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全自動捆鈔機畢業(yè)設計
目 錄
摘 要 2
Abstract 3
前 言 4
第一章 緒論 5
1.1捆鈔機的目的和意義 5
1.2 國內外捆鈔機的發(fā)展概況 6
1.3 對產品的原理方案及關鍵技術進行分析 6
1.4捆鈔機的市場需求分析 8
第二章 捆鈔機功能原理分析和功能分解 9
2.1 產品總功能的確定 9
2.2黑箱圖 10
2.3自動捆鈔機功能分解圖 10
2.4 工藝動作分析、分解 11
第三章 捆鈔機功能原理分析和功能分解 12
3.1原理方案一：繩索打結捆扎 12
3.2原理方案二：ＰＰ帶的金屬接頭 13
3.3原理方案三：漿糊粘接紙帶 14
3.4 原理方案四：ＰＰ帶的加熱熔接 15
3.5 原理方案確定 16
第四章 產品的設計計算 17
4.1基本參數 17
4.2壓帶機構設計 17
4.2送帶機構設計 19
4.2.1齒輪的設計 19
4.2.2軸的設計 21
4.2.3摩擦輪的設計 25
4.2.4軸承的選擇及校核 25
第五章 零部件三維造型 27
5.1箱體及機架三維設計 27
5.2送 / 回帶機構三維設計 27
5.3壓帶、粘帶、剪帶機構三維設計 28
5.4刷膠機構三維設計 28
5.5壓幣機構三維設計 28
5.6總成裝配三維設計 28
第六章 設備的維護檢查與故障分析 30
6.1設備的維護檢查 30
6.2故障分析與處理 30
總 結 31
致 謝 32
參考文獻 33
摘 要
現有捆鈔機包括全自動捆鈔機,手動齒輪捆鈔機,油壓捆鈔機,臥式手動捆鈔機,手動快速液壓捆鈔機,電動螺旋捆鈔機等等,在眾多需要運用捆鈔機的行業(yè)都需要衛(wèi)生環(huán)保清潔的環(huán)境所以電動全自動捆鈔機是首選之一全自動捆鈔機的工作原理是：（1）捆扎帶的進給和拉緊：自動進給和拉緊機構由帶盤，儲帶箱，扁帶進給輥·····。
各金融機構每天有大量的鈔票，證券票據等要進行整理、處理，其中就牽涉到對鈔票、證券、票據等的捆扎，由人工來完成捆扎工作，不僅時間花得太長，而且捆扎得松緊不同，位置不同，效果既不好，又不美觀，為了節(jié)約時間與人力，不至于影響重要的交易活動而造成不必要的經濟損失。
因此，研制開發(fā)出更快更便捷，價格更便宜的捆鈔機的任務就擺在我們的面前此項目投入正是時機，正遇上經濟飛速發(fā)展的今天，對此產品的需求正逐年增加，前五年真是鼎盛時期。并且該項目產品目前供不應求，缺口遠大于項目設計能力，近十年內國內現有生產能力發(fā)展迅速，供求缺口呈下降趨勢，項目規(guī)模不易過大。
關鍵詞：全自動捆鈔機、需求、市場、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
在改革開放的浪潮中，包裝工業(yè)迅速崛起。人類進行包裝活動的歷史雖然很久，甚至可以追溯到人類產生之初，但包裝實際上形成為行業(yè)的時間并不長。尤其是作為現代包裝行業(yè)，還是在世界工業(yè)革命之后。世界資本主義興起并將電子、化工、機械、生物工程、能源開發(fā)等現代科技應用于開發(fā)商品新包裝，是自20世紀30年代開始的。所以說現代包裝工業(yè)的歷史，最多也只有半個世紀。
當今世界，隨著現代商品經濟高速發(fā)展，大量涌現于市場的一切新商品，都需要有適時的新包裝。這就必然促使現代包裝工業(yè)以與資本主義商品經濟同樣的高速度相應發(fā)展.我國的現代包裝工業(yè)，自進入20世紀70年代末期，經過幾年的調整、準備之后，于80年代初開始迅速發(fā)展。但由于起步晚、基礎薄弱，工程技術人才和管理人才極端缺乏，所以大大落后于世界先進水平。
目前，在我國的包裝工業(yè)中，包裝機械還是個薄弱環(huán)節(jié)。已使用的包裝機械，無論在數量上、品種上都很少。包裝、機械的生產也滿足不了包裝工業(yè)日益增長的需要。包裝工業(yè)的發(fā)展，必將推動包裝機械更快的發(fā)展。
隨著進入WTO，我國的包裝工業(yè)將面臨著更嚴峻的挑戰(zhàn)，大力研制包裝機械成了目前迫切的任務?，F代各行各業(yè)發(fā)展都很迅速，國家支持的西部大開發(fā)也取得了一些進展，需要包裝美觀、實用，又要快速、經濟。
捆扎機械也在飛速發(fā)展，捆扎范圍增大，自動化程度也在不斷提高，由電器控制逐漸向電腦程序化改進，現代科技正運用于捆扎機械上并逐漸成熟。經濟的飛速發(fā)展，使交易變得頻繁、大量，對于捆扎鈔票、票據等的捆扎機械要求不斷提高，在此時刻，我們接手了一宗捆鈔機的研制任務。相信此品種捆鈔機能帶給廣大用戶更多的方便；為包裝機械的發(fā)展盡一份力。
第一章 緒論
1.1捆鈔機的目的和意義
捆鈔機就是把一把一把的鈔票通過機器來捆扎的機器。由此可知道捆鈔機的目的在于將一些鈔票捆扎在一起，以便于清理、保存、運輸等。改革開放以后，人們的人均純收入有了大幅度的提升，當然也就是說除滿足自身必須的生活所需外也有了不少的積蓄，而這些積蓄考慮到安全問題他們呢便會將它投擲銀行機構或其他的金融機構，這樣隨著鈔票的積累就涉及到它的存放問題，在考慮到大數量的鈔票的提取問題，單由工人直接點數或小型捆扎既費時又費力，而且效果也很不理想，對于少量鈔票如萬元左右還可以由人工勉強捆扎，但對于數量較大的如十萬元單又人工捆扎那就可想而知了，一大疊鈔票即使被捆扎但人的力量有限只是捆扎不夠緊固，松散的壞處就是一是所占的空間大，二是比捆緊的容易變質，還有人捆扎速度慢，社會在進步講究的是效率，另外就是對于大數量的提款，如果沒有將十萬或更多的鈔票捆扎在一起，那樣一張一張或一萬一萬的數起，那些要是提取幾百億上千億的在那樣數，那也不知道要數到什么時候，有了大數額鈔票捆扎機，便又可以節(jié)省更多的時間和勞動力了，考慮到這些優(yōu)點市場對它的需求越來越強，捆扎機中有中型和小型而大型目前還沒有，原因在在于鈔票有一定的厚度，而它的尺寸又不是很大，如果捆扎太多反而顯得更容易松散或不變攜帶，試想：十萬元鈔票厚度就近十厘米，如果捆扎一百萬那就是一百厘米也即一米高，然而面額最大的一百元鈔票長十五厘米寬六厘米左右，由此可以想到那樣顯得極為的不便，再說一百萬就是十個十萬由人工點數也不過是十來秒時間的事，對于小型捆鈔機只捆扎一萬元人民幣，對于這少量數額厚度小的則要求并不高，因為如果要存放一般還得將一萬的十個累加在一起害的壓縮，這里就不必壓緊，還有一萬元人民幣一般是由與南航供給活期用戶提取小數額用的算是“流動資金”小型捆鈔機在包裝上也更簡潔只有縱向包裝，包裝袋由牛皮紙代替在接口處要么由膠水粘合要么把它扎起即可，對于中型捆鈔機則兩次縱向捆扎，一次橫向捆扎壓緊包裝袋由塑料帶在接口處高溫熔化粘合再由刀切割即可。
1.2 國內外捆鈔機的發(fā)展概況
國內現在國內已有幾十家涉及生產捆鈔機的企業(yè)，產品銷售網路遍布全國，產品種類也多種多樣，其用途也正在擴展，從只捆鈔票只用，擴展到捆扎各類票據，大小差異不大的資料等等。全自動捆鈔機運用新技術，集機、光電一體，微電腦自動控制，一次定位、三道捆扎一次完成。國內傳統(tǒng)捆鈔機主要是通過液壓電動機構把鈔票壓緊，然后手工用纖維繩捆緊。手工捆扎作勞動強度大，工作效率低，由于纖維繩與紙幣接觸面積小容易把鈔票勒傷，更嚴重的是手捆扎的雙十字沒有相互連接成為一個整體在現金調運中容易產生散捆丟張等安全問題，為此中國人民銀行發(fā)文要求入庫紙幣線捆采用寬塑料PP（聚丙脂）捆扎雙十字交叉點連接起來是困扎帶成為一個整體。傳統(tǒng)的大型捆鈔機無法實現這些要求，所有的入庫錢捆使用自動的燙接捆鈔機將是不可避免的趨勢。捆扎機的發(fā)展趨勢有三大特點：全自動化，高速度化，多樣化發(fā)展。
1.3 對產品的原理方案及關鍵技術進行分析
現有捆鈔機包括全自動捆鈔機,手動齒輪捆鈔機,油壓捆鈔機,臥式手動捆鈔機,手動快速液壓捆鈔機,電動螺旋捆鈔機等等,在眾多需要運用捆鈔機的行業(yè)都需要衛(wèi)生環(huán)保清潔的環(huán)境所以電動全自動捆鈔機是首選之一.這里我們來研究全自動捆鈔機的工作原理：我們使用的是條帶捆扎機，它是由人工將一大疊鈔票放入到一定的位子，然后完成送帶、抽緊、結合、切斷等動作。其按鈕有一個啟動開關、一個捆扎自動開關、幾個按鈕（壓緊按鈕、松開按鈕、直進按鈕、直退按鈕、橫進按鈕、橫退按鈕、直切按鈕、橫切按鈕、加溫按鈕、降溫按鈕）當打開電源總開關后，機子先預熱，各信號燈閃耀，直到信號燈處于穩(wěn)定狀態(tài)不再閃亮，即到達穩(wěn)定后捆鈔就可正常工作了。工作過程可分為點動控制也可以是連續(xù)全自動控制。這里以全自動控制為列說明其工作過程：將一疊預先點清的鈔票放入捆鈔機指定位置后，由其面額調整其位置（在捆鈔機放錢的背面有一個旋轉開關，上面有幾個不同面額的刻度，這樣要捆扎的是什么面值就調到相應位置，就這樣可以調節(jié)相應的寬度）按下自動捆扎按鈕，然后先直進，也就是讓包裝帶橫向繞紙幣繞一周后收緊壓縮再加熱切割，這樣就完成一道工序，之后再豎向（豎向由兩根包裝帶包扎）繞一周后收緊壓縮再加熱切割，這樣就完成了整個包扎過程。這里涉及到送帶，壓縮，切斷幾個過程。即橫向送帶需要一個電機，縱向送帶需要一個電機（這里雖然縱向有兩根包裝帶，但它只需一個電機通過一個輔助筒即可完成兩根帶的同時送達），壓縮與提升需要一個電機，切割需要一個電機。即全自動捆鈔機的工作原理是：（1）捆扎帶的進給和拉緊：自動進給和拉緊機構由帶盤，儲帶箱，扁帶進給輥，軌道，進給支架，齒爪，限位開關等組成。前一次捆扎結束時，扁帶進給輥正轉，將扁帶送入拱型軌道，直到帶頭擋住光電管光源時停止，送帶即已到位。按下啟動開關，封接器中的凸輪軸開始回轉，壓頭將扁帶前端固定。扁帶進給輥倒轉，將扁帶拉回并利用扁帶被拉回的力推開軌道上的彈簧擋蓋，使扁帶穿出軌道而將捆扎物捆緊。物品被捆緊后，由于扁帶輥繼續(xù)回轉，扁帶的反作用力就將進給支架拉向左邊，當支架碰到限位開關時，進給輥停止轉動。在彈簧作用下，支架回擺，這時已被拉緊的扁帶被支架上的齒爪壓在支架的契塊上，不再相對滑動，因而扁帶被二次拉緊。調節(jié)齒爪契緊扁帶時刻的早晚或改變彈簧張力的大小可以調節(jié)捆扎松緊度。儲帶箱的作用是儲存扁帶進料輥送來的預送帶，使其成為自由狀態(tài)，隨用隨儲，保證上部送帶的需要，以實現高速送帶。預送帶時，進料輥帶動帶盤轉動，為了防止扁帶放出過多而造成混亂，要求進料輥一旦停止工作時，卷筒也立即停止轉動。因此帶盤采用了制動裝置。扁帶從帶盤上拉出后通過導向輥和扁帶進料輥進入儲帶箱。預送帶時，扁帶被拉緊，迫使活動擺桿向上抬起，使制動帶放松，帶盤可以自由轉動。當預送帶停止時，帶盤因慣性而繼續(xù)轉動放出扁帶，在彈簧拉力作用下，制動帶壓緊與帶盤裝在一起的制動盤，使帶盤速度停止轉動。（2）扁帶的熔接與切斷：熱板熔接機構由壓頭1，2，3，止動塊，封接臺面，熱板，切刀等組成加熱，加壓和切斷部件。當前端被壓頭1固定的扁帶纏繞捆扎物并被兩次拉緊后，凸輪轉動，壓頭3將從壓頭1上開槽中穿過的下層扁帶壓住以防松懈。這時熱板插入兩層扁帶之間，壓頭2上升并利用切刀切斷扁帶，將其壓緊在封接臺面與熱板，熱板與壓頭2之間加熱。當加熱溫度達到要求，扁帶表層熔化后，壓頭2微降，熱板退出，然后壓頭2再上升，壓緊兩扁帶，使已局部熱熔的兩層扁帶粘合在一起。經適當冷卻后，壓頭2復位，封接臺面亦退出，扁帶由于自身回彈性而緊束在捆扎物上。
1.4捆鈔機的市場需求分析
改革開放以來，人們的人均純收入有了大幅度的提升，當然也就是說除滿足自身必需的生活所需外也了不少的積蓄，而這些積蓄考慮到安全問題他們便會將它投擲銀行機構或其他金融機構，這樣隨著鈔票的積累就涉及到它的存放問題，再考慮到大數量的鈔票的提取問題,單由人工直接點數或小型捆扎既費時又費力,而且效果也很不理想.對于少量鈔票如萬元左右它還可以勉強由人工捆扎,但對于數量較大的如十萬元單由人工捆扎那就可想而知,一大疊鈔票即使被捆扎但人的力量有限致使捆扎不太緊固,松散的壞處就是一是所占的空間大,二是比捆緊的容易變質,還有人工捆扎速度慢,社會在進步講究的就是效率,另外就是對于大數量的提款,如果沒有將十萬或更多的鈔票捆扎在一起,那樣一張一張或一萬一萬的數起,那些要是提取幾百億上千億的再那樣數,那也不知道要數到何時,有了大數額鈔票的捆扎,便又可以節(jié)省更多時間以及勞動力啦, 考慮到這些優(yōu)點市場對它的需求越來越強.捆扎機有中型和小型機而大型機目前還沒有,原因就在于鈔票有一定的厚度,而它的尺寸又并不是很大,如果捆扎太多反而顯得更易松散或不便攜帶,試想:十萬元鈔票厚度就近十厘米,如果捆扎一百萬那便是十個十萬那就是一百厘米也即一米高,然而面額最大的一百元鈔票長十五厘米寬六厘米左右,由此可想那樣顯得極不方便,再說一百萬也就是十個十萬由人工點數也不過是十來秒時間的事,對于小型捆鈔機只捆扎一萬元人民幣,對于這少量數額厚度小的則要求并不高,因為如果要存放一般還得將一萬的十個累加在一起后還得壓縮,這里就不必壓緊,還有一萬元人民幣一般是由銀行供給活期用戶提取小數額用的算是”流動資金”小型捆鈔機在包裝上也更簡潔只有縱向包裝,包裝帶由牛皮紙代替在接口處要么由膠水粘合要么把它笮起即可,對于中型捆鈔機則兩次縱向捆扎,一次橫向捆扎壓緊包裝帶由塑料帶在接口處高溫融化粘合再由刀切割即可。
第二章 捆鈔機功能原理分析和功能分解
2.1 產品總功能的確定
一疊預先點清的鈔票放入捆鈔機指定位置后，由其面額調整其位置（在捆鈔機放錢的背面有一個旋轉開關，上面有幾個不同面額的刻度，這樣要捆扎的是什么面值就調到相應位置，就這樣可以調節(jié)相應的寬度）按下自動捆扎按鈕，然后先直進，也就是讓包裝帶橫向繞紙幣繞一周后收緊壓縮再加熱切割，這樣就完成一道工序，之后再豎向（豎向由兩根包裝帶包扎）繞一周后收緊壓縮再加熱切割，這樣就完成了整個包扎過程。這里涉及到送帶，壓縮，切斷幾個過程。即橫向送帶需要一個電機，縱向送帶需要一個電機（這里雖然縱向有兩根包裝帶，但它只需一個電機通過一個輔助筒即可完成兩根帶的同時送達），壓縮與提升需要一個電機，切割需要一個電機。
五點式全自動捆鈔機連續(xù)捆鈔的動作可以分為兩步：第一步把現鈔進行橫向捆扎，第二步將現鈔進行兩次縱向捆扎。具體實現過程如下：
(1)將現鈔放在工作臺上，按下自動捆扎鍵，壓幣電機開始動作，將現鈔壓緊。當檢測到現鈔被壓緊時，壓幣電機停止工作。
(2)啟動進帶電機，進帶機構開始進帶，當帶頭碰到帶道上的“進帶到位”行程開關時，進帶電機停止工作。同時，凸輪電機開始動作，將帶頭壓住。壓好帶頭后，凸輪電機停止轉動。
(3)進帶電機反轉緊帶，將帶抽緊，當檢測到帶被抽緊時，進帶電機停止工作。同時，凸輪電機開始工作，帶動焊接頭將帶焊接好，焊完后凸輪電機又帶動切刀將帶切斷，當檢測到凸輪電機達到初始位置時，凸輪電機停止工作。焊接點如圖2-2(a)中① 所示。
(4)壓幣電機反轉，當工作臺下降到一定程度時，壓幣電機停止轉動。同時，機械手電機帶動機械手左轉。當檢測到現鈔已被放置成縱向時，機械手電機停止工作。
(5)壓幣電機壓幣，然后進行進帶、壓帶、緊帶，凸輪電機和下焊點電機同時動作，將上下焊點進行焊接。最后進行切帶，完成第一個縱向的捆扎。上焊接點如圖2-2(a)中② 所示，下焊接點如圖2-2(b)中④ 所示。
(6)機械手將現鈔旋轉180度后，進行第二次縱向捆扎，第二次捆扎后的上焊點如圖2-2(a)中③ 所示，下焊接點如圖2-2(b)中⑤ 所示。圖2-2(a)為焊接完后的現鈔正面效果，圖2-2(b)為焊接完后現鈔的反面效果圖，黑點表示焊接點。
圖2-1 現鈔捆扎后的效果圖
橫向捆扎過程可用圖2-3來表示。其中，灰色部分為現鈔，細線為捆扎帶。
圖2-2 捆扎過程圖
2.2黑箱圖
黑
箱
散鈔
控制指令
紙帶
發(fā)熱
噪聲
捆扎好的鈔票
圖2-3 黑箱圖
2.3自動捆鈔機功能分解圖
捆鈔機
壓幣機構
放帶機構
捆扎機構
固定力壓緊
壓緊檢測
帶盤
阻尼及回帶機構
送帶機構
壓帶機構
拉緊機構
剪切機構
圖2-4 捆鈔機功能分解圖
2.4 工藝動作分析、分解
捆鈔機工作流程圖：
第三章 捆鈔機功能原理分析和功能分解
3.1原理方案一：繩索打結捆扎
所要完成的動作為：穿繩、拉緊、打結、切斷繩頭。
圖3-1打結機構部件圖
1、割刀，2、下繩嘴，3、上繩嘴，4、脫圈器，5、上下嘴閉合凸輪 6、抬繩凸輪，
7、主體，8、連桿，9、推桿，10、壓繩器，11、錐齒輪 12、刀架擺桿，13、插入器
現有“標準型”自動捆結機的捆結速度為1.5~2.0秒／道左右，最大捆扎尺寸達850Х1200mm的打結機構。如圖1。
（a） (b) (c)
圖3-2 打結形式
打結機構由壓繩器10、插入器13、抬繩凸輪6、繩嘴2、3、脫圈器4、割刀1等主要構件組成。插入器13用來將繩子送到繩嘴2、3附近位置，抬繩凸輪6用來將壓住后的繩子抬起到繩嘴打結位置；繩嘴２、３相互配合完成打結時的主要工藝操作，即將繩子在繩嘴上纏繞成繩圈;脫圈器4用來脫下繩圈，使其成結；割刀1用來切斷打結完成后的繩子。各構件有節(jié)奏地配合運動，完成整個打結過程。 工作時，先將繩子始端嵌入壓繩器10的槽中，然后將繩子纏繞被包裝物1~2圈，當繩子末端到達插入器13側面時;插入器13向右移動，繩子到達繩嘴2、3位置時，繩嘴在凸輪(圖中未畫出)作用下，通過杠桿機構向前下擺伸出，把繩子掛上。同時，抬繩凸輪6將繩子始端抬起，擺到繩嘴右側與末端合并。在錐齒輪11傳動下，繩嘴沿垂直軸逆時針轉動，將兩根繩子合并繞一圈于繩嘴上。由于下繩嘴張開凸輪5的作用，繩嘴2、3在回轉時上下張開。當轉到360°時。繩嘴轉動完畢，上下繩嘴夾住繩子始末兩頭，如圖2(b)所示。在繩嘴2、3開始向后退回時，脫圈器4受凸輪作用而下降，處于繩圈之后壓住繩圈。這樣隨著繩嘴的后退，將嘴圈從繩嘴上呈環(huán)狀勒下。接著繩嘴繼續(xù)后退，銜著的繩子從環(huán)中穿入并逐漸收緊，最后將繩子結頭打緊。如圖2(c)所示。 繩嘴開始后退時，割刀1將繩頭切斷。此時用壓繩器10壓住繩子，以免滑脫。 最后，繩嘴停止后退，恢復起始位置，繩嘴張開，把銜著的繩子放掉，全過程完成。
優(yōu)點：打結迅速，效率高，原理簡單，價格便宜。
缺點：自動化程度不高，結構較復雜，制造不方便。
3.2原理方案二：ＰＰ帶的金屬接頭
圖3-3 PP帶的金屬頭
所完成的主要動作為：送金屬片，送PP帶，壓緊帶頭，拉緊，壓緊金屬片并斷PP帶。
原理圖如下：
圖3-4 PP帶金屬接頭原理圖
1、金屬片切刀，2、金屬片左壓塊，3、擋塊，4、金屬片，5、金屬片右壓塊，6、金屬片擋塊，
7、金屬片壓緊成型塊（帶切PP帶的切刀），8、PP帶帶頭壓緊塊，9、PP帶輸送塊（固定）
放入捆扎物；擋塊3回位；金屬片壓緊成型塊7回升與PP帶帶頭壓緊塊8齊平；送入金屬片至金屬片擋塊6后停止送金屬片；送帶機構送入PP帶，PP帶沿軌道進入，環(huán)繞捆扎物一周后停止送帶，PP帶帶頭壓緊塊8將PP帶帶頭壓緊；送帶機構回帶拉緊，捆緊捆扎物；金屬片左壓塊2下降切斷金屬片并下壓金屬片，同時金屬片右壓塊5下壓金屬片（與金屬片壓緊成型塊7交錯切斷PP帶）；金屬片壓緊成型塊7下降到原位；金屬片左壓塊2向右壓金屬片，后退；金屬片右壓塊5向左壓金屬片，后退；金屬片壓緊成型塊7上升壓緊金屬片使之成型；擋塊3縮回。完成整個捆扎過程。
優(yōu)點：原理簡單，制造成本低，捆扎緊，全是機械運動。
缺點：結構較復雜，磨損大，對紙質捆扎物易損傷。
3.3原理方案三：漿糊粘接紙帶
主要完成的動作：送帶，壓緊帶頭，回帶拉緊，糊漿糊，壓緊粘接并斷帶。
圖3-5紙制帶的漿糊粘接
在機器上完成紙制帶的漿糊粘接，需要一定的機構動作，其粘接過程由下圖所示捆扎方式完成。原理圖如下：
圖 3-6 漿糊粘接原理圖
1、粘接壓塊，2、紙帶，3、漿糊刷，4、帶頭壓塊，5、擋塊，6、紙帶導軌
紙帶由上向下送紙帶2，穿過導軌6將捆扎物環(huán)繞一周，帶頭壓塊4將紙帶壓緊，紙帶在電機的帶動下回帶拉緊，漿糊刷3旋轉一周刷漿糊在紙帶接觸面上，漿糊刷3后退，粘接壓塊1下壓使紙帶粘接，同時切斷帶。整個捆扎過程完畢。
優(yōu)點：美觀、價格便宜、制造成本低。
缺點：拉緊力不能過大（紙帶的強度不夠），一般為幾牛頓，只適合捆扎紙箱等輕型的物品。
3.4 原理方案四：ＰＰ帶的加熱熔接
這是一種利用加熱的方法使PP帶軟化，再壓緊帶頭帶尾，使之粘接在一起，冷卻后就粘牢了。熔接后的形狀如下：
圖3-7 PP帶的熔接
圖3-8 捆扎機工藝過程示意圖
1、微動開關，2、捆扎帶，3、第二壓頭，4、封接壓頭，
5、第一壓頭，6、送帶輪，7、包裝箱，8、加熱板
圖3-8為捆扎工藝過程示意圖。a為送帶過程，當捆扎帶2的自由端碰到微動開關1時送帶停止。b為當第一壓頭5壓住帶的自由端，送帶輪6反轉，收緊捆扎帶。c為當第二壓頭3上升壓住捆扎帶的收緊端，且加熱板8進到捆扎帶間對捆扎帶進行加熱。d為經一定時間加熱達到要求時，加熱板8退出，同時封接壓頭4上升，切斷捆扎帶進行加壓熔接，冷卻后得到牢固的接頭。
優(yōu)點：比金屬接頭所需要的結構要簡單的多，強度又比紙制帶大得多，用熔接方式粘接力強、平整，不會損傷被捆扎物，美觀。
缺點：只適用于中小型、不太重的物品。
3.5 原理方案確定
以上闡述了四種捆扎原理方案，對各原理方案的分析、比較，為了便于自動化控制，降低機械部分的難度和對捆扎鈔票的基本要求來確定原理方案。因為是研制全自動捆鈔機，那么它的主要用途是捆扎鈔票，鈔票是一種紙制品，不能受到太大的摩擦力，以免損傷鈔票，造成不必要的損失；因此，排除接觸面小的繩子打結的原理方式；另外考慮到制造成本低和結構復雜程度排除ＰＰ帶的金屬接頭和ＰＰ帶的加熱熔接。
因此，選擇漿糊粘接紙帶原理作為此捆鈔機的捆扎原理方案。原理圖如下：
圖3-8 捆鈔機總圖
第四章 產品的設計計算
4.1基本參數
工作電源：單相220V/50HZ
功率：100W
最小捆扎范圍（長×寬×高）：80×80×80mm
最大捆扎范圍（長×寬×高）：160×80×100mm
捆扎帶規(guī)格（寬×厚）：12×0.3mm
捆扎速度：每捆18秒
壓緊力：＞500N
捆緊力：＞20N
外形尺寸（長×寬×高）：200×85×183mm
設備凈重：118kg
操作簡單、自動化程度高：只要按鈕一按，即可完成關門、壓緊、捆扎、開門全部動作。捆扎速度快，每次僅需18秒，捆扎速度目前國內外領先。捆扎結實可靠 壓得緊、捆扎力大，上交叉點自動燙合，保證線捆安全，符合入庫標準，又利于紙幣清分。造型美觀實用造型美觀大方，采用宜人化設計，操作舒適。安全環(huán)保，關門于先，壓緊在后，封閉捆扎，操作絕對安全，并有消煙除臭裝置，無味無害。質量穩(wěn)定、故障率低。
4.2壓帶機構設計
凸輪的工作角度，從以上的分析中知道，兩組組凸輪的工作角度是一樣的，因此，分析其中一組。
要完成捆扎工作，需要3個步驟，分別由5個凸輪來完成這些動作：帶頭的壓緊，舌頭的移位，燙頭的移位，帶末的壓緊，帶的粘合。由于要讓它們互相配合協(xié)調，所以安裝在同一凸?… 由于燙頭的加熱需要一定的時間t，所取角度為6n×t?(n為凸輪軸每分鐘轉數).高溫加熱取t=0.3s,則γ=6×0.3×n=64.8?.(n=1440÷40r/min),圓整取γ=65?,帶的粘合取t=0.5,則γ’=108?取整γ’=110?。
凸輪運動循環(huán)圖如下：
圖4-1 兩組凸輪循環(huán)圖
φ3=3/4φ1
β=β’=β”=β’”=1/3φ1×φ1+2φ3+γ+γ’=360?
φ1=35.8?
φ1=35?
φ3=30?
R0=h÷(φ1×tg[α])
h=10mm
φ1=35?=0.61
φ3=0.52
[α]=30?
R0=15÷(0.61×tg30?)=42.6
R0=45
y=(l/φ1)×φ=15
y’=l/φ1=24.6
y”=0
y=l×(1-φ/φ3)=0y’=-1/φ3= -1.92
Ρ={[(R0+y)^2+y’^2]^3/}/[(R0+y)^2
4.2送帶機構設計
4.2.1齒輪的設計
4.2.1.1齒輪傳動參數確定
按輸入的轉速500r/min，傳動比3計算，傳動功率50W，載荷平穩(wěn)來計算。
（1） 選定齒輪材料、熱處理方式和精度等級
因載荷平穩(wěn)，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為40Gr鋼調質，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號鋼正火，齒面硬度為220HBS。
齒輪精度初選8級
（2） 初選齒數和齒寬系數。
Z1=20 Z2=Z1·i1=20×3=60，取90取ψd=0.5
滑動率及修正：ε=1- （d2）/d2=0.2%
帶實際傳動比：i'=d2/d1（1-ε）=4.5
從動輪轉速：'=/ i'=45.7
修正后齒輪傳動比：i=90/20=4.5
輸入轉矩為T=955N·mm
4.2.1.2齒輪幾何尺寸的設計計算
（1）按齒面接觸疲勞強度計算
小齒輪的轉矩為955N·mm
確定各參數值：
載荷系數，因K取值在1.2--2.4之間，由于載荷平穩(wěn)，取K=1.5
許用應力：σHlim1=700MPa σHlim2=560Mpa
σFlim1=570MPa σFlim2=440Mpa
按一般可靠要求取安全系數為SF=1.25 SF=1，
則許用齒面接觸應力[σH1] =σHlim1/SF=700/1=700 MPa
[σH2] =σHlim2/SF=570/1=560 MPa
許用齒根彎曲應力[σF1] =σFlim1/SF=456MPa
[σF2] =σFlim2/SF==352MPa
取兩式計算中的較小值，即［σH］=560Mpa [σF]=352MPa
計算小齒輪分度圓直徑
d1≥76.6
將數值帶入上述公式可知： d1≥9.3m
確定模數和齒寬
m=d1/Z1=9.3/20=0.465 取標準模數值 m=0.5
（2）按齒根彎曲接觸強度校核計算
校核
式中：
a) 小輪分度圓直徑d1=m·Z=0.5×20=10mm
b) 齒輪嚙合寬度b=Ψd·d1 =1.0×10=5mm
c) 查手冊得兩齒輪的齒形系數和應力修正系數
YFa1=2.63 Ysa1=1.59
YFa2=2.19 Ysa2=1.80
將數據帶入公式得：
σF1=107.34MPa σF2=101.19MPa
由于[σF1]≥σF1 [σF2] ≥σF2
故滿足齒根彎曲疲勞強度要求
（3）齒輪幾何尺寸的確定
分度圓直徑：d1=10mm d2=m·Z2=0.5×60=30mm
齒頂圓直徑:da1= d1+2ha1m=11mm
da2=d2+2ha1m=460mm
齒根圓直徑: 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
齒寬：B1= B2=5mm
將幾何尺寸匯于表：
序號
名稱
符號
計算公式及參數選擇
1
模數
2
分度圓直徑
3
齒頂高
4
齒根高
5
全齒高
6
頂隙
7
齒頂圓直徑
8
齒根圓直徑
9
中心距
4.2.2軸的設計
4.2.2.1軸的設計計算
（1）小齒輪材料用40Gr鋼，調質，σb=750MPa；
（2）按扭轉強度估算軸的直徑
選用45號鋼調質，硬度217～255HBS
軸的輸入功率為
轉速為n1=500r/min
根據課本查表計算取 a=79mm b=49mm c=49mm
d≥
考慮有兩個鍵槽，將直徑增大10%
則d=3.4×(1+5%)mm=3.6mm圓整為4mm
以上計算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。
(3)求齒輪上作用力的大小、方向
小齒輪分度圓直徑：d1=10mm
作用在齒輪上的轉矩為：T1 =955 N·mm
求圓周力：Ft
Ft=2T1/d1=2×955/10=191N
求徑向力Fr
Fr=Ft·tanα=191×tan200=69.5N
（4）軸長支反力
根據軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學模型。
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
由于選用深溝球軸承則Fa=0
（5）畫彎矩圖
剖面Ι-Ι處的彎矩：水平面的彎矩：MC1= RB1×b=924.4Nmm
垂直面的彎矩：MC1'= RB1'b =259.58Nmm
合成彎矩：MΙ1=615.13Nmm
（6）軸上傳遞的轉矩： T1= 955Nmm
（7）帶作用在軸上的力：
預緊力：=500(2.5/-1)/ZV+qv2=41.75N
帶對軸作用力: =2ZSin1/2=83.96N
該力產生的彎矩圖，如圖（e）
在軸承B處彎矩=a×=332.84 Nmm
總合成彎矩（f）,考慮到帶傳動最不利布置情況，與前面的彎矩直接相加，可得總合成彎矩：
=+×c/（b+c）=947.97Nmm
（8）計算n個剖面處當量彎矩
軸剪應力為脈動循環(huán)變應力，=0.6，
公式為：=
Ⅰ-Ⅰ剖面：==789.69Nmm
Ⅱ-Ⅱ剖面：=T=668Nmm
Ⅲ-Ⅲ剖面：==235.9Nmm
（9）計算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個剖面的直徑
[σ-1]b為對稱循環(huán)許用彎曲應力，為90MPa
公式為：d≥
則Ⅰ-Ⅰ處：dⅠ≥
Ⅱ-Ⅱ處：dⅡ≥
Ⅲ-Ⅲ處：dⅢ≥
可以圓整到5mm
輸出軸的設計同上。
4.2.2.2軸強度的校核
按扭轉合成應力校核軸強度，由軸結構簡圖及彎矩圖知Ⅰ處當量彎矩最大，是軸的危險截面，故只需校核此處即可。
強度校核公式：σe=/W≤[σ-1]
輸入軸：
(1) 軸是直徑為5的是實心圓軸，W=0.1d3=12.5Nmm
(2) 軸材料為45號鋼，調質，許用彎曲應力為[σ-1]=65MPa
則σe=/W=31.28≤[σ-1]= 65MPa
故軸的強度滿足要求
輸出軸：
(1) 軸是直徑為5的是實心圓軸，W=0.1d3=892.1Nmm
(2) 軸材料為45號鋼，正火，許用彎曲應力為[σ-1]=65MPa
則σe= MΙ2/W=6.35≤[σ-1]= 65MPa
故軸的強度滿足要求
4.2.3摩擦輪的設計
尺寸選擇：內徑d=6mm，外徑D=12mm，寬度B=12mm
4.2.4軸承的選擇及校核
因軸轉速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝球軸承。根據初算軸徑，考慮軸上零件軸向定位和固定，估計初裝軸承處的軸徑并假設選用輕系列，查表定出滾動軸承型號列表如下：
軸號
軸承型號
基本尺寸 mm
d
D
B
1
624
4
13
5
2
624
4
13
5
根據條件，軸承預計壽命5年×365×24=43800小時
（1）小軸的軸承使用壽命計算
小齒輪軸承選用624， Cr=19.5kN Fr=622.83N
教材表10-8查得=1.2徑向當量動載荷：Pr=r=1.2622.83=747.396 N
所以由式Cj=，查表10-6可知ft=1
=6231601.8>87600 故滿足壽命要求
（2）大軸的軸承使用壽命計算
大軸承選用624， Cr=29.5kN Fr=611.32N
徑向當量動載荷：Pr=r=1.2611.32=733.58 N
所以由式Cj=，查表10-6可知ft=1
=11346921>87600h
故滿足壽命要求
第五章 零部件三維造型
5.1箱體及機架三維設計
圖5-1 箱體及機架
5.2送 / 回帶機構三維設計
圖5-2 送 / 回帶機構
5.3壓帶、粘帶、剪帶機構三維設計
圖5-3 壓帶、粘帶、剪帶機構
5.4刷膠機構三維設計
圖5-4 刷膠機構
5.5壓幣機構三維設計
圖5-5 壓幣機構
5.6總成裝配三維設計
圖5-6捆鈔機總裝圖（不帶蓋）
圖5-7 捆鈔機總裝圖（帶蓋）
第六章 設備的維護檢查與故障分析
6.1設備的維護檢查
在沒有使用時，將電源斷掉，以保證安全，要經常擦拭機子外殼，保持機子的外形美觀；不要隨意拆卸捆鈔機，對于要加油的零件，隔一段時間加一次，保持捆鈔機的結構潤滑；每隔一定時間檢查一下，檢查捆鈔機的每一部件是否運行正常。
6.2故障分析與處理
故 障 現 象
原 因
排 除 與 處 理
不 能 啟 動
無電源輸入
檢查插入、電源線、保險絲
卡帶或不送帶
1、帶頭脫落
重新裝帶
2、捆扎帶不符合要求
更換捆扎帶
3、帶槽堵塞
退出捆扎帶、清除槽內異物
4、切刀帶或壓帶刀未復位
切刀運行部位滴少許縫紉機油、并按切刀子鍵動作幾次
送 帶 不 到 位
或 抽 帶 不 緊
送帶體壓帶輪壓力不夠
調整壓帶輪壓力
捆扎帶熱合不良
燙頭溫度過高或過低
調整燙頭電壓
總 結
通過這次較全面的設計，綜合運用了各學科的知識，較全面的運用了所學的基礎知識及專業(yè)知識，這是一個市場產品的設計在設計之初，首先要對市場進行研究及預測，對此產品將帶來的經濟效益及社會效益作一個系統(tǒng)的分析，在對市場了解后，根據市場的需要進行設計，在了解了一些市場動態(tài)以后，我們決定將捆鈔機朝全自動化方面發(fā)展，一部分人負責軟件部分，一部分人負責電路部分，一部分人負責機械結構部分，我分在負責軟件部分，要在較短的時間之內完成捆鈔機的方案論證，結構原理分析和識別CAXA V2的二維圖來運用Solidworks完成捆鈔機的三維造型，其間工作量之大，任務之艱巨，但考慮到這正是對一名合格大學生的考驗，我們就不得不努力加努力啦；另外在識別CAXA V2二維圖時偶爾發(fā)現了上面有不足之處和一些錯誤，這樣鍛煉了我們識別錯誤改正錯誤的習慣；在設計期間學到許多在書本上學不到的東西，而且對于原本看圖基本工就不扎實的我來說，無意是一次鍛煉；別人的經驗、互相協(xié)作的精神，我們相互交流，吸取別人的經驗和教訓，使我有很大的收獲。這也是在其他純理論設計之中學不到的，為跨入社會作好了準備。
致 謝
在這次畢業(yè)設計的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。
首先我要感謝我的老師在畢業(yè)設計上給予我的指導、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設計能力。
其次，我要感謝幫助過我的同學，他們也為我解決了不少我不太明白的設計商的難題。同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境。
最后再一次感謝所有在設計中曾經幫助過我的良師益友和同學
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