【正文】 祝愿老師們工作順利，身體健康，合家歡樂。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的指導(dǎo)老師王老師，對(duì)我在資料的查找收集和整理以及硬幣自動(dòng)分類機(jī)設(shè)計(jì)的過程中所遇到的問題，給以極大的幫助和指導(dǎo)，同時(shí)也得到了其他多位老師和同學(xué)們的熱心幫助，使我學(xué)到了很多課堂學(xué)不到的東西，培養(yǎng)了我多思考，勤查資料，多動(dòng)手的習(xí)慣。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 致 謝 這次硬幣自動(dòng)選別包裝機(jī)設(shè)計(jì)，是對(duì)我這四年大學(xué)學(xué)習(xí)的一次檢驗(yàn)，通過這次設(shè)計(jì)，我補(bǔ)充了在理論學(xué)習(xí)中的一些漏洞，使我詳細(xì)的知道了硬幣自動(dòng)分類的過程，并通過熟悉和查閱與硬幣分類包裝方面相關(guān)資料，掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技巧，而且對(duì)樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)我用所學(xué)專業(yè)知識(shí)去分析、解決在實(shí)際生產(chǎn)和生活中遇到問題能力都是有很重要的實(shí)際意義。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外許多硬幣加工設(shè)備進(jìn)行分析和綜合 方案的評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)了一套滿足要求的總體方案。科技不斷進(jìn)步，大量的游戲幣假冒貨幣，因?yàn)榕c真正的貨幣和游戲幣有類似的特點(diǎn)，投機(jī)者用來冒充真正的硬幣，這給汽車企業(yè)和需要大量硬幣的企業(yè)帶來了巨大的損失。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開發(fā)出了各種各樣的硬幣加工設(shè)備，這樣的設(shè)備有個(gè)特點(diǎn)首先可以針對(duì)硬幣不同的分類，之后進(jìn)入包裝模塊，它的集成程度非常的高。圓形柱長(zhǎng)度不一，共有 5種 40 跟，其中包括六角形支撐柱 2 種 14 根。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 (正反面 ) 支撐板上設(shè)計(jì) 支撐板的五大功能： 1 處指的通孔與支撐板連接并且有 8 個(gè)都獲得支撐力； 2 處指的 4 個(gè)通孔通過連接成硬幣板提供支撐力孔； 3 處指提供支撐力地方時(shí) 6 個(gè)通孔連接的硬幣入盤； 4 號(hào)兩 個(gè)沉槽通孔； 5 處指槽通孔來安裝分幣盤。如圖 所示，留下一圈中間通過用于連接支撐板，孔的下方，在八沉池通過連接支撐板孔用。 12 個(gè)外圈通孔是安裝到底盤的支撐柱，它的圓直徑越大越好，這樣可以保持平衡； 8 個(gè)內(nèi)圈通孔是安裝到支撐板中上的支撐柱，主要是避免硬幣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和避免步進(jìn)電機(jī)。在各軸承安裝孔的位置切 3X8 的凹槽，目的是螺釘?shù)陌惭b，這樣會(huì)鎖緊電機(jī)軸。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 支撐板下設(shè)計(jì) 支持板下的作 用有以下幾個(gè)方面：首先是對(duì)四個(gè)包裝出幣機(jī)構(gòu)提供支撐；二是支持假硬幣容器；三、為電機(jī)的安裝提供了接口；四、給偽幣容器固定板提供了接口。如圖 所示墊為腳的設(shè)計(jì)，是一個(gè)等邊三角形，它的厚度為 5mm，有 3 個(gè) M3 的螺紋孔，它們用來跟底盤固定。它決定了支撐機(jī)構(gòu)的位置和界面的中心定位，要想設(shè)計(jì)達(dá)到滿意必須解決安裝問題。結(jié)構(gòu)都采用圓形的， 先從邊上往里邊依次固定，設(shè)計(jì)的外殼也是圓形的。偽幣分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模型如圖 所示： 圖 支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 支撐機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 支撐機(jī)構(gòu)包括重要部分的結(jié)構(gòu)安裝和定位，一共有五種支撐結(jié)構(gòu)。硬幣包裝機(jī)的包裝過 程如圖 所示： 圖 偽幣的分離機(jī)構(gòu) 偽幣接幣盤和假幣軌道兩個(gè)部件是假幣分離機(jī)構(gòu)的主要組成部分，偽幣容幣筒、偽幣擋板、和偽幣容器是 3 個(gè)輔助部件。所以，在利用機(jī)器的自動(dòng)化功能的同時(shí)，還要考慮一部分人力的運(yùn)用。 圖 硬幣的幣盤設(shè)計(jì) 容幣盤的功能有如下幾個(gè)：一、它能對(duì)硬幣收集管產(chǎn)生支撐力的同時(shí)還對(duì)它的取出和固定預(yù)留了一定的空間，如圖 所示，設(shè)計(jì)如圖所示的兩個(gè)相交的偏心圓孔，并使收幣筒外圓與左側(cè)半圓相切，同時(shí)使右側(cè)的半圓偏移 4mm，這樣便產(chǎn)生了空間；二、起到一 個(gè)支撐的作用，為了使它能與支撐板連接在一起，通過設(shè)計(jì)四個(gè)沉孔來安裝沉頭螺釘，起到連接固定的作用：三、起到一個(gè)封閉的作用，防止硬幣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)掉落。收幣筒不僅為硬幣提供排序，同時(shí)也為硬幣在最后的包裝提供容器。因?yàn)椴煌挠矌糯笮《几鞑幌嗤?，決定了硬幣包裝機(jī)的出幣系統(tǒng)都不相同，僅僅一個(gè)支撐板可以通用，其余各部西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 分的規(guī)格都不相同，這些部件由 21 個(gè)部分組成。 圖 的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)軌跡圖 包裝出幣機(jī)構(gòu) 包裝出幣機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 該機(jī)構(gòu)是硬幣收集的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，當(dāng)硬幣的數(shù)量達(dá)到一定量的時(shí)候，它會(huì)自然的飛出。以下是兩種真硬幣的接收盤設(shè)計(jì)結(jié)果：在真硬幣接收盤下的直線和對(duì)稱硬幣接收盤連接線的中心 92 度及以上的實(shí)際硬幣硬幣接收盤與對(duì)稱硬幣接收盤中心 59 度。出于硬幣包裝機(jī)整體體積的考慮，出幣機(jī)構(gòu)不能使外圓非常大，所以引入了直線弧線設(shè)計(jì)，是對(duì)導(dǎo)軌充分的改進(jìn)，為了彌補(bǔ)空間的不足，改為螺旋型的軌跡設(shè)計(jì)。最終通過各方面的考慮和優(yōu)化，在如圖 所示的對(duì)稱位置設(shè)計(jì)了硬幣包裝機(jī)出幣機(jī)構(gòu)，這樣做的目的是讓硬幣的飛行軌跡達(dá)到最小，從而 控制了該機(jī)構(gòu)的豎直距離。由于硬幣掉落的軌跡不好規(guī)劃，還需要為安裝步進(jìn)電機(jī)預(yù)留空間，為了能達(dá)到理想的情況，需要將硬幣輸送裝置設(shè)置成 30176。在這一點(diǎn)上，在同一個(gè)包中的同一個(gè)類型的相同類型的硬幣應(yīng)該被引導(dǎo)到相同的包裝機(jī)構(gòu)。中間采用圓弧的設(shè)計(jì)，在軌道的左側(cè)上安裝三個(gè)通孔。在造型設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)雖然軌道傾角小，但此時(shí)正是在這一時(shí)刻，所以在垂直方向上需要更多的空間。 滾動(dòng)只需要一個(gè)小傾角，最初的設(shè)計(jì)就是圍繞著滾動(dòng)設(shè)計(jì)的。改進(jìn)后的設(shè)計(jì)圖如圖 所示，首先根據(jù)硬幣的設(shè)計(jì)方法引入盤取出的圓弧形外表面不規(guī)則曲面的設(shè)計(jì)，提高加工技術(shù)及其安裝固定提供了一個(gè)接口，本文將進(jìn)一步闡述；其次，壁增厚的下半部分，即 1 毫米增加到 5毫米，和圖 顯示螺紋孔用于安裝軌道； 30 度的切出方便安裝軌道。它的平均數(shù)是 ， 因此整 90mm 是最終的值，繪制圖 ，接幣盤的直徑設(shè)置為 46mm。和中心的周長(zhǎng)的直徑的四種類型的孔的選擇，以確定位置的平均。此結(jié)構(gòu)為漏斗形設(shè)計(jì)，漏斗的直徑如 圖 所示，由于分撿盤下面是圓形設(shè)計(jì)，所以挑選也錢幣板塊在一個(gè)圓形的設(shè)計(jì)采用，并接近整理磁盤表面確保硬幣收集準(zhǔn)確的。由于之前的數(shù)值是估算而來的，為了保證硬幣順利滑下，所以設(shè)置為 30 度。 DFA 理論引入到整個(gè)機(jī)制的 設(shè)計(jì)，兩部分從安裝方便的角度設(shè)計(jì)、尺寸形狀修改進(jìn)行優(yōu)化。不同類型的硬幣從分揀盤上落下后，通過相應(yīng)的貨幣盤落在相應(yīng)的軌道上，然后滑入包出的硬幣機(jī)制。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 硬幣筒 硬幣的導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 硬幣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 接幣盤和軌道是硬幣定位的兩個(gè)主要部分。 硬幣筒設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)而言之，硬幣筒就是是臨時(shí)存儲(chǔ)硬幣的一個(gè)裝置，如圖 所示，當(dāng)需要對(duì)大量的硬幣分揀時(shí)，不能對(duì)分揀盤造成影響，高度也不能太高。命令 ????? 10c o s10s i ny2 mgGmrF y ? ，并用鋁鎂合金版小于 1 角的數(shù)據(jù)來計(jì)算可得 ? ?sadinrg /r7 7 ????? ，轉(zhuǎn)換速度大約是 227r／ min，當(dāng)速度超過 227r／ min，將硬幣拋起，上蓋如圖 所示的設(shè)計(jì)，在表面覆蓋一個(gè) 10 度角的圓臺(tái)面和分揀盤配合。根據(jù)計(jì)算結(jié)果 ，計(jì)算不難看出，離心力對(duì)硬盤有 沒有影響，硬幣會(huì)靠近分選板下來，從而獲得支撐力。 表 兩種分揀方法優(yōu)缺點(diǎn)分析 分揀時(shí)硬幣的受力分析 如圖 311 所示是在整理板硬幣是由嘗試排序，由圖可以在 x 方向分量的重力及離心力的發(fā)現(xiàn)是正確的方向，使力將硬幣向分選板邊緣。 表 不同硬幣掉落時(shí)間分析 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 硬幣方法融合和分揀方法的確定 對(duì)于硬幣的分揀，有 兩個(gè)形式。gt2可計(jì)算出不同硬幣下落時(shí)間。由于硬幣掉落的過程是有一段時(shí)間的，因此要對(duì)硬幣運(yùn)行的時(shí)間和速度進(jìn)行分析，用來保證分揀過程可以平穩(wěn)的運(yùn)行。而每分鐘 25 轉(zhuǎn)只是一個(gè)保守?cái)?shù)據(jù)，因此臺(tái)機(jī)器分揀效率將有巨大的潛力。同時(shí)為了防止硬幣掉落，在外軌道設(shè)計(jì)了一個(gè)擋板。如圖 所示，使用這個(gè)程序之前和之后的設(shè)計(jì)角度，但后傾角比以前設(shè)計(jì)的增加，和 排序的過程中，而不是在彈片滑入側(cè)，但沿軌道下降到相應(yīng)的孔，直徑小于孔徑的大小和重力 F 甩到后面分離后脫落。 圖 硬幣分揀機(jī)構(gòu) 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 分揀盤下 硬幣分揀方案確定過程 機(jī)器設(shè)計(jì)的精華是排序，因此一個(gè)好的設(shè)計(jì)決定了整條的效果。如圖 所示，分選板下每半開 4 種字孔寬度不同，其次是增加寬度。它也是與假幣分離機(jī)構(gòu)連接的一個(gè)機(jī)構(gòu)。如圖 ，包含了上蓋板、盤和磁盤排序三個(gè)組成部。按照此結(jié)論對(duì)之后的零件進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，以滿足加工工藝性要求。改進(jìn)前為 +003N/ 2m 到 +004 N/m2，而改進(jìn)后則減少為 a+003N/ 2m 到 e+004 N/ 2m 。此零件設(shè)計(jì)為鋁合金制造，因銅含量最高，所以選用 2021 號(hào)鋁進(jìn)行仿真。因此將其改進(jìn)成如圖 所示的增加了后邊的結(jié)構(gòu)，這樣不僅便于安裝和裝夾，強(qiáng)度也得到了增強(qiáng)。通過算可以知道，需要的最大轉(zhuǎn)速是 168r/min，并且這個(gè)值是很容易達(dá)到的，取整值，得到分幣盤的轉(zhuǎn)速為每分鐘 200 轉(zhuǎn)。如圖 所示，如果離心力 F 大于摩擦力 f 的時(shí)候，那么硬幣產(chǎn)生了滑動(dòng)，故而實(shí)現(xiàn)了一一分離。通過參考了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，知道硬幣在手上的摩擦系數(shù)是不 完全的，所以一些材料之間的摩擦系數(shù)是根據(jù)更大的值來估計(jì)的。這樣做是為了防止硬幣掉落在旋轉(zhuǎn)中心內(nèi)，由于周圍的離心力是相等的，因此不能運(yùn)行到圓周上實(shí)現(xiàn)分離。硬幣管的功能是暫時(shí)把分離的硬幣存放起來，硬幣再利用重力的作用，形成一個(gè)縱向陣列。硬分幣盤和進(jìn)幣盤之間設(shè)計(jì)有 3mm 的間隙，以確保在任何情況下 硬幣只能通過一枚，防止卡死現(xiàn)象。代入公式計(jì)算如下 ： 321 0 7 mmhrV ?? 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