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钞票自动捆把机设计-捆钞机设计[动画仿真][三维PROE]【全套CAD图纸+说明书】【原创资料】

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复件 定单534-钞票自动捆把机设计(最终)-5.14
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目 录

摘 要2

Abstract3

前 言4

第一章绪论5

1.1捆钞机的目的和意义5

1.2 国内外捆钞机的发展概况6

1.3 对产品的原理方案及关键技术进行分析6

1.4捆钞机的市场需求分析8

第二章捆钞机功能原理分析和功能分解9

2.1 产品总功能的确定9

2.2黑箱图10

2.3自动捆钞机功能分解图10

2.4 工艺动作分析、分解11

第三章捆钞机功能原理分析和功能分解12

3.1原理方案一：绳索打结捆扎12

3.2原理方案二：ＰＰ带的金属接头13

3.3原理方案三：浆糊粘接纸带14

3.4 原理方案四：ＰＰ带的加热熔接15

3.5 原理方案确定16

第四章产品的设计计算17

4.1基本参数17

4.2压带机构设计17

4.2送带机构设计19

4.2.1齿轮的设计19

4.2.2轴的设计21

4.2.3摩擦轮的设计25

4.2.4轴承的选择及校核25

第五章零部件三维造型27

5.1箱体及机架三维设计27

5.2送 / 回带机构三维设计27

5.3压带、粘带、剪带机构三维设计28

5.4刷胶机构三维设计28

5.5压币机构三维设计28

5.6总成装配三维设计28

第六章设备的维护检查与故障分析30

6.1设备的维护检查30

6.2故障分析与处理30

总 结31

致 谢32

参考文献33


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


Abstract

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。


内容简介：
目 录 摘 要 . 2 Abstract . 3 前 言 . 4 第一章 绪论 . 5 1.1 捆钞机的目的和意义 . 5 1.2 国内外捆钞机的发展概况 . 6 1.3 对产品的原理方案及关键技术进行分析 . 6 1.4 捆钞机的市场需求分析 . 8 第二章 捆钞机功能原理分析和功能分解 . 9 2.1 产品总功能的确定 . 9 2.2 黑箱图 . 10 2.3 自动捆钞机功能分解图 . 10 2.4 工艺动作分析、分解 . 11 第三章 捆钞机功能原理分析和功能分解 . 12 3.1 原理方案一：绳索打结捆扎 . 12 3.2 原理方案二：带的金属接头 . 13 3.3 原理方案三：浆糊粘接纸带 . 14 3.4 原理方案四：带的加热熔接 . 15 3.5 原理方案确定 . 16 第四章 产品的设计计算 . 17 nts全自动捆钞机毕业 设计 1 4.1 基本参数 . 17 4.2 压带机构设计 . 17 4.2 送带机构设计 . 19 4.2.1 齿轮的设计 . 19 4.2.2 轴的设计 . 21 4.2.3 摩擦轮的设计 . 25 4.2.4 轴承的选择及校核 . 25 第五章 零部件三维造型 . 27 5.1 箱体及机架三维设计 . 27 5.2 送 / 回带机构三维设计 . 27 5.3 压带、粘带、剪带机构三维设计 . 28 5.4 刷胶机构三维设计 . 28 5.5 压币机构三维设计 . 28 5.6 总成装配三维设计 . 28 第六章 设备的维护检查与故障分析 . 30 6.1 设备的维护检查 . 30 6.2 故障分析与处理 . 30 总 结 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 nts全自动捆钞机毕业 设计 2 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 nts全自动捆钞机毕业 设计 3 Abstract 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 nts全自动捆钞机毕业 设计 4 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。 nts全自动捆钞机毕业 设计 5 第一章 绪论 1.1 捆钞机的目的和意义 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。 nts全自动捆钞机毕业 设计 6 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 ，nts全自动捆钞机毕业 设计 7 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nts全自动捆钞机毕业 设计 8 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 。 nts全自动捆钞机毕业 设计 9 第二章 捆钞机 功能 原理 分析 和功能分解 2.1 产品总功能的确定 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。 五点式全自动捆钞机连续捆钞的动作可以分为两步：第一步把现钞进行横向捆扎，第二步将现钞进行两次纵向捆扎。具体实现过程 如下 ： (1)将现钞放在 工作台 上，按下自动捆扎键，压币电机开始动作，将现钞压紧。当检测到现钞被压紧时，压币电机停止工作。 (2)启动进带电机，进带机构开始进带，当带头碰到带道上的 “进带到位 ”行程开关时，进带电机停止工作。同时，凸轮电机开始动作，将带头压住。压好带头 后，凸轮电机停止转动。 (3)进带电机反转紧带，将带抽紧，当检测到带被抽紧时，进带电机停止工作。同时，凸轮电机开始工作，带动焊接头将带焊接好，焊完后凸轮电机又带动切刀将带切断，当检测到凸轮电机达到初始位置时，凸轮电机停止工作。焊接点如图 2-2(a)中 所示。 (4)压币电机反转，当 工作台 下降到一定程度时，压币电机停止转动。同时，机械手电机带动机械手左转。当检测到现钞已被放置成纵向时，机械手电机停止工作。 (5)压币电机压币，然后进行进带、压带、紧带，凸轮电机和下焊点电机同时动作，将上下焊点进行焊接。最后进 行切带，完成第一个纵向的捆扎。上焊接点如图 2-2(a)中 所示，下焊接点如图 2-2(b)中 所示。 (6)机械手将现钞旋转 180 度后，进行第二次纵向捆扎，第二次捆扎后的上焊点如图2-2(a)中 所示，下焊接点如图 2-2(b)中 所示。图 2-2(a)为焊接完后的现钞正面效果，图 2-2(b)为焊接完后现钞的反面效果图，黑点表示焊接点。 nts全自动捆钞机毕业 设计 10 图 2-1 现钞捆扎后的效果图 横向捆扎过程可用图 2-3 来表示。其中，灰色部分为现钞，细线为捆扎带。 图 2-2 捆扎过程图 2.2 黑箱图 图 2-3 黑箱图 2.3 自动捆钞机功能分解图 黑 箱 散钞 控制指令 纸带 发热 噪声 捆扎好的钞票 nts全自动捆钞机毕业 设计 11 图 2-4 捆钞机功能分解图 2.4 工艺动作分析、分解 捆钞机工作流程图： 捆钞机 压币机构 放带机构 捆扎机构 固定力压紧 压紧检测 带盘 阻尼及回带机 构 送 带机构 压带机构 拉紧机构 剪切机构 nts全自动捆钞机毕业 设计 12 第三章 捆钞机功能原理分析和功能分解 3.1 原理方案一：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nts全自动捆钞机毕业 设计 13 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。 3.2 原理方案二：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nts全自动捆钞机毕业 设计 14 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。 3.3 原理 方案三：浆糊粘接纸带 主要完成的动作：送带，压紧带头，回带拉紧，糊浆糊，压紧粘接并断带。 图 3-5 纸制带的浆糊粘接 在机器上完成纸制带的浆糊粘接，需要一定的机构动作，其粘接过程由下图所示捆扎方式完成。原理图如下： 图 3-6 浆糊粘接原理图 1、粘接压块， 2、纸带， 3、浆糊刷， 4、带头压块， 5、挡块， 6、纸带导轨 nts全自动捆钞机毕业 设计 15 纸带由上向下送纸带 2，穿过导轨 6 将捆扎物环绕一周，带头压块 4 将纸带压紧，纸带在电机的带动下回带拉紧，浆糊刷 3 旋转一周刷浆糊在纸带接触面上，浆糊刷 3 后退，粘接压块 1 下压使纸带粘接，同时切断带 。整个捆扎过程完毕。 优点： 美观、价格便宜、制造成本低。 缺点： 拉紧力不能过大（纸带的强度不够），一般为几牛顿，只适合捆扎纸箱等轻型的物品。 3.4 原理方案四：带的加热熔接 这是一种利用加热的方法使 PP 带软化，再压紧带头带尾，使之粘接在一起，冷却后就粘牢了。熔接后的形状如下： 图 3-7 PP 带的熔接 图 3-8 捆扎机工艺过程示意图 1、微动开关， 2、捆扎带， 3、第二压头， 4、封接压头， 5、第一压头， 6、送带轮， 7、包装箱， 8、加热板 图 3-8 为捆扎工艺过程示意图。 a 为送带过程，当捆扎带 2 的自 由端碰到微动开关 1nts全自动捆钞机毕业 设计 16 时送带停止。 b 为当第一压头 5 压住带的自由端，送带轮 6 反转，收紧捆扎带。 c 为当第二压头 3 上升压住捆扎带的收紧端，且加热板 8 进到捆扎带间对捆扎带进行加热。 d 为经一定时间加热达到要求时，加热板 8 退出，同时封接压头 4 上升，切断捆扎带进行加压熔接，冷却后得到牢固的接头。 优点： 比金属接头所需要的结构要简单的多，强度又比纸制带大得多，用熔接方式粘接力强、平整，不会损伤被捆扎物，美观。 缺点： 只适用于中小型、不太重的物品。 3.5 原理方案 确定 以上阐述了四种捆扎原理方案，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。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； 另外考虑到制造成本低和结构复杂程度排除带的金属接头和带的加热熔接。 因此，选择 浆糊粘接纸带 原理作为此捆钞机的捆扎原理方案。 原理图如下： 图 3-8 捆 钞 机 总 图 nts全自动捆钞机毕业 设计 17 第四章 产品的 设计计算 4.1 基本参数 工作电源：单相 220V/50HZ 功率： 100W 最小捆扎范围（长 宽 高）： 808080mm 最大捆扎范围（长 宽 高）： 16080100mm 捆扎带规格（宽 厚）： 120.3mm 捆扎速度：每捆 18 秒 压紧力： 500N 捆紧力： 20N 外形尺寸（长 宽 高）： 20085183mm 设备净重： 118kg 操作简单、自动化程度高：只要按钮一按，即可完成关门、压紧、捆扎、开门全部动作。捆扎速度快，每次仅需 18 秒，捆扎速度目前国内外领先。捆扎结实可靠 压得紧、捆扎力大，上交叉点自动烫合，保证线捆安全，符合入库标准，又利于纸币清分。造型美观实用造型美观大 方，采用宜人化设计，操作舒适。安全环保，关门于先，压紧在后，封闭捆扎，操作绝对安全，并有消烟除臭装置，无味无害。质量稳定、故障率低。 4.2 压带机构设计 凸轮的工作角度，从以上的分析中知道， 两组 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 3 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nts全自动捆钞机毕业 设计 18 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： 图 4-1 两组 凸轮循环图 3 3+=360 1=35.8 1=35 3=30 R0=h(1tg) h=10mm 1=35=0.61 3=0.52 =30 R0=15(0.61tg30)=42.6 R0=45 y=(l/1)=15 y=l/1=24.6 y”=0 y=l(1-/3)=0y=-1/3= -1.92 nts全自动捆钞机毕业 设计 19 =(R0+y)2+y23/(R0+y)2 4.2 送带机构设计 4.2.1 齿轮的设计 4.2.1.1 齿轮传动参数确定 按输入的转速 500r/min，传动比 3 计算，传动功率 50W， 载荷平稳来计算。 （ 1） 选定齿轮材料、热处理方式和精度等级 因载荷平稳，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为 40Gr 钢调质，齿面硬度为 250HBS，大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为 220HBS。 齿轮精度初选 8 级 （ 2） 初选齿数和齿宽系数。 Z1=20 Z2=Z1i1=203=60，取 90 取 d=0.5 滑动率及修正： =1- （ d2 IIn ） /d2满n=0.2% 带实际传动比： i=d2/d1（ 1-） =4.5 从动轮转速： IIn =满n/ i=45.7 修正后齿轮传动比： i=90/20=4.5 输入转矩为 T=955Nmm 4.2.1.2 齿轮几何尺寸的设计计算 （ 1） 按齿面接触疲劳强度计算 小齿轮的转矩为 955Nmm 确定各参数值： 载荷系数 ， 因 K 取值在 1.2-2.4 之间，由于载荷平稳，取 K=1.5 许用应力： Hlim1=700MPa Hlim2=560Mpa Flim1=570MPa Flim2=440Mpa nts全自动捆钞机毕业 设计 20 按一般可靠要求取安全系数为 SF=1.25 SF=1， 则许用 齿面 接触应力 H1 =Hlim1/SF=700/1=700 MPa H2 =Hlim2/SF=570/1=560 MPa 许用齿根弯曲应力 F1 =Flim1/SF=456MPa F2 =Flim2/SF=352MPa 取两式计算中的较小值，即 H =560Mpa F=352MPa 计算小齿轮分度圆直径 d176.6 21 113 HuudkT将数值带入上述公式可知： d19.3m 确定模数和齿宽 m=d1/Z1=9.3/20=0.465 取标准模数值 m=0.5 （ 2） 按齿根弯曲接触强度校核计算 FFSF YYmbdKT 112校核 式中： a) 小轮分度圆直径 d1=mZ=0.520=10mm b) 齿轮啮合宽度 b=dd1 =1.010=5mm c) 查手册得两齿轮的齿形系数和应力修正系数 YFa1=2.63 Ysa1=1.59 YFa2=2.19 Ysa2=1.80 将数据带入公式得： F1=107.34MPa F2=101.19MPa 由于 F1F1 F2 F2 故满足齿根弯曲疲劳强度要求 nts全自动捆钞机毕业 设计 21 （ 3） 齿轮几何尺寸的确定 分度圆直径： d1=10mm d2=mZ2=0.560=30mm 齿顶圆直径 :da1= d1+2ha1m=11mm da2=d2+2ha1m=460mm 齿根圆直径 : df1= d1-2（ ha+c） m=8.75mm df2= d1-2（ ha+c） m=28.75mm 中心距： a=m （ Z1+Z2） /2=20mm 齿宽： B1= B2=5mm 将几何尺寸汇于表： 序号 名称 符号 计算公式 及参数选择 1 模数 m mm5.0 2 分度圆直径 21dd mmm 30,10 3 齿顶高 ah mm5.0 4 齿根高 fh mm625.0 5 全齿高 h mm125.1 6 顶隙 c mm125.0 7 齿顶圆直径 21 dd mmmm 31,11 8 齿根圆直径 21 ff dd mmmm 75.28,75.8 9 中心距 a mm20 4.2.2 轴的设计 4.2.2.1 轴的设计 计算 （ 1）小齿轮材料用 40Gr 钢，调质， b=750MPa； （ 2）按扭转强度估算轴的直径 选用 45 号钢调质，硬度 217 255HBS 轴的输入功率为 wP 501 转速为 n1=500r/min nts全自动捆钞机毕业 设计 22 根据课本查表计算取 a=79mm b=49mm c=49mm d mmnPC 4.33 考虑有两个键槽，将直径增大 10% 则 d=3.4(1+5%)mm=3.6mm 圆整为 4mm 以上计算的轴径作为输入轴外伸端最小直径。 (3)求齿轮上作用力的大小、方向 小齿轮分度圆直径： d1=10mm 作用在齿轮上的转矩为： T1 =955 Nmm 求圆周力： Ft Ft=2T1/d1=2955/10=191N 求径向力 Fr Fr=Fttan=191tan200=69.5N （ 4）轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。 水平面的支反力： RB1= Ftc/(b+c)= 35.6N RC1= Ftb/(b+c)=35.6 N 垂直面的支反力： RB1= Frc/(b+c)=61.42N RC1= Frb/(b+c)=61.42N 由于选用深沟球轴承则 Fa=0 （ 5）画弯矩图 剖面 -处的弯矩：水平面的弯矩： MC1= RB1b=924.4Nmm 垂直面的弯矩： MC1= RB1b =259.58Nmm 合成弯矩： M1=615.13Nmm （ 6）轴上传递的转矩： T1= 955Nmm nts全自动捆钞机毕业 设计 23 （ 7）带作用在轴上的力： 预紧力：0F=500CP(2.5/aK-1)/ZV+qv2=41.75N 带对轴作用力 : QF=2Z0FSin 1/2=83.96N 该力产生的弯矩图，如图（ e） 在轴承 B 处弯矩 FM =aQF=332.84 Nmm
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