硬币分类筛选机结构设计开题报告

一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。 课题名称； 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析； 前人在本选题研究领域中的工作成果简述（一）课题名称：硬币分类筛选机结构设计（二）选题意义：目前很多城市的公交车都实现了自动投币功能，每天运营下来，公交公司都会收到大量的硬币，而这些硬币的分类工作目前大多都是由人工的方式进行的，效率低下且劳动强度大，因此实现分类过程的自动化将大大降低公交公司的运营成本。大面值货币的电子化，小面值货币的硬币化是各国货币发行的趋势。随着硬币在公交车、自动售货机等场合的使用，对硬币的高效率自动化处理提出了要求，硬币计数机、硬币分类筛选装置由此而得到发展。硬币计数、包卷的前提必须使分类筛选装置按照顺序排列，以方便相应设备对其进行计数，因此硬币队列化输送装置是以上两种设备的关键部件。硬币分类筛选装置的功能首先要实现对硬币的分类筛选。本课题的任务即为在调查和分析国内外现有相关资料的前提下，设计出一套能实现硬币快速自动分类筛选的装置，并对分类筛选出的硬币进行计数和堆垛的功能，在进行机构设计的同时还应考虑到相关控制系统的设计。（三）国内外前人研究现状及发展趋势国外硬币分类筛选发展现状在国际上，多个国家已经研制出来硬币分类筛选的机器，例如日本的LAUREL公司生产的LAC-16、劳雷尔LPS-2S等包括硬币分类筛选的大型一体式处理设备。又例如瑞士SCANCON公司生产的SCC22型小型硬币分类筛选设备。其中大型设备的分类筛选速度已经超过1000枚每分钟甚至更高，小型分类筛选设备的速度也在600枚每分钟以上。国内硬币清分机发展现状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WTO的加入。从本世纪开始，我国进入了全面建设小康社会的新阶段，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。由于硬币手工分类筛选成本大，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，所以硬币分类筛选机将会成为国内金融市场的一个主流机器。近期南京航空航天大学、华北电力大学和合肥工业大学都对硬币的分类筛选包装一体机进行了研究,取得了一定的进展。河北邯郸商通电子有限公司也于年研制出了小型的硬币分类筛选设备，它们可对国内的7种硬币进行分类筛选并带有显示、卡币自停等功能。合肥工业大学的研究从自动硬币分检机的总功能出发,利用“演绎推理”的方法推出机器的工作原理、结构和主要零部件。该机器主要是在搅拌作用下，硬币能够按序自然落下，再利用硬币的厚度、直径间的相互关系,通过具有限制性的筛币板达到分类筛选的目的。其中搅拌波轮用来不断搅拌混杂在一起的硬币,使硬币依次落下但不会卡币。内筒与搅拌波轮形成一个容积，盛放需要分类筛选的混杂的硬币。筛币板，一方面让落下的硬币自重下滑，另一方面不同大小的硬币分别从合适的漏币孔落入收集箱。该设计提出了一种硬币清分机构，但是对于整机制作没有详述,更加没有实物测试。该设计主要提出的是一种进币机构,但是机构笨重，分拣系统仍然采取筛盘式，不过进行了改动。东华大学也对此进行了研究。分类筛选机构采用分离盘，它分为两部分，上圆盘为硬币安置和旋转机构，下圆盘为含有个宽度不同的一字孔的圆盘，硬币通过上圆盘带同旋转，依次通过不同的一字孔，在适当的宽度处，不同直径的硬币依次落下从而完成分类筛选过程。该设计进币系统无法工作，筛选速度很慢，整体结构笨重。综上所诉不管在国际还是国内，目前对高速硬币清分机的研制都普遍偏少，主要原因之一是该产品的客户是大量处理硬币的单位，比较单一；其二，随着硬币清分速度的提高，遇到的技术难题也会相应增加，加之由于我国的硬币体系与其他国家的相比具有材质差异大、币种多、版本多且各版本的同种硬币的制造参数差异大等特点，因此硬币清分系统的高速化对自动化检测系统提出了更高的要求。硬币的实时高效批量鉴别在国内尚未很好地解决，国内在高速清分领域基本上是空白。（四）简介硬币分类筛选机结构设计主要从硬币分类筛选机构，硬币有序排列机构，硬币滑槽输送机构出发。主电机采用机械式无级变速器，生产能力连续可调。齿轮与带传动带动轴转动，从而带动摆杆、偏心轮、凸轮等一系列机构的工作，完成的硬币分类筛选工作。机械分类筛选机主要功能是实现硬币的存储、输出、排列、分类筛选。主要包含传动机构的设计计算、转盘计算、分类筛选机构设计、限制装置的设计、输送滑道的设计、杂币通道口的设计。本机械依据硬币的形状特征，用转币盆直接和储币料斗相通，转币盆的是电机传动经带轮减速传递给一对锥齿轮使转币盆获得一个转速，硬币在转币盆由于离心力的作用会运动到币盆的边缘，储币料斗是储存杂币的容器，定量落入转币盆。在币盆边缘某处开有与硬币轨道相通的硬币轨道，出口处有可调高度的限制装置，以硬币厚度为依据，限定符合厚度的硬币通过。硬币轨道间距通过限制轨道宽度旋钮控制，硬币在筛选口处在压币带轮和硬币本身重力下，直径小的硬币落入筛选口进行下一次的分类。在压币带轮的作用下实现硬币的有序排列，通过调节硬币轨道限制控制和出币口限制高度可实现硬币的分类筛选。二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键，有何创新之处。（此部分为重点阐述内容）（一）研究内容：1）分析现有硬币处理的相关技术与设备，根据硬币分类筛选机的性能要求，提出系统总体设计方法和技术方案。2）分析人民币硬币的构成和主要特征，并结合银行，公交公司等的硬币回收规程，研究适合一元、五毛、一角不同直径分类筛选的方法和技术方案。3）研究人民币硬币（一元面值）能有序的顺着料槽的能顺利进入滑道方法和基本装置。4）研究具有自动分类筛选和硬币自动排列输出设备。5）研究银币分类筛选机传动机构与曲柄连杆机构运动分析及结构设计。6）研究银币分类筛选机的选用及杆件的校核。7）研究硬币自动分类筛选的方法和功能原理。8）研究银币分类筛选机总体结构的平面设计。完成基于 PRO/E 的硬币分类筛选机分类系统的设计。其中包括：传动机构的方案设计、筛选结构的设计、硬币排列滑道机构的设计等。 （二）研究重点：1）传动系统的设计及校核2）料斗转盘的设计料斗中混杂的硬币通过传送履带机构的作用，实现200300枚的硬币为一组堆放在传送履带上，在特定的时间里落到转盘上，转盘旋转产生离心力，硬币在离心力的作用下一个接着一个通过转盘出口，进入到硬币分类筛选机构；而该出币口是以不同硬币面值的厚度而设定的，保证任何面值硬币只能通过一枚。依次实现一元、五角、一角的分类。3）分类筛选机构的设计：分类筛选机构主要完成对1元、5角、1角硬币分类并要求硬币有规律的排列。它包含压币带轮、限制硬币直径装置、滑道。压带轮是给硬币施加一定压力；保证硬币跟充分的筛选；限制装置是以所需筛选出来的硬币直径为依据，控制滑道宽度，使小于该直径宽度的硬币更好的分类筛选出去；滑道是硬币在分类筛选过程中运动的轨迹。整个机构的分类筛选原理是利用硬币直径的不同运用限制装置控制滑道的宽度，使硬币直径小于该滑道宽度时就会在自身重力和同步带轮压力下落下。4）分类筛选出币口限制装置的设计调节螺旋旋钮，在弹簧弹力的作用下使平衡杆将挡板支撑起一个高度，以硬币的高度为参照，筛选某种面值的硬币。通过螺旋旋钮调整出币口高度，从而每次分类筛选一种面值硬币都得进行一次的调整。（三） 论文框架：摘要1 引言2 硬币分类筛选机的总体方案设计 2.1 硬币分类筛选机的设计要求和性能指标 2.2 总体设计方案 2.3 方案的分析及选定 2.4 传动系统方案3 硬币分类筛选机结构设计3.1 传动系统设计3.2 转盘的设计3.3 分类筛选机构3.4 出币口限制装置的设计4 总结致谢参考文献附录（四） 预期达到的目的确定硬币分类筛选机构的方案及改进方案，确定使用的银币分类筛选机器的每个机构并且每个机构的参数计算，试图用Pro/E制出三维零件图并装配到一起检查各个数据尺寸是否合理正确，再用AutoCAD画出此硬币分类筛选机结构设计图，之后再对设计结果（工程图）进行可制造性分析。三、研究方案： 技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）； 实施方案所需的条件（技术条件、试验条件等）本课题主要设计机械机构、传动机构和工作机构部分。本文着重传动系统的分析和比较；工作机构的对比分析。对分币机构与硬币的排列进行深刻的探讨。传动系统包括电动机和带传动的配合，工作机构包括曲柄和其他机构的尺寸和配合进行设计。在整个设计中需要用到Pro/E和AutoCAD等软件。四、主要参考文献目录1 阮冰莹.硬币频遭拒收为哪般M.潮州日报.2008-10-22.2 王文良，陈长军.从商业银行硬币清点收费看我国的硬币流通J.南方金融.2005，（11）：67-68.3 芮晓明，翟江兰.基于虚拟装配的硬币自动包装机设计方法J.包装工程，2006，17（1）：92-94.4 肖丽英.YB50全自动硬币计数、包卷机的研制J.包装工程.2003，24（3）：28-29.5 郎家峰.硬币检测清分系统研究D.江苏：南京航空航天大学.2005.6 刘丽.自动硬币分拣机的研制D.安徽：合肥工业大学.2006.7 张晟.硬币分拣机机械装置的设计M.上海：东华大学.2008.8 成大先.机械设计手册M.5版.第4卷.北京：化学工业出版社.2008.1.9 濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计M.9版.北京：高等教育出版社.2013.5.10 仙波正庄.齿轮强度计算M.北京：化学工业出版社.1985.8.11 成大先.机械设计手册M.5版.第2卷.北京：化学工业出版社.2008.1.12 刘鸿文.材料力学M.5版.北京：高等教育出版社.2010.06.13 郑林庆.摩擦学原理M.北京：高等教育出版社.2008.07.14 李兴华.机械设计课程设计M.北京：清华大学出版社.2012.04.15 朱冬梅，胥北澜，何建英.画法几何及机械制图M.6版.北京：高等教育出版社.2008.04.16 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理M.8版.北京：高等教育出版社.2013.03.17 卢秉恒.机械制造技术基础M.3版.北京：机械工业出版社.2007.12.18 陈守强.机械装备导论M.西安：西安电子科技大学出版社.2008.09.19 关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计M.3版.北京：机械工业出版社.2014.0620 秦大同，谢里阳.机械传动设计M.北京：化学工业出版社.2013.03.五、毕业设计（论文）工作进度计划。（必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节）2015年12月9日12月15日：查找并阅读资料；2015年12月16日12月20日：文献综述，撰写开题报告，掌握课题开发流程与方法；2015年12月21日2016年 1月5日：方案构思与分析；2016年1月6日2月29日：总体装配图的设计及绘制；2016年3月1日4月1日：撰写毕业设计论文初稿；2016年4月2日4月15日：完成论文第二稿；2016年4月16日4月30日：完成论文终稿；2016年5月1日：准备毕业论文答辩。六、指导教师审核意见 指导教师签字： 年 月 日七、开题答辩结论和审核意见教研室主任签字： 年 月 日