西华大学产品开发课程设计

课程设计说明书课程名称:产品开发课程设计课程代码:6004029题目:全自动捆钞机学院(直属系):机械工程与自动化学院年级/专业/班:2011级机设2班学生姓名:曾印权学号:312011081102225课程设计说明书I目录摘要.............................................................................错误!未定义书签。引言.............................................................................错误!未定义书签。1．全自动捆钞机可行性论证...............................................11.1开发捆钞机的目的和意义....................................................11.2国内外捆钞机的发展概况...................................................11.3捆钞机的市场需求分析.....................................................11.4对产品的原理方案及关键技术进行分析......................................11.5预期社会经济效应分析......................................................22.全自动捆钞机的功能分析.................................................62．1全自动捆钞机功能描述以及功能分析.....................................62．2总功能分解..............................................................62．3功能分析与功能结构图...................................................83.全自动捆钞机功能原理设计..............................................93．1形态学矩阵寻找原理解和原理解组合.....................................93．2模糊综合评价和抉策......................................................94.机械总体方案设计.........................................................134.1捆钞机主要组成部分........................................................134.2机构布局框图...............................................................134.3总体方案设计...............................................................144.4产品总体控制原理...........................................................155.产品技术参数和运动学、动力学分析计算.............................165.1基本参数....................................................................165.2运动学、动力学分析计算....................................................175.3承载能力计算与校核........................................................206.横带带头、带尾夹紧、切断装置........................................216．1凸轮组件..................................................................216．2凸轮箱体零件.............................................................216．3凸轮部件..................................................................22课程设计说明书II7.结论..........................................................................238.参考文献....................................................................24课程设计说明书III摘要本课程设计以现有的捆钞机为参考，从设计开发新产品的角度出发，运用系统设计的思想和方法，过参考样机、市场调研和查阅相关资料，作出可行性论证，进行功能原理分析和功能分解，绘制功能结构图，作工艺动作的分析和分解，分析、构思出系统总功能原理图并进行原理方案评价。对整机的功能原理进行设计，通确定产品技术参数和进行相关的运动分析，设计了整机工作循环图和控制原理图。并完成其分功能部件或系统的实用化设计。最后我们针对全自动捆钞机的直带送带机构进行了具体的结构计算和设计，对现有捆钞机中对该部分机构的主要零部件都一一进行了结构功能的分析，完成横带带头、带尾夹紧、切断装置的创新和改进。应用三维设计软件SolidWorks进行了模拟制造加工和装配，完成了横带带头、带尾夹紧、切断装置虚拟设计，并完成了部件的装配图以及关键零件的零件图设计。通过本课程设计的训练，了解和掌握了产品开发设计的一般过程和方法，培养了科学严谨的工作作风。关键词：送带夹紧困扎检测课程设计说明书IV引言伴随着我国经济的快速发展，自加入世界贸易组织以来，金融行业的发展也渐渐达到了高峰。当前国内的货币交易主体依旧是纸币，因而就需要对纸币进行清点、储存和运输。首先金融机构就需要对纸币进行捆扎处理，从而相应的纸币捆扎设备应运而生。本课设计就是设计一款基于单片机控制的全自动的捆钞机，设计出系统的总体原理方案。进而对整机的功能原理进行开发设计，并完成其部分功能部件或系统的实用化设计。设计中参照了现今一些捆钞机产品的优点和金融行业对捆钞机的要求，机械设计中分析几种方案的优缺点进行选择，对横带带头、带尾夹紧、切断装置进行优化开发设计。课程设计说明书-1-1、产品开发的可行性论证报告1.1捆钞机的目的和意义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。随着社会的发展，人民的生活水平有了大大的提高，在满足日常所需之余，人们还将多余的钱放进了银行。越来越多的纸币累积，各大银行机构或其他金融机构就涉及到了钞票的存放和运输问题，又得考虑其方便性，以适应越来越快的生活节奏。捆钞机的诞生很好的解决了这个问题，不仅节约了工作人员的时间，而且比手工困扎的更为牢靠，稳定性也更好。1.2国内外捆钞机的发展概况传统的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。人工手捆操作劳动强度大，工作效率低，由于纤维绳与纸币接触面积小很容易把钞票勒伤，更严重的是手工捆扎的双十字没有互相连接成为一个整体在现金调运中易产生散捆，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）捆扎带捆扎双十字交叉点粘接起来使捆扎带成为一个整体。传统的大把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捆扎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.1.4对产品的原理方案及关键技术进行分析课程设计说明书-2-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，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，封接台面亦退出，扁带由于自身回弹性而紧束在捆扎物上。1.5预期社会、