硬币分类分拣分选设计【创新机械设计含CAD及三维图纸】
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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 附件 2 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 兹发给 10 机械工程及自动化 专业 5 班 学生 姚植鸿 毕业设计（论文）任务书，内容如下： 文）题目： 硬币分拣器设计 论文提纲 )： 应用机电理论设计一种硬币分拣器，实现对市面上流通的 1 角、 5 角、 1 元的硬币的自动分拣。硬币分拣器具有分拣速度快、成本低的特点。 （ 1） 完成 硬币分拣器 系统功能需求分析与总体设计； （ 2） 设计相关机构； （ 3） 绘制相关图纸（三维零件图和装配图） ； （ 4） 完成器件选型与系统开发； （ 5） 完成毕业 设计 论文 。 （ 1）张绪鹏，药品自动分拣系统的模块化设计，山东轻工业学院学位论文， 2012 年 （ 2）赵彬，基于机器视觉的工业机器人分拣技术研究，沈阳工业大学学位论文， 2013年 （ 3）马琳，拆零药品自动分拣系统规划设计方法的研究，山东轻工业学院学位论文，2012 年 （ 4）秦峰华，卷烟自动分拣机的性能优化与实现，山东大学学位论 文， 2007 年 （ 5）李怡萱，药粒自动分拣系统关键技术研究，长春理工大学学位论文， 2012 年 （ 6） （ 7） 文）任务书于 2013 年 12 月 23 日发出，应于 2014 年 5 月 16 日前完成， 然后提交毕业设计（论文）答辩委员会进行答辩。 专业教研组（系） 负责人 审核 2013 年 12 月 23 日 指导教师（导师组负责人） 签发 2013 年 12 月 23 日 附件 4工作计划 *大学 届本科毕业生毕业设计（论文）工作计划 机械工程 学院 主管院长签名： 时间： 2013 序 号 计划项目 预计完成时间 备注 1 选题审题： 教师提出题目（或校外合作单位出题），教研室组织选题审题，确定题目、指导教师（组）及指导学生人数，报二级学院主管院长批准， 送教务处备案。 2013年 12月 9日 前 附件 4 *大学 本科生毕业设计 （论文）题目汇总表 2 毕业设计动员 ：各学院进行毕业设计（论文）动员，向学生下达 *大学 毕业设计（论文）任务书，指导教师向学生具体布置毕业设计（论文）工作，明确毕业设计目的及要求，指定必要的参考文献及资料，毕业设计工作开始进行。 第 15周 0周 (2013 年 12月 9日 18 日 ) 附件 4 *大学 毕业设计（论文）任务书 3 开题报告 、外文翻译 ： 学生作开题报告 (含文献综述内容 )，并按照 *大学 本科生毕业设计（论文）开题报告（含文献综述内容）（附件 4 *大学 本科生毕业设计（论文）翻译（附件 4要求撰写开题报告及外文翻译，指导教师对学生的毕业设计（论文）写作提纲提出修改意见。学院、教研室检查开题情况，教务处随机抽查。毕业设计（论文）工作进入实质阶段，学生按照本科生毕业设计（论文）格式规范撰写相关材料。 第 3 周（ 2014年 3 月 10 日 4 日） 附件 444 号 计划项目 预计完成时间 备注 4 中期检查 ：各学院开展毕业设计（论文）中期检查，检查毕业设计（论文）各阶段任务完成情况等 内容。对由于客观原因不能进行下去的课题要及时调整；对指导教师指导不到位的，提出批评，要求改正；对达不到教学要求的学生应给予警告。对优秀学生注意培养。 第 7 周（ 2014年 4 月 7 日 1 日） 附件 4 *大学 本科生 毕业设计（论文）中期阶段考核表 5 随机抽检： 教务处抽取一定比例的毕业设计（论文）， 公布抽查名单，使用“大学生论文抄袭检测系统”进行抄袭检测。 学生根据检测结果修改论文 并送图书馆复检 。 送检： 申请优秀论文学生送检论文。 2014 年 5月 7日 见“第 五 部分 毕业设计（论文）检测的通知” 6 毕业论文（设计） 评阅及审查 ： 指导教师审查毕业设计（论文）， 写出评语和评分；答辩前一周内，学生将毕业设计（论文）交答辩小组 负责人，负责人组织教师对论文进行交叉评阅并评分。 第十四周（ 2014年 5 月 26 日 0 日） 附件 4 *大学 本科生 毕业设计（论文）水平指导教师审阅评语书 附件 4 *大学 本科生 毕业设计（论文）水平专家评阅评语书 7 毕业答辩及成绩评定： 学生将 论文 按要求装订成册，参加答辩。答辩后由答辩组写出评语和评分。各 学院在答辩前向教务处上报答辩具体安排。学校及各学院领导抽查毕业答辩，检查评分标准执行情况，不符合标准的要及时进行整改。 2014 年 6月 6日前 全校完成毕业答辩； 附件 4-(10 13) 8 公布、提交答辩成绩 2014 年 6月 8日前 指导教师在教务管理系统完成毕业设计（论文）成绩的提交工作。 9 毕业设计（论文）提交： 学生分别向图书馆和所在 学院 提交毕业设计 (论文 )电子版及纸版材料。 各 学院 完成毕业设计（论文）纸版材料的审核（包括任务书、开题报告、外文翻译、说明书、成绩评定表等资料）。 2014年 6月 15日 前 学生将论文电子版提交至图书馆网站中“毕业设计（论文）管理系统”，并向本学院提交纸版材料。各 学院 完成纸版材料的收集、审核工作。 10 总结： 各 二级学院 对毕业设计（论文）工作进行总结（主要包含：成果，经验，存在问题，今后整改措施等内容） 2014年 9月 30日前 各 二级学院 将学生毕业设计（论文）材料送图书馆存档 ；提交工作总结及相关附件：附件 4-(1422)至 教务处。 硬币分拣机的设计【带三维】【 纸】【优秀机械毕业设计】 1 目录 绪论 . 2 . 2 . 2 一 确定方案 . 4 二 传动设计 . 5 3 电动机的选型 . 5 3 . 6 3 锥齿轮的设计 . 10 . 13 四 导轨的设计 . 14 4 直线运动导轨的概述 . 14 五 转盘的加工设计 . 16 六 传感器的选用 . 22 七 机架的设计 . 22 结论 . 24 毕业设计心得 . 25 致谢 . 26 参考文献 . 27 硬币分拣机的设计【带三维】【 纸】【优秀机械毕业设计】 2 绪论 币清分机背景 银行 等一些特殊部门要对大量的硬币进行高效的处理，如计数、分类、包装等以使其再流通，无人售票车、投币电话等需要对硬币进行实时识别，自动售货机除了识别之外，还要提供找零功能等。 而且在 目前在世界范围内，硬币以其成本低，流通次数多、耐磨损、易回收等无可替代的优势将占领小面额货币市场是大势所趋。市场需要一种成熟可靠的硬币自动处理机 具。鉴于此需要，我们研制用于处理上述问题的机具。 硬币清分机 是 金融行业 设备中的 用于清点硬币的 技术产品， 它的主要功能是硬币的计数和硬币币种的清分。目前 主要适用于超市、公交、自动售货行业，零售业等行业。 硬币清分机外型简单大方，设备原理清晰。操作简单易懂，价格适中，在超市，零售等行业颇受欢迎。 硬币清分机 的最大优点在于它 不仅可以清点硬币的数目，更能将各币种清分开来，并且面对不同的国家的硬币不需要调整软件，只需要调整机器的硬件设备就可以满足不同的国家的硬币清点需求。因此不仅占据了很大的市场份额，而且对于生产成本也 有所降低。 内外硬币清分机发展现状 外硬币清分发展现状 硬币清分机至今已有 30年的历史，发展到今天，硬币清分机已具有可靠的传动系统和先进的计数清分功能，其智能化的设计为解决硬币清点的困难提供了完美的选择。 国外著名厂家有日本的荣光 瑞典的 B。 由于国外硬币清分机发展比较早，其技术也较为成熟。硬币清分机的 传动系统技术具有低噪声、传动平稳、 、 性能可靠等优点 ；计数功能 采用 光敏传感器 ，有功能齐全 ，操作更简便 等优点；采用数字显示屏，进行可视化设计，全面显示硬币的数量等信息。 内硬币清分机发展现状 1、 硬币清分机在我国的市场前景： 随着我国国民经济持续稳定地增长， 2008年北京申奥成功和 本世纪开始，我国进入了全面建设小康社会的硬币分拣机的设计【带三维】【 纸】【优秀机械毕业设计】 3 新阶段，创造美好生活环境是金融行业发展的巨大推动力。 我国第五版人民币的发行，辅币 (10 元以下 )硬币化已经成为一种趋势，硬币的投放量还将大幅度增加1。由于硬币手工清分成本大，利润小，一般不复点且误差多，因此硬币流通自动化成为迫切的社会需求， 所以硬币清分机将会成为国内金融市场的一个主流机器。 2、硬币清分机国内生产： 在国内，清华 大学、北京科技大学、上海交通大学、杭州电子科技大学、苏州大学、福州大学等多家单位均对如何进行正确的硬币识别做过深入研究，在机理上普遍采用电涡流法。这些单位的研究在可能涉及的硬币范围内取得了较好的效果，但对硬币的鉴别都局限于项目本身，存在不系统、不完整，对伪币效果识别不好等问题。 3、 硬币清分机是对高速通过的硬币进行识别、计数，同时对伪币、残币进行剔除的系统。它是分类机、计数机、包装机、销毁机等众多硬币处理器具的基础。由于国情和货币体系不同，研制各国统一的硬币清分系统不现实，因此，需要针对不同的货币体系研制 相应的清分系统。 在这个领域里，国外较早的开展了研究，并且做了大量的工作。开发的产品大致也分为三个档次，低档、中档和高档。低档清分速度在 1000 枚 /下，中档为 1000 1500 枚 /右，高档则在 1500 枚 /上。所使用的清分方法上主要有两大类，一类是根据物理技术进行清分，另一类是根据性能指标进行清分。高速清分基本上都是采用性能指标来进行清分。 综观来看，当今国内外硬币清分装置，或者设计原理简单，抗振动、抗电磁干扰能力差，识别伪币能力差；要么制造复杂、价格昂贵、缺少实用价值。 硬币分拣机的设计【带三维】【 纸】【优秀机械毕业设计】 4 2 确定方案 硬币清分机主要设计是从硬币的分离，计数等几个方面进行考虑。 分离步骤： 具体的分离步骤是这样的，首先混币通过传输装置，定时定量的（定时定量的目的在于防止一次送进过多的硬币而导致分离盘负担过大，引起堵塞和分离不流畅）传输一部分混币到图中所示的分离盘，起先我们分离的是币值为 1 分的硬币，所以 第一个传感器挡币块与导轨的距离 设计的要比 1 分的硬币略大，比其它币值的硬币直径都要小，以此为标准再经过实验产生的分离效果，我们确定一个合适的直径，这样一来， 1 分的硬币和其它币值的硬币就区分了出来。 其工作原理如下：启动电动机，电动机带动分离盘，使得分离盘转动，则分离盘中的硬币作离心运动，硬币被 拨到导轨中 （ 导轨上端对应 6 个传感器挡币块 ,挡币块与导轨的距离大小循序从上到下依次变大 ），然后根据硬币的尺寸由小到大的循序对 挡币块与导轨之间的距离进行调整，从而对不同直径的硬币 进行分离。其装置简图如图 1 所示 图 1 5 3 传动设计 3 电动机的选型 考虑到设计的硬币清分机机适用对象为零售业、 银行 和个体商户户 ,故电动机电压应选用 所需动力不是很大 ,选用小功率的电 动机 . 综合各方面因素 ,选用 列电动机 . 列电动机是新型高效节能产品 ,具有体积小 、 容量大 ,起动及运转性能优越等特点 ,符合国际标准 有关规定 ,并实现同一机座号单 、三相异步电动机等级相同 ,提高了单、三相电动机的互换性和通用性 ,被广泛应用于冷冻机、泵、风机、 ,小型机床以及农副业和家用电器等方面 . 电动机的主要参数： 型号 :压 :220V 功率 :步转速 :1500r/率 :50率 :68% 功率因数 :形尺寸 :295 165 200 电动机的安装方式 ： 选择 6 3 V 带传动的设计 电动机 V 带轮的设计 主轴 V 带轮的设计 一 、 V 带轮的设计要求 设计 V 带轮时应满足的要求有：质量小；结构工艺性好，无过大的铸造内应力，质量分布均匀，转速高时要经过动平衡，轮槽工作面要经过精细加工（表面粗糙度一般应为 减带的磨损，各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。 二 、 带轮的材料 此处带轮的材料，采用铸铁，材料牌号为 三 、 V 带轮的结构 铸铁制 V 带轮的典型结构有以下几种形式：实心式腹板式孔板式椭圆轮辐式 . 当带轮的基准直径d d 为轴的直径，单位为 ，可采用实心式； 300，可采用腹板式（当 21 100，可采用孔板式）； 300，可采用轮辐式。 四 、 相关计算 已知电动机的额定功率为 速 500r/取传动比为 i=用普通 V 带传动 . 1表 8得工作情况系数 A P=根据 n 由参考资料 1图 8定选用 Z 型 由 1表 8表 8主动轮基准直径 1从动轮基准直径 i 71=据参考资料 1表 8 80参考资料 1式 (8算带的速度 7 V=100060 11 100060 150071 m/s= 主轮上的包角合适 带的根数 Z 由参考资料 1式 (8 z )(00 由 500r/1i=由参考文献 1表 81表 8 参考资料 1表 8 K=参考资料 1表 8 6 0 z=8 取 z=2 式 (8 K 包角系数 长度系数 单根 V 带的基本额定功率 计入传动比的影响时 ,单根 V 带额定功率的增量 0由参考资料 1式 (8 )00 查参考资料 1表 8得 q=m,故 =1式 (8 得 2 10 22 = 、 带轮的结构设计 带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式，根据带的截型确定轮槽尺寸，参考文献 1表（ 8带轮的其它结构尺寸可参照参考文献 1图（ 8列经验公式计算，确定了带轮的各部分尺寸后，即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术条件等。 由以上的计算可知：电动机的 V 带轮选实心式；主轴 V 带轮选腹板式。 六 、 V 带轮的结构参数 9 图 3V 带轮的轮槽尺 寸 V 带轮的结构参数如表 3 表 310 注：电动机 V 带轮 L=()d, B， L=B，此处 L=28 ()d, d 为轴的直径，此处 2d 主轴 V 带轮 L=（ ） d, 当 B， L=B,此处 L=28 C = )4171( B 此处 C =41 B=7 3 锥齿轮的设计 选用直齿锥形齿轮 ,取锥齿轮传动效率 =小锥齿轮传动功率为 P=速 n=i=2. 一、选择齿轮材料 小齿轮用 45 调质 ,齿面硬度 200齿轮用 45 调质 ,齿面硬度 170据齿面硬度中值 ,按参 考资料 2图 17 查得 小齿轮 1=565齿轮 2=545、选定齿轮精度等级 根据工作情况 ,选用 8 级精度 三、按接触疲劳强度设计小齿轮分度直径 3 2221)1(11575(1) 小齿轮传递的转矩 T T=9550P/n=9550 m (2) 齿数比 u=i=2 (3) 配对材料系数 2表 17 (4) 载荷系数 根据载荷情况 ,齿轮精度和齿轮结构位置取 K=5)许用应力=565=50911 2=545=491p取小值 ,所以2491 6）计算小齿轮分度圆直径 3 2221 491)12( 7 5 d =52、计算主要尺寸与参数 (1)选定小齿轮齿数 由参考资料 2图 17根据小齿轮直径 ,齿面硬度选定 20,则 z1 u=40 (2)确定模数 m 1152/20=标准值 m=3)计算分度圆直径 1d , 2d 1d =m 50d =m 004)计算分锥角 1 , 2 1 = 0/40)= 2 =90 = (5)计算锥距 R R= 22212 = 22 =6)计算轮齿宽度 b 取 R =b=R R = b=207)计算齿顶圆直径12 1 1 = aa 8)计算平均圆周速度0)1 Rm =00 060 60 11 nd m=s 锥齿轮传动参数见表 3 表 3数 代号 参数值 小齿轮 大齿轮 齿形角 20 20 大端面模数 m 动比 i 2 2 齿数 z 20 40 分锥角 分度圆直径 d 50 100 锥距 R 宽系数 R 宽 b 20 20 齿顶高 高 h 根高 3 3 齿顶圆直径 13 齿根角 f 齿顶角 a 顶锥角 a 根锥角 f 安装距 A 72 53 外锥角高 、小锥齿轮零件图如下 14 四 导轨的设计 4 直线运动导轨的概述 直线运动导轨的作用是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。导轨可以是一个专门的零件，也可以是一个零件上起导向作用的部分。滑动 摩擦导轨的运动件与承导件直接接触。其优点是结构简单、接触刚度大；缺点是摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。 按照机械运动学原理，一个刚体在空间有六个自由度，即沿 x、 y、 z 轴移动和绕它们转动（图）。对于直线运动导轨，必须限制运动件的五个自由度，仅保留沿一个方向移动的自由度。 导轨的导向面有棱柱面和圆柱面两种基本型式。 图 导轨的导向原理 以棱柱面相接触的零件只有沿一个方向移动的自由度，如图 3c、 动件只能沿 x 方向移动。棱柱面由几个平面组成，但从便于制造、装配和检验出发，平面的数目应尽量少，图中的棱柱面导轨由两个窄长导向平面组成。限制运动件自由度的面，可以集中在一根导轨上，但为提高导轨的承载能力和抵抗倾复力矩的能力，绝大多数情况是采用两根导轨。 以圆柱面相配合的两个零件，有绕圆柱面轴线转动及沿此轴线移动的两个自由度，在限制转动这一自由度后，则只有沿其轴线方向移动的自由度（图）。 4 硬币导轨的设计要求 一、导轨的基本要求 1、导向精度高。导向精度是指运动件 按给定方向作直线运动的准确程度，它主要取决于导轨本身的几何精度及导轨配合间隙。导轨的几何精度可用线值或角值表示。 15 图 3轨的几何角度 （ 1）导轨在垂直平面和水平面内的直线度 如图 3b 所示，理想的导轨面与垂直平面 水平面 交线均应为一条理想直线，但由于存在制造误差，致使交线的实际轮廓偏离理想直线，其最大偏差量即为导轨全长在垂直平面（图 3水平面（图 3的直线度误差。 （ 2）导轨面间的平行度 图 3 面导轨纵向有倾斜，由此产生的误差即为导轨间的平行度误差。导轨间的平行度误差一般以角度值表示，这项误差会使运动件运动时发生“扭曲”。 2、运动轻便、平稳、低速时无爬行现象。导轨运动的不平稳性主要表现在低速运动时导轨速度的不均匀，使运动件出现时快时慢、时动时停的爬行现象。爬行现象主要取决于导轨副中摩擦力的大小及其稳定性。为此，设计时应合理选择导轨的类型、材料、配合间隙、配合表面的几何形状精度及润滑方式。 3、耐磨性好。导轨的初始精度由制造 保证，而导轨在使用过程中的精度保持性则与导轨面的耐磨性密切相关。该导轨的主要作用是引导硬币流出，：所受摩擦力主要是来自于硬币，硬币与导轨之间要不断的重复摩擦，所以导轨需要耐磨性很好，而且导轨受到一定的的冲击力导轨表面的粗糙度及硬度、润滑状况和导轨表面压强的大小。 4、对温度变化的不敏感性。即导轨在温度变化的情况下仍能正常工作。导轨的选材选用 45号钢。表面要镀化学镍。 5、足够的刚度。在载荷的作用下，导轨的变形不应超过允许值。当刚度不足不仅会降低导向精度，还会加快导轨面的磨损。因此导轨的尺寸设计为长度397度为 4料为 45#钢，保证在硬币流通的载荷下保证足够的刚度。 6、结构工艺性好。导轨的结构应力求简单、便于制造、检验和调整，从而降低成本。该导轨的外形简单。为简单的矩形。 本次设计的硬币清分机的，因此对于导轨的材质要求为 45#钢。此外导轨的表面要足够光滑，所以导轨的装配面及两工作面镀好需要再次抛光处理，去除表面的锐边及毛刺。 因为导轨引导硬币的流通，所以经受一定的冲击力。所以固定的方式要求要高。导轨表面加工 5个沉头定位孔，以保证导轨的稳定性。 16 五 转盘的加工设计 工艺 设计 盘类零件的数控加工工艺设计，最重要的是将有相互行位公差要求的加工面安排在一道工序内，在一次装夹下完成加工，消除二次装夹误差。 1、精加工 （图 1） 图 1 转盘 若用图 2 所示的立式多刀自动车床加工，加工工艺为： （ 1） 精车大平面。安排左、右其中一个刀架车平面，另一个刀架车内孔（ 17028 （ 2）再精车基准 A 面。安排左、右其中一个刀架车平面，另一个刀架车内孔（ 60外圆（ 75 17 图 2 立式多刀自动车床 该工艺受机床动作功能限制 7528正反两次装夹加工，由于重复定位误差及夹具制造误差的存在，很难稳定满足产品两孔的同轴度要求。 为满足产品设计要求，稳定控制产品质量，可采用如图 3 的数控车床加工，工艺设计上利用数控车床的自动换刀功能采用内孔背镗刀 用程序控制从 A 面加工 28孔，将 7528排在同一道工序内加工完成。避免重复定位误差及夹具制造误差对加工精度的影响，保证产品 同轴度要求。 18 图 3 立式数控车床 2、 工装设计 数控车床的主要装夹工具是卡盘，设计使用时应 重点考虑卡盘的定心精度，避免工件夹紧变形和抬起现象。 (1)、保证定心精度 因为装盘的 加工面与装夹面有较高的同轴度要求，卡盘的卡爪一般要在设备本身 经过 “自 车 ”来保证定位面与主轴轴线同心度。 “自车 ”时应尽量模拟在加工状态下自 车， 卡爪 “自车 ”后的圆弧面直径应与工件的卡紧外圆直径尽量一致。另外 ， “自车 ”反爪时 最好涨紧一个辅具。 3、保证端面跳动精度 工件的轴向定位支撑可以通过调整或 “自车 ”来保证定位点 “共面 ”。但是传统结构的三爪卡盘，卡爪要在卡爪座内移动，必然要存在一定的滑动间隙。在夹紧过程中，不可避免的会产生 。 工件 “抬起 ”现象。当工件要求加工面与定位面之间有较严的跳动要求时，统结构的三爪卡盘是很难保证装夹精度的。为保证内孔、外圆的同轴度要求必须将它们安排在同一道工序内完 成（大平面向上装夹）。可是工件翻面加工 A 面 19 时，要保证图示跳动要求，加工时必须保证工件的定位面紧贴卡盘的轴向定位面。若采用传统结构的三爪盘装夹很难满足加工要求。因此，应采用带有 “向下拉力 ”的卡盘，工件夹紧时，有一个向下的分力将工件紧贴定位面。 4、机床结构的选择 方案： (1) 卧式 “简易数控车床 ”（如图 10）。这种机床采用平床身的布局，机床的制造工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架，可提高刀架的运动精度。但是水平床身由于下部空间小，故排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使滑板横向 尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。该设备的主要特点是具备两轴联动功能并且设备价格便宜。但是之所以称其为 “简易数控车床 ”是因为它的主轴不能无级调速、刀架装刀数量较少、快移速度慢、无自动排屑机构，床身整体结构比数控卧式车床的刚性差、加工精度低。但是该设备经过多年改进，技术成熟、运转稳定，加工精度可达 用于零件的粗加 工、 半精加工和简单的型面加工。 图 10 卧式简易数控车床 (2) 卧式数控车床（如图 11）。这类机床结构一般有斜床身结构和平床身斜滑板结构两种布局。导轨倾斜的角度小，排屑不便；倾斜角度大，导轨的导向性及受力情况差。其倾斜角度的大小还直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑以上因素，中小规格的数控车床，其床身的倾斜度以 60为宜。其中平床身斜滑板结构。 20 图 11 卧式数控车床 一方面具有水平床身工艺性好的特点，另一方面机床又具有斜床身结构宽度方向的尺寸小、排屑方便、机床占地面积小，外形美观，容易实现封闭式保护等优点。这两种布局形式被中、小型数控车床所普遍采用。在选择时，整体斜床身结构的刚性略高于平床身斜滑板结构，设备价格也略高一些。当存在重切削加工内容时最好选用整体斜床身结构。卧式数控车床比较适宜轴类零件及直径较小 （ 300量较轻（ 10盘类零件的加工。 (3) 立式数控车床。与卧式数控车床最大的区别是主轴与水平方向垂直，适宜直径较大、较重的盘类、轮毂类工件，工件装卸方便、定位可靠，便于组成加工自动线。另外德国埃马克公司研制的倒置式数控车，是对传统结构的一种革新，它更有利于组成自动线，实现自动上下料。但是此类设备价格较高，一般轿车用的盘类零件由于批量大、直径小比较适宜选用。 考虑到转盘的精度要求较高，且批量小，直径小。但是本着降低生产成本的目的，最终选定如图 11 的卧式数控车床。 2、刀塔 结构的选择 图 12 为立式刀塔，该结构刀具的安装数量较多，适宜加工工件高度不高盘类零件。若加工类似轮毂这样需要镗深孔的工件，则适宜选择图 13 所示的卧式刀塔，因为刀具悬深较长，选择立式刀塔，刀具的干涉半径较小，装刀的数量将受到限制。为避免干涉，实际装刀数量将减少。 21 图 12 立式刀 塔 图 13 卧式刀塔 因为该盘的高度适中，镗孔深度一般，最终确定选用选用图 12 所示立式刀塔。 22 六 传感器的选用 该机器选用的计数传感器为光感传感器， 光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开 有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积， 的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（ A），称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子 为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。当一个硬币被挡币块挡住，碰到传感器落下后，会将光信号传输给传感器， 然后光感传感器再把光信号转换为电信号。最终将计数的结果通过液晶数码管体现出来，即实现硬币的计数。 七 机架的设计 1、对于机架的工况要求： 保证机架上安装的零部件能顺利运转，机架的外形或内部结构不致有阻碍运动件通过的突起；设置执行某一工况所必需的平台；保证上下料的要求、人工操作的方便及安全等。 为此应保证机架钣金材料表面的平整度。 2、材料的选用：因为所设计的硬币清分机对于机架 工作 时承受的 的重力、夹紧力、摩擦力、惯性力和工作载荷等 不是很高，因为装卸搬运方便，所以 机架的重量 要 轻，成本 要 低。 因此该机器的机架选 材为铝板。表面镀镍。 3、联接固定方式：该机架的联接固定方式选用普通的螺栓联接方式。前后罩壳均选用整体焊接件，拆装、调整方便。 4、考虑到机器内部的机
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