全自动钞票捆扎机_产品开发课程设计说明书.doc

课 程 设 计 说 明 书课程设计说明书 课 程 名 称: 产品开发课程设计 课 程 代 码: 8205331 题 目: 全自动钞票捆扎机 学 生 姓 名: 学 号: 年级/专业/班: 学院(直属系) : 机械工程与自动化学院 指 导 教 师: 陈守强 目录任务书摘要2前言31 关于捆钞机研制开发的可行性报告-41.1捆钞机的目的和意义41.2国内外捆钞机的发展概况41.3对产品的原理方案及关键技术进行分析51.4捆钞机的市场需求分析51.5预期社会、经济效益分析112捆钞机结构功能分析112.1产品总共能的确定112.2黑箱图122.3功能分解图132.4自动捆钞机功能结构图142.5自从捆钞机工作流程图143产品总体设计-143.1钞票捆扎方式163.2辅助件的选择174产品运动学、动力学计算195本次任务产品结构设计（管烫头）-236设计感想247参考文献25 摘要现有捆钞机包括全自动捆钞机,手动齿轮捆钞机,油压捆钞机,卧式手动捆钞机,手动快速液压捆钞机,电动螺旋捆钞机等等,在众多需要运用捆钞机的行业都需要卫生环保清洁的环境所以电动全自动捆钞机是首选之一全自动捆钞机的工作原理是：（1）捆扎带的进给和拉紧：自动进给和拉紧机构由带盘，储带箱，扁带进给辊。各金融机构每天有大量的钞票，证券票据等要进行整理、处理，其中就牵涉到对钞票、证券、票据等的捆扎，由人工来完成捆扎工作，不仅时间花得太长，而且捆扎得松紧不同，位置不同，效果既不好，又不美观，为了节约时间与人力，不至于影响重要的交易活动而造成不必要的经济损失。因此，研制开发出更快更便捷，价格更便宜的捆钞机的任务就摆在我们的面前此项目投入正是时机，正遇上经济飞速发展的今天，对此产品的需求正逐年增加，前五年真是鼎盛时期。并且该项目产品目前供不应求，缺口远大于项目设计能力，近十年内国内现有生产能力发展迅速，供求缺口呈下降趋势，项目规模不易过大。关键词：全自动捆钞机、需求、市场、功能原理、existing bundle of paper money machine includes automatic bundle of paper money machine, manual gear bundle of paper money machine, hydraulic bundle of paper money machine, horizontal manually bundle of paper money machine, manual paper money machine, fast hydraulic bundle of electric spiral bound paper money machine, etc, in numerous requires the use of paper money machine bundle trade needs environmental sanitation clean environment so electric automatic bundle of paper money machine is first selection of automatic bundle of paper money machine working principle is: (1) the strapping belt feeding and taut: automatically feed and taut mechanism consists of belt dish, store with box, flat belt feeding roller,. key word: automatic bundle of paper money machine, demand, market, functional principle前 言在改革开放的浪潮中，包装工业迅速崛起。人类进行包装活动的历史虽然很久，甚至可以追溯到人类产生之初，但包装实际上形成为行业的时间并不长。尤其是作为现代包装行业，还是在世界工业革命之后。世界资本主义兴起并将电子、化工、机械、生物工程、能源开发等现代科技应用于开发商品新包装，是自20世纪30年代开始的。所以说现代包装工业的历史，最多也只有半个世纪。 当今世界，随着现代商品经济高速发展，大量涌现于市场的一切新商品，都需要有适时的新包装。这就必然促使现代包装工业以与资本主义商品经济同样的高速度相应发展.我国的现代包装工业，自进入20世纪70年代末期，经过几年的调整、准备之后，于80年代初开始迅速发展。但由于起步晚、基础薄弱，工程技术人才和管理人才极端缺乏，所以大大落后于世界先进水平。 目前，在我国的包装工业中，包装机械还是个薄弱环节。已使用的包装机械，无论在数量上、品种上都很少。包装、机械的生产也满足不了包装工业日益增长的需要。包装工业的发展，必将推动包装机械更快的发展。 随着进入wto，我国的包装工业将面临着更严峻的挑战，大力研制包装机械成了目前迫切的任务。现代各行各业发展都很迅速，国家支持的西部大开发也取得了一些进展，需要包装美观、实用，又要快速、经济。捆扎机械也在飞速发展，捆扎范围增大，自动化程度也在不断提高，由电器控制逐渐向电脑程序化改进，现代科技正运用于捆扎机械上并逐渐成熟。经济的飞速发展，使交易变得频繁、大量，对于捆扎钞票、票据等的捆扎机械要求不断提高，在此时刻，我们接手了一宗捆钞机的研制任务。相信此品种捆钞机能带给广大用户更多的方便；为包装机械的发展尽一份力。捆扎机械在国民生产中的用途：1、保护功能。它可以将包装物捆紧、扎牢并压缩，增加外包装强度，减少散包装所造成的损失。2、方便。它可提高装卸效率，节省运输时间、空间和成本。3、便于销售。美观、顾客易携带。1关于捆钞机的研制开发的可行性报告1.1捆钞机的目的和意义：所为捆钞机就是把一把一把的钞票通过机器来捆扎的机器。由此可知道捆钞机的目的在于将一些钞票捆扎在一起，以便于清理、保存、运输等。改革开放以后，人们的人均纯收入有了大幅度的提升，当然也就是说除满足自身必须的生活所需外也有了不少的积蓄，而这些积蓄考虑到安全问题他们呢便会将它投掷银行机构或其他的金融机构，这样随着钞票的积累就涉及到它的存放问题，在考虑到大数量的钞票的提取问题，单由工人直接点数或小型捆扎既费时又费力，而且效果也很不理想，对于少量钞票如万元左右还可以由人工勉强捆扎，但对于数量较大的如十万元单又人工捆扎那就可想而知了，一大叠钞票即使被捆扎但人的力量有限只是捆扎不够紧固，松散的坏处就是一是所占的空间大，二是比捆紧的容易变质，还有人捆扎速度慢，社会在进步讲究的是效率，另外就是对于大数量的提款，如果没有将十万或更多的钞票捆扎在一起，那样一张一张或一万一万的数起，那些要是提取几百亿上千亿的在那样数，那也不知道要数到什么时候，有了大数额钞票捆扎机，便又可以节省更多的时间和劳动力了，考虑到这些优点市场对它的需求越来越强，捆扎机中有中型和小型而大型目前还没有，原因在在于钞票有一定的厚度，而它的尺寸又不是很大，如果捆扎太多反而显得更容易松散或不变携带，试想：十万元钞票厚度就近十厘米，如果捆扎一百万那就是一百厘米也即一米高，然而面额最大的一百元钞票长十五厘米宽六厘米左右，由此可以想到那样显得极为的不便，再说一百万就是十个十万由人工点数也不过是十来秒时间的事，对于小型捆钞机只捆扎一万元人民币，对于这少量数额厚度小的则要求并不高，因为如果要存放一般还得将一万的十个累加在一起害的压缩，这里就不必压紧，还有一万元人民币一般是由与南航供给活期用户提取小数额用的算是“流动资金”小型捆钞机在包装上也更简洁只有纵向包装，包装袋由牛皮纸代替在接口处要么由胶水粘合要么把它扎起即可，对于中型捆钞机则两次纵向捆扎，一次横向捆扎压紧包装袋由塑料带在接口处高温熔化粘合再由刀切割即可。1.2国内外捆钞机的发展概况：国内：现在国内已有几十家涉及生产捆钞机的企业，产品销售网路遍布全国，产品种类也多种多样，其用途也正在扩展，从只捆钞票只用，扩展到捆扎各类票据，大小差异不大的资料等等。全自动捆钞机运用新技术，集机、光电一体，微电脑自动控制，一次定位、三道捆扎一次完成。国内：传统捆钞机主要是通过液压电动机构把钞票压紧，然后手工用纤维绳捆紧。手工捆扎作劳动强度大，工作效率低，由于纤维绳与纸币接触面积小容易把钞票勒伤，更严重的是手捆扎的双十字没有相互连接成为一个整体在现金调运中容易产生散捆丢张等安全问题，为此中国人民银行发文要求入库纸币线捆采用宽塑料pp（聚丙脂）捆扎双十字交叉点连接起来是困扎带成为一个整体。传统的大型捆钞机无法实现这些要求，所有的入库钱捆使用自动的烫接捆钞机将是不可避免的趋势。捆扎机的发展趋势有三大特点：全自动化，高速度化，多样化发展。1.3 对产品的原理方案及关键技术进行分析：现有捆钞机包括全自动捆钞机,手动齿轮捆钞机,油压捆钞机,卧式手动捆钞机,手动快速液压捆钞机,电动螺旋捆钞机等等,在众多需要运用捆钞机的行业都需要卫生环保清洁的环境所以电动全自动捆钞机是首选之一.这里我们来研究全自动捆钞机的工作原理：我们使用的是条带捆扎机，它是由人工将一大叠钞票放入到一定的位子，然后完成送带、抽紧、结合、切断等动作。其按钮有一个启动开关、一个捆扎自动开关、几个按钮（压紧按钮、松开按钮、直进按钮、直退按钮、横进按钮、横退按钮、直切按钮、横切按钮、加温按钮、降温按钮）当打开电源总开关后，机子先预热，各信号灯闪耀，直到信号灯处于稳定状态不再闪亮，即到达稳定后捆钞就可正常工作了。工作过程可分为点动控制也可以是连续全自动控制。这里以全自动控制为列说明其工作过程：将一叠预先点清的钞票放入捆钞机指定位置后，由其面额调整其位置（在捆钞机放钱的背面有一个旋转开关，上面有几个不同面额的刻度，这样要捆扎的是什么面值就调到相应位置，就这样可以调节相应的宽度）按下自动捆扎按钮，然后先直进，也就是让包装带横向绕纸币绕一周后收紧压缩再加热切割，这样就完成一道工序，之后再竖向（竖向由两根包装带包扎）绕一周后收紧压缩再加热切割，这样就完成了整个包扎过程。这里涉及到送带，压缩，切断几个过程。即横向送带需要一个电机，纵向送带需要一个电机（这里虽然纵向有两根包装带，但它只需一个电机通过一个辅助筒即可完成两根带的同时送达），压缩与提升需要一个电机，切割需要一个电机。即全自动捆钞机的工作原理是：（1）捆扎带的进给和拉紧：自动进给和拉紧机构由带盘，储带箱，扁带进给辊，轨道，进给支架，齿爪，限位开关等组成。前一次捆扎结束时，扁带进给辊正转，将扁带送入拱型轨道，直到带头挡住光电管光源时停止，送带即已到位。按下启动开关，封接器中的凸轮轴开始回转，压头将扁带前端固定。扁带进给辊倒转，将扁带拉回并利用扁带被拉回的力推开轨道上的弹簧挡盖，使扁带穿出轨道而将捆扎物捆紧。物品被捆紧后，由于扁带辊继续回转，扁带的反作用力就将进给支架拉向左边，当支架碰到限位开关时，进给辊停止转动。在弹簧作用下，支架回摆，这时已被拉紧的扁带被支架上的齿爪压在支架的契块上，不再相对滑动，因而扁带被二次拉紧。调节齿爪契紧扁带时刻的早晚或改变弹簧张力的大小可以调节捆扎松紧度。储带箱的作用是储存扁带进料辊送来的预送带，使其成为自由状态，随用随储，保证上部送带的需要，以实现高速送带。预送带时，进料辊带动带盘转动，为了防止扁带放出过多而造成混乱，要求进料辊一旦停止工作时，卷筒也立即停止转动。因此带盘采用了制动装置。扁带从带盘上拉出后通过导向辊和扁带进料辊进入储带箱。预送带时，扁带被拉紧，迫使活动摆杆向上抬起，使制动带放松，带盘可以自由转动。当预送带停止时，带盘因惯性而继续转动放出扁带，在弹簧拉力作用下，制动带压紧与带盘装在一起的制动盘，使带盘速度停止转动。（2）扁带的熔接与切断：热板熔接机构由压头1，2，3，止动块，封接台面，热板，切刀等组成加热，加压和切断部件。当前端被压头1固定的扁带缠绕捆扎物并被两次拉紧后，凸轮转动，压头3将从压头1上开槽中穿过的下层扁带压住以防松懈。这时热板插入两层扁带之间，压头2上升并利用切刀切断扁带，将其压紧在封接台面与热板，热板与压头2之间加热。当加热温度达到要求，扁带表层熔化后，压头2微降，热板退出，然后压头2再上升，压紧两扁带，使已局部热熔的两层扁带粘合在一起。经适当冷却后，压头2复位，封接台面亦退出，扁带由于自身回弹性而紧束在捆扎物上。1.4捆钞机的市场需求分析：改革开放以来，人们的人均纯收入有了大幅度的提升，当然也就是说除满足自身必需的生活所需外也了不少的积蓄，而这些积蓄考虑到安全问题他们便会将它投掷银行机构或其他金融机构，这样随着钞票的积累就涉及到它的存放问题，再考虑到大数量的钞票的提取问题,单由人工直接点数或小型捆扎既费时又费力,而且效果也很不理想.对于少量钞票如万元左右它还可以勉强由人工捆扎,但对于数量较大的如十万元单由人工捆扎那就可想而知,一大叠钞票即使被捆扎但人的力量有限致使捆扎不太紧固,松散的坏处就是一是所占的空间大,二是比捆紧的容易变质,还有人工捆扎速度慢,社会在进步讲究的就是效率,另外就是对于大数量的提款,如果没有将十万或更多的钞票捆扎在一起,那样一张一张或一万一万的数起,那些要是提取几百亿上千亿的再那样数,那也不知道要数到何时,有了大数额钞票的捆扎,便又可以节省更多时间以及劳动力啦, 考虑到这些优点市场对它的需求越来越强.捆扎机有中型和小型机而大型机目前还没有,原因就在于钞票有一定的厚度,而它的尺寸又并不是很大,如果捆扎太多反而显得更易松散或不便携带,试想:十万元钞票厚度就近十厘米,如果捆扎一百万那便是十个十万那就是一百厘米也即一米高,然而面额最大的一百元钞票长十五厘米宽六厘米左右,由此可想那样显得极不方便,再说一百万也就是十个十万由人工点数也不过是十来秒时间的事,对于小型捆钞机只捆扎一万元人民币,对于这少量数额厚度小的则要求并不高,因为如果要存放一般还得将一万的十个累加在一起后还得压缩,这里就不必压紧,还有一万元人民币一般是由银行供给活期用户提取小数额用的算是”流动资金”小型捆钞机在包装上也更简洁只有纵向包装,包装带由牛皮纸代替在接口处要么由胶水粘合要么把它笮起即可,对于中型捆钞机则两次纵向捆扎,一次横向捆扎压紧包装带由塑料带在接口处高温融化粘合再由刀切割即可.（一）市场预测和项目规模： 在西部大开发之际，各行各业正在飞速的发展，企业也如雨后春笋般四处林立，特别是金融行业发展迅速，对捆扎钞票、票据的自动化机械需求量很大，从外地购进增大了运输成本及维修成本，本公司占着地理优势（地处西部的中心城市成都），社会关系密切，人际关系占着优势（熟悉本地各关系企业），对于同类产品有着绝大优势占领西部市场。将市场主要定位在西部市场，从别人的指缝中挤出这块肥肉，至少要按照十分之一的西部市场需求定位生产规模，此捆钞机的使用寿命一般在5-10年，每个需要的单位的需求为：1台/7.5年，各金融单位，国家税务部门、邮政等单位需求量最大，特别是邮政部门要整理大量的信件、包裹等的捆扎，对这种自动化程度高、捆扎速度快的机器有更迫切的需求，但是对捆扎的范围要求宽。生产的捆钞机主要用于捆扎钞票及票据；现在国内有三十多家企业涉及生产捆钞机，大约一年的生产能力在7万台左右。而国内的需求却在11万左右，远远不能满足市场的需要。产品的产量也在7万台左右，生产厂家一般分布在沿海一带，特别是温州，生产厂家占了五分之一；销售网络也遍布全国各大城市，在西部只有几个重要城市有他们的销售网点。对于捆扎纸制品的机械，有着替代捆钞机的功能。目前，国内的同类产品价格在2万多元，一万多元等，它们在功能上区别不大，但是捆扎范围不同、自动化程度也不同。相对于国内，国外同类产品生产能力要强得多，基本趋以饱和，由于国外的生产成本（特别是人力成本）要高得多，因此，进口量并不多。60年代初期，随着聚丙烯的出现，国外同时也开发成功了聚丙烯塑料带捆扎机，在许多领域（特别是轻工产品）内逐渐代替钢带捆扎，使捆扎机械化得到迅速普及。捆扎机是包装机中一个重要的分支，国外先进国家的捆扎机已相当普及，品种繁多，几乎无所不捆。我国的塑料带捆扎机只有十几年的历史。它首先在书籍、报刊发行部门获得推广。但近年来发展异常迅速，在食品、轻工等领域已广泛采用。具有代表性的sk-1a型自动捆扎机，其捆扎速度为20道/min，其技术性能已接近国际同类产品的水平。国外塑料带捆扎机械的发展正向全自动化、高级化和多样化方向发展。1、全自动化。提高单机的自动化程度使包装物从输送辊道送入后，捆扎机能自动定位、自动捆扎、自动转位，以进行十字型、井字型捆扎，采用微机控制，以实现无人操作的自动捆包生产线。2、高级化。提高捆扎功能。国外自动捆扎机已向40道min甚至60道/min的目标发展，研制捆扎力可随机调节的捆扎机，提高自动捆扎机的适应性（如带宽、捆包规格、工作台高、捆扎能力等）。3、多样化。研制各种用途的捆扎机，开发台式和全自动捆扎机。研制代替钢带的重型带、聚酯带。研制泡沫带、软带以适应台式捆扎机的要求。、近几年，国内捆扎机械的发展方向还是研制捆扎机械系列。如塑料带小型全自动捆扎机，低台全自动捆扎机，塑料带桌上型半自动捆扎机，塑料带侧置大型或窄带自动捆扎机等，以满足不同用户的要求。本产品的消耗对象主要是银行等金融机构及税务、邮政等政府部门。产品的消费条件是有大量的纸制品需要进行整理、捆扎的单位。由于社会的发展越来越来讲究效率，因此，更新的周期要快，捆扎的效率要提高。本产品使用中可能会捆扎一些纸箱等一些在捆扎范围内的一些纸制用品。随着信息化的发展，许多信件由网络代替，许多票据、钞票也有被网络替代的趋势，但这是一个不短的过程，那么项目的规模以先大后逐渐递减的形式来限制生产规模。图1-1 宏观经济环境分析中国全自动钞票捆扎机市场产量分析图1-2中国全自动钞票捆扎机市场产量分析（二）原材料、燃料和动力供应：捆钞机所需原料，对于加工件材料及标准件都可选用易买的、经济的、耐用的捆扎材料，从网上搜索到7家生产厂家，分布在我国的沿海一带，从哈尔滨到浙江义乌，可谓分布广阔，但西部却没有。但是成都却有这些原料的销售市场，占着很大的优势。四川成都有着丰富的电力资源、原材料销售市场、丰富的劳动力市场，四川省的高校大部分都在成都，人力资源也非常的丰富。（三）项目工程技术方案： 以高校强大的科研力量为依托，研究开发新一代的宽范围、自动化程度高的捆钞机，对于市场上易买的零部件，为了最大程度的降低成本，实施购买方案，对于关键零部件、又无标准件，可以自己生产或找别的厂家生产，经过经济指标与质量指标的相互比较进行确定。本企业主要是进行总的装配。（四）投资估算和资金筹措：首先，投资的周期短，在半年就可以见成效，本产品的设计在半年内完成，并可以进行批量生产，本产品的投资少，收益大，主要是由于西部这个大市场，对它的需求正在日益增加，而生产本产品的主要厂家分布在沿海一带，我们占了天时、地利。资金可以从企业的滞留金中挪用，使之转化为资本金，另外的不足部分，可以从银行借贷，对于本产品的可观预期利润，筹措银行固定利率的资本金可以得到更大的收益值。因此，资金筹措采取滞留金+银行借款的方式。1、产品成本估算：产品成本估算首先要合理的分解成本，逐项计算单位成本，最后计算总成本，年产量为 375台 。 表1 单位成本估算表序号成本项目单位单耗单价单位成本备注一1、2、3、4、主要原料钢材铸铁塑料轴承、螺钉等标准件kgkgm3件58600001n62.667200005348160201600二、1、2、3、辅助材料捆扎带印字板塑料kg块个102n25150x250300680三、生产过程用电度3000.5150四、生产过程用焦碳吨0.05100050五、生产过程用水吨0.5105六、工资人80501500七、提取的职工福利基金人0.6672818.7八、车间经费月0.032625002000九、车间成本月0.032833302667租用十、企业管理费月0.0321000003200十一工厂成本月0.0321000003200十二销售成本件125002500十三单位成本件11624116241十四平均单位成本件11624116241由于物价波动不大，有也是下滑趋势，故忽略物价波动造成的影响。表2 总成本估算表序号 项 目 金 额 （单位：万元）100%达到设计生产能力80%达到设计生产能力60%达到设计生产能力一原材料80256424815二辅助材料4612536927675三燃料及动力7687561546125四工资5625453375五提取的职工福利基金0712505704275六车间经费757575七车间成本101010八企业管理费120120120九工厂成本120120120十销售费用937593759375十一总成本其中（1）折旧费（2）流动资金利息130101301013010十二经营成本240240240十三固定成本325325325十四可变成本285228171总计 620 563 5062、市场供求趋势预测：表3 项目产品市场需求调查预测表 （单位：千台/年）序号内容项目评估时情况项目投产时情况项目投产后5年时情况项目投产后10年时情况1国内销售量8915172未满足需求35413国内需求111419184出口00215总需求111421196国内现有生产能力7814177进口11318总供应891718根据上述调查预测，可以得到如下信息：该项目产品目前供不应求，缺口远大于项目设计能力，近十年内国内现有生产能力发展迅速，供求缺口呈下降趋势，项目规模不宜过大。该项目产品由进口转为进出口混合，国内外竞争较强，必须重视产品质量，提高竞争力。 3、项目投产后年收入与收益净现值的估算：表4 项目收益净现值表 （单位：万元）序号内容 年 份合计0123451销售收入70090010001200150053002现金支出62069673481092437843支付税金2667871281905004投资额6206205总支出（2+3+4）620646763821938111449046净现金流量（1-5）-620531361782613853957现值系数（折现率4%）10962092508890.8550.8228净现值（6x7）-62051561264158422343172256961、5、预期社会、经济效益分析： 此项目投入正是时机，正遇上经济飞速发展的今天，对此产品的需求正逐年增加，前五年真是鼎盛时期。并且该项目产品目前供不应求，缺口远大于项目设计能力，近十年内国内现有生产能力发展迅速，供求缺口呈下降趋势，项目规模不易过大。该项目产品由进口转为进出口混合，国内外竞争较强，必须重视产品质量，提高竞争力。另外，应尽可能的开拓需求市场，将规模扩大至可行规模以满足市场需求，也能降低成本，目前的设计生产能力中固定成本所占比例过大，应尽可能缩小及增加产量来减小固定成本所占比例。从而获取更高的经济利润。 2 捆钞机结构功能分析2、1产品总共能的确定：将一叠预先点清的钞票放入捆钞机指定位置后，由其面额调整其位置（在捆钞机放钱的背面有一个旋转开关，上面有几个不同面额的刻度，这样要捆扎的是什么面值就调到相应位置，就这样可以调节相应的宽度）按下自动捆扎按钮，然后先直进，也就是让包装带横向绕纸币绕一周后收紧压缩再加热切割，这样就完成一道工序，之后再竖向（竖向由两根包装带包扎）绕一周后收紧压缩再加热切割，这样就完成了整个包扎过程。这里涉及到送带，压缩，切断几个过程。即横向送带需要一个电机，纵向送带需要一个电机（这里虽然纵向有两根包装带，但它只需一个电机通过一个辅助筒即可完成两根带的同时送达），压缩与提升需要一个电机，切割需要一个电机。2、2黑箱图：黑箱散钞控制指令ppa带发热噪声捆扎好的钞票电机阻尼系统蜗杆蜗轮制动摩擦轮带盘导轨ppa带2.3功能分解图手动放入散钞捆钞机温度信号调整钞票手动调节按钮压紧装置压紧钞票计量装置横向送带币窗关闭装置送带纵向送带熔断带切断带检测装置拉紧带固定带头送带计量压紧调整定位2.4自动捆钞机功能结构图温度信号灯钞票捆扎好的钞票ppa带温度控制2.5自从捆钞机工作流程图：取钞票熔断、切断带拉紧带送带调整定位放钞票3产品总体设计3.1钞票捆扎方式：3.11绳索打结捆扎：所要完成的动作为：穿绳、拉紧、打结、切断绳头。图3-1打结机构部件图1、割刀，2、下绳嘴，3、上绳嘴，4、脱圈器，5、上下嘴闭合凸轮6、抬绳凸轮，7、主体，8、连杆，9、推杆，10、压绳器，11、锥齿轮12、刀架摆杆，13、插入器现有“标准型”自动捆结机的捆结速度为1.52.0秒道左右，最大捆扎尺寸达8501200mm的打结机构。如图1。 （a） (b) (c) 图3-2 打结形式打结机构由压绳器10、插入器13、抬绳凸轮6、绳嘴2、3、脱圈器4、割刀1等主要构件组成。插入器13用来将绳子送到绳嘴2、3附近位置，抬绳凸轮6用来将压住后的绳子抬起到绳嘴打结位置；绳嘴、相互配合完成打结时的主要工艺操作，即将绳子在绳嘴上缠绕成绳圈;脱圈器4用来脱下绳圈，使其成结；割刀1用来切断打结完成后的绳子。各构件有节奏地配合运动，完成整个打结过程。 工作时，先将绳子始端嵌入压绳器10的槽中，然后将绳子缠绕被包装物12圈，当绳子末端到达插入器13侧面时;插入器13向右移动，绳子到达绳嘴2、3位置时，绳嘴在凸轮(图中未画出)作用下，通过杠杆机构向前下摆伸出，把绳子挂上。同时，抬绳凸轮6将绳子始端抬起，摆到绳嘴右侧与末端合并。在锥齿轮11传动下，绳嘴沿垂直轴逆时针转动，将两根绳子合并绕一圈于绳嘴上。由于下绳嘴张开凸轮5的作用，绳嘴2、3在回转时上下张开。当转到360时。绳嘴转动完毕，上下绳嘴夹住绳子始末两头，如图2(b)所示。在绳嘴2、3开始向后退回时，脱圈器4受凸轮作用而下降，处于绳圈之后压住绳圈。这样随着绳嘴的后退，将嘴圈从绳嘴上呈环状勒下。接着绳嘴继续后退，衔着的绳子从环中穿入并逐渐收紧，最后将绳子结头打紧。如图2(c)所示。 绳嘴开始后退时，割刀1将绳头切断。此时用压绳器10压住绳子，以免滑脱。 最后，绳嘴停止后退，恢复起始位置，绳嘴张开，把衔着的绳子放掉，全过程完成。优点：打结迅速，效率高，原理简单，价格便宜。缺点：自动化程度不高，结构较复杂，制造不方便。3.12：带的金属接头：图3-3 pp带的金属头所完成的主要动作为：送金属片，送pp带，压紧带头，拉紧，压紧金属片并断pp带。 原理图如下：图3-4 pp带金属接头原理图1、金属片切刀，2、金属片左压块，3、挡块，4、金属片，5、金属片右压块，6、金属片挡块，7、金属片压紧成型块（带切pp带的切刀），8、pp带带头压紧块，9、pp带输送块（固定）。放入捆扎物；挡块3回位；金属片压紧成型块7回升与pp带带头压紧块8齐平；送入金属片至金属片挡块6后停止送金属片；送带机构送入pp带，pp带沿轨道进入，环绕捆扎物一周后停止送带，pp带带头压紧块8将pp带带头压紧；送带机构回带拉紧，捆紧捆扎物；金属片左压块2下降切断金属片并下压金属片，同时金属片右压块5下压金属片（与金属片压紧成型块7交错切断pp带）；金属片压紧成型块7下降到原位；金属片左压块2向右压金属片，后退；金属片右压块5向左压金属片，后退；金属片压紧成型块7上升压紧金属片使之成型；挡块3缩回。完成整个捆扎过程。优点：原理简单，制造成本低，捆扎紧，全是机械运动。缺点：结构较复杂，磨损大，对纸质捆扎物易损伤。3.13捆扎方式选择：以上阐述了二种捆扎原理方案，对各原理方案的分析、比较，为了便于自动化控制，降低机械部分的难度和对捆扎钞票的基本要求来确定原理方案。选择原理方案首先应当从它的用途着手。因为是研制全自动捆钞机，那么它的主要用途是捆扎钞票，钞票是一种纸制品，不能受到太大的摩擦力，以免损伤钞票，造成不必要的损失；因此，排除接触面小的绳子打结的原理方式；又因为捆扎钞票要压紧，为了使钞票不至于松散，捆扎时所加的压紧力不能太低，因此，选用的捆扎方式中所使用的捆扎材料应有一定的强度，那么就排除纸制带的浆糊粘接法的捆扎方式；所以，选用接触面大的聚丙烯（pp）带，聚丙烯（pp）带的两种接头方式，一种是金属接头，捆扎较紧，完成的动作较多，而且金属接头表面不光滑，金属的硬度远远大于纸制品，在捆扎时很容易损伤纸制品，如果在捆扎钞票时对钞票有所损伤，将会造成不必要的损失；另一种则是加热熔接聚丙烯（pp）带，这一种捆扎方式捆扎后聚丙烯带的表面平整、光滑，粘接也很牢固，能够满足对钞票的捆扎要求。因此，选择熔接聚丙烯（pp）带的粘接原理作为此捆钞机的捆扎原理方案。3.2辅助件的选择3.21送带、收带机构：压轮将塑料带压紧在送带轮上，由送带轮持续回转，于是，塑料带便从储带轮上抽出，送入导轨。要保证送带的顺利，通常送带速度应大于1.8m/s。当塑料带子送到预定的长度时，由程序控制送带电机停止送带；随后，启动切带电机压紧带头，压紧之后发出信号，接到切带电机的压紧信号后；送带电机启动反转收带，当收带到预紧力时，带停止走动，摩擦轮与带之间打滑，收带完成。图3-5送带机构3.22送带、收带检测装置：当送带电机接收到纸币压紧信号，电机启动带动塑料进入导轨，同时，由于塑料带走动带动压轮转动，压轮上带有光电编码器。由光电编码器发出信号来控制电机的起停，光电编码器转动时发出脉冲信号。当电机启动送带，同时塑料带也走动，带动光电编码器转动，编码器发出正常的脉冲信号，此信号送入8051 t0记数（即定长送带），记数达到预定值，停止电机转动走动时，编码器也停止转动，摩擦轮暂时与塑料带之间打滑；此时，光电编码器发出脉冲信号低于正常的信号或不发出脉冲信号，电脑判断到脉冲信号后，立即停止电机。工作过程如下：1).定长送带：编码器发出正常脉冲信号，8051 记数（即压轮的圈数）来控制送带电机停止。2).停止收带：编码器发出低于或不发出脉冲信号，8051 在单位时间内接到的信号数与预定值比较，并给出停止电机信号。3.23光电编码器：图3-6编码器发光二极管发出光信号，当编码器转动时，在光电接收头形成光脉冲；光电接收头将光脉冲信号转化为电脉冲，然后将此电脉冲输入到8051 t0引脚，由8051来判断并控制电机的起停。3.24捆扎材料的选择：1、捆扎带人们很早就开始用铁捆扎带（简称铁腰子）来捆扎、组装货物。五十年代以后，各种合成材料捆扎带相继出现。 （1）金属拥扎带 金属捆扎带有铁的、抛光钢的等。捆扎时，用机械将金属捆扎带紧紧地勒在木箱或其它包装件上。全属捆扎带是抗张强度最高的一种捆扎带，伸长率小，可用于木箱、瓦楞纸箱及其它捆包件。它基本不受太阳光及温度变化等的影响，有优良的张力保持性能，可以承受高度压缩货物（如棉花）的张力，这一点是其它捆扎带不能比的。其缺点是易生锈。 （2）聚丙烯塑料捆扎带 这种捆扎带有较高的伸长率和弹性恢复性，所以适合捆扎较轻货物。它强度较好、成本低，但张力保持力不如聚酯和尼龙的好。常作瓦楞纸箱的封箱带，也可作托盘化和集装化货物的捆扎及膨松压缩货物的捆扎，适合于在潮湿及高湿地区使用。 （3）聚酯捆扎带 聚酯捆扎带有较高的抗张强度及耐冲击强度，有较好的弹性恢复性能，耐化学性好，适合捆扎玻璃瓶、塑料瓶等组合货物。 （4）尼龙捆扎带 尼龙捆扎带的伸长率和弹性恢复性都比聚酯和聚丙烯的大。具有较高的张力保持性。它适合于捆扎趋向沉陷的货物，捆扎件不会变松。 （5）加强捆扎带 这是一种有金属丝加强筋的聚丙烯或聚酯捆扎带，适合于重包装的捆扎。 （6）人造丝捆扎带 适合捆扎较轻的销售包装货物。 在选用捆扎带时，要具体了解和分析被捆扎货物的特点重量及商品流通区间的环境等。2、其他捆扎材料 （1）塑料绳 在各种绳子中，塑料绳占很大比例，包括中、低压聚乙烯及聚丙烯拉伸膜或由其搓拧加工成的绳。包括自动捆扎机用的拉伸带和手捆扎用的拉伸带。 （2）发泡绳索 将链烯烃树脂熔融后制成一种多孔物质，将其涂布在芯材上，就制成了发泡绳索。这种发泡绳索质感强、手感软、捆扎滑畅而不松懈，也不必再用其它东西固定两个端头。 （3）拉伸膜和收缩膜 用收缩薄膜和拉伸薄膜裹包托盘，是近二、三十年发展起来的新技术。用收缩薄膜裹包托盘货物时，收缩包装必须经过热烘道加热才能使薄膜收缩。拉伸薄膜裹包不需经过加热烘道，主要依靠塑料薄膜受拉伸应力而产生的弹性塑变把货物缚紧。目前它的生产效率和薄膜耗用量较收缩薄膜小。 用捆扎带捆扎货物时，由于勒紧捆扎带时会对货物造成局部压缩应力，使货物变形，甚至产生损坏，但用拉伸膜或收缩膜裹包，就没有上述缺点。 拉伸薄膜或收缩薄膜主要用于缠绕、裹包托盘，另外，也用于瓶装货物等的捆包固定。目前，已有许多国家把塑料薄膜缠绕裹包托盘列入国家标准。薄膜种类有聚乙烯的、聚氯乙烯的和乙烯一醋酸乙烯共聚物的等。 （4）胶带 胶带不仅是常用的封缄材，同时也是常用的捆扎材。目前，国外常用的捆扎材料有钢、聚酯（petp）和尼龙（pa）等四种。国内，最常用的还是钢带和聚丙烯带两种。由于聚丙烯成本低，来源广泛，捆扎美观牢固，所以逐渐成为国内一种主要的捆扎材料。表8-1列出四种最直接影响捆扎带包装性能的捆扎材料的特性，供参考。在非金属捆扎带中，以塑料捆扎带应用得最多、最广。在塑料带中由于聚丙烯带具有成本低、机械通用性好、带子色彩鲜艳、不吸水分和消费者便于割断特点，对于不是特别沉重的货物，目前国内外多数皆采用聚丙烯带进行捆扎。因此，选择聚丙烯带作为捆扎机的捆扎带，即pp带。捆扎材料断裂强度（0.5x0.02 英寸或13x0.5mm）张力的工作范围接续张力伸长回复率耐热性耐湿性处理的难易程度聚丙烯聚酯尼龙钢中等中等中等最高最小中等中等最大中等良好良好最高高中最高可忽略中等良好良好优秀高高低高优优优中等。4产品运动学、动力学计算凸轮的工作角度，从以上的分析中知道，三组凸轮的工作角度是一样的，因此，分析其中一组。要完成捆扎工作，需要5个步骤，分别由5个凸轮来完成这些动作：带头的压紧，舌头的移位，烫头的移位，带末的压紧，带的粘合。由于要让它们互相配合协调，所以安装在同一凸 由于烫头的加热需要一定的时间t，所取角度为6nt(n为凸轮轴每分钟转数).高温加热取t=0.3s,则=60.3n=64.8.(n=144040r/min),圆整取=65,带的粘合取t=0.5,则=108取整=110。凸轮运动循环图如下： 3=3/41=”=”=1/31 （11/3）1+23+=360,1=35.8,1=35,3=30.r0=h(1tg),h=15mm,1=35=0.61,3=0.52,=30,r0=15(0.61tg30)=42.6,r0=45.y=(l/1)=15,y=l/1=24.6y”=0.y=l(1-/3)=0y=-1/3= -1.92,y”=0.=(r0+y)2+y23/(r0+y)2 纸币定位调节装置的设计计算：由于纸币都是规格品，无论面额大小但厚度始终是一样的，其宽度也是有一定的规定，也就规定100元和50元的纸币宽度一样，20元和10元宽度一样，1元和5元宽度一样 ，而且它们之间的宽度差也是一定的，也就是我们由这宽度差就确定其调节凸轮的高度差：经测量其宽度差为14mm也就是纸币调节需要调整的位置是7mm，即此装置后的调整凸轮的高度差为7mm。我们这里研究的是只有两种调节高度也就是对三类纸币才有效。即调整范围从1元到100元。蜗杆蜗轮传动计算:蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种机构，两轴线交错的夹角可为任意值，常用90。这种传动由于具有结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定条件下具有可靠的自锁性等优点，应用颇为广泛；其不足之处是传动效率低、常需耗用由色金属等。蜗杆传动通常用于减速装置。采用普通圆柱蜗杆传动，其齿廓曲线为阿基米德线。选用此曲线原则：在垂直于蜗杆轴线的平面（即端面）上，齿廓为阿基米德螺旋线，在包含周旋的平面上的齿廓（即轴向齿廓）为直线，其齿形角0=20。它可在车床上用直线刀刃的单刀（当导程角3时）或双刀（当3时）车削加工。安装刀具时，切削刀的顶面必须通过蜗杆的轴线，这种蜗杆磨削困难，当导程角较大时加工不便。(一)、蜗杆传动的主要参数及其选择普通圆柱蜗杆传动的主要参数有模数m、压力角、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及蜗杆的直径d1等。1. 模数m和压力角和齿轮传动一样，蜗杆传动的几何尺寸也以模数为主要计算参数。蜗杆和蜗轮啮合时，在中间平面上，蜗杆的轴向魔术、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等。za蜗杆的轴向压力角为标准值（20），蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为0=2.分度圆