机械设计课程设计说明书12 王江潘.docx
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机械设计课程设计说明书12王江潘
一、生活日记1
二、方案设计1
总设计图1
方案比较3
工作原理3
三、方案评价及确定方案4
方案评价4
最终选定的方案图5
四、尺寸确定5
曲柄滑块机构尺寸确定6
五、功能及使用说明7
六、必要的分析7
电机参数计算7
曲柄滑块机构运动分析8
参考文献9
一、生活日记
-在现在的城市公共基础建设中,很多的设施都有用到自动投币,比如无人售票公交车,自动贩卖机等。
由于这些基础设施建立较早,所以在投币开始并不能将硬币和纸币分开,这就势必造成了后续工作的麻烦。
工作人员分拣量大,效率慢。
再这样的前提下,我们设计了一款针对于公交公司分拣硬币的装置,解放了人力劳动,提高了分拣效率,同时,我们的装置简单,造价低。
适合单人操作,效率高。
二、方案设计
总设计图
方案比较
方案一
方案二
工作原理
利用现在市场上流通的一角、五角、一元的硬币,利用其直径的不同进行选择分拣。
三、方案评价及确定方案
方案评价
整个机构简单,需要的驱动力较小,造价简单。
而且工作效率高,工作可靠性高。
机构造价低,经济实用。
上述的两套方案中,不同的地方在投币槽的部分,方案中的主要机构为曲柄滑块机构。
由于装置的机构简单,可以实现运动准确的运行。
但方案一没有考虑到硬币下落的具体情况,方案一的硬币只能一个一个下落,效率不高,且对皮带利用率不高,所以在方案二中,我们将投币槽改成图示方案。
硬币下落的变成一排,一排硬币直接下落平铺在皮带上。
合理利用了皮带,同时也提高了工作效率。
所以,最终选定方案二。
在方案设计初期,有设想在硬币进入筛选槽之前,为了控制硬币的流速,在硬币流入筛选槽的地方加一个凸轮控制流速,但是经过我们考虑,因为凸轮是做间歇运动的机构,而且,由于分拣一个硬币的周期难以确定,所以难以确定凸轮的间歇时间,所以就舍弃了这个方案。
通过改变斜槽和储币槽的形状来对硬币的流速加以控制,从而实现分拣硬币所需的功能。
最终选定的方案图
投币装置
四、尺寸确定
曲柄滑块机构尺寸确定
已知:
k=1.4
、由已知条件k可求得θ:
θ=*(k-1//k+1)=
2、作直线C1C2=H,分别过C1、C2点作∠C2C1P=90°、∠C1C2P=90°—θ,交于点P,以C2P为直径作△C2C1P的外接圆。
3、做直线平行于直线C2C1,且距离e=20,此直线交外接圆于A,则∠C1AC2=θ。
4、则AC1与AC2为曲柄与连杆共线位置,固有AC1=B1C1—AB1,AC2=B2C2+AB2,
从而得LAB=μL(AC2—AC1)/2,LBC=μL(AC1+AC2)/2。
得曲柄滑块机构ABC。
5、取μL=1,作图量得AC1=22.31,AC2=46.35。
计算得LAB=12.02,LAB=34.33。
6、得下方曲柄滑块机构简图。
五、功能及使用说明
首先在投放槽中放入硬币,硬币会在梯形的投放槽中漏下并在传送带上平铺上一层硬币,梯形槽的巧妙设计避免了硬币重叠的现象。
随着传送带的传递,硬币进入斜壁槽。
与斜壁槽相连的是筛选槽,筛选槽倾斜放置,硬币在重力的作用下沿着斜槽滚下,槽底部的孔根据不同硬币的直径大小设置,这样既保证一角、五角、一元的硬币能从相对应的孔掉下而其他的硬币不会掉下。
为了保证硬币能顺利的掉下,一角的孔设置了三个,五角的孔设置了两个,一元的孔设置一个。
但是,由于一角和五角的直径差1.5mm,在硬币下落额过程中会出现直径大的硬币陷入小尺寸硬币的槽中,所以在筛选槽的前端装有一个凸轮机构,挡板在凸轮的带动下做有规律的往复运动,将有可能陷在一角孔的五角硬币顶出使其继续沿着筛选槽滑动,在五角的孔里掉下。
收集装置为硬币最先通过一个滑梯型通道,使硬币从竖直状态转化为水平状态,并掉入事先设置好的直筒内,直筒正好能装载50枚硬币,每装载好。
六、必要的分析
电机参数计算
计算参数是以一元硬币为标准。
皮带上最多的硬币个数:
200*220/25*25=70个
皮带上最大负载:
m=70*6=420g
传动节拉力:
F=µ*m*g=0.42*9.8*0.4=1.6464N
扭矩:
T=F*=1.6464*0.07=0.115248N/m
转速:
n=V/2π=0.15*60/0.14π=20.46r/min
功率:
P=T*n*/9550=0.082w
电机选择:
电机的额定功率:
=UI=6*0.22=1.32W
电机的简图:
曲柄滑块机构运动分析
时间——加速度时间——速度
参考文献
参考文献:
[1]郑甲红、朱建儒、刘喜平.机械原理[M].北京:
机械工业出版社,2006.2
[2]王宁侠.机械设计[M].北京:
机械工业出版社,2010.11
[3]吕仲文.机械创新设计[M].北京:
机械工业出版社,2004.1
[4]任工昌.机械原理课程学习指南.西安:
西北大学出版社,2002.8
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