)載荷。為了計(jì)算動(dòng)載系數(shù)KV，如圖由于速度很小，根據(jù)上圖查的KV取1.0。齒間載荷分配系數(shù)K 一對(duì)相互嚙合的

26、斜齒圓柱或直齒，有兩對(duì)或多對(duì)齒同時(shí)工作時(shí)則載荷應(yīng)分配在這兩對(duì)或多對(duì)齒上。對(duì)于直齒，取K=1齒向載荷分配系數(shù)K 當(dāng)軸承相對(duì)于齒輪做不對(duì)稱配置時(shí)，受載前，軸無(wú)彎曲變形，齒輪嚙合正常，兩個(gè)節(jié)圓柱恰好相切；受載后，軸產(chǎn)生彎曲變形，軸上的齒輪也隨之偏斜，就使作用在齒面上的載荷沿接觸線分布不均勻。 計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，為了計(jì)及齒面上載荷沿接觸線分布不均勻的現(xiàn)象，通常系數(shù)K來(lái)表征齒面上載荷分布不均勻的程度對(duì)齒輪強(qiáng)度的影響。查表得K=1.37綜上所述： K=KAKVKK=1.35×1×1×1.37=1.8我們選用的齒輪齒條完全滿足要求。4.6滑角的設(shè)計(jì) 本機(jī)構(gòu)的滑槽的滑角一律設(shè)計(jì)為30度，如圖所示，在傾角斜面上，硬幣的受力，即為當(dāng)Gx大于大于f時(shí)硬幣可以順利滑下，小時(shí)硬幣發(fā)生自鎖，無(wú)法滑下。 由圖可知最大的摩擦因子為0.3故可以順利滑下。制作完成后我們的實(shí)物圖如下