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1、第1章 数钞机构总体结构设计1.1 数钞机构总体设计的基本要求纸币复点机是一种带传动和齿轮传动相结合的精密机电一体化设备，一般由原动机、传动装置、工作机和控制装置组成，他可以极大的提高生产效率，将人们从繁琐的劳动中解脱出来。新的纸币复点机从着手设计到产品定型，要经过反复的论证，而前期的方案设计、理论计算是保证产品可靠运行的根本。图2-1为立式纸币复点机样机。 图2-1 劳雷尔PV10纸币复点机应遵循的技术指标如下（1） 回转体转速：复点机要求在4秒内完成100张纸币的复点工作所以回转体的转速必须满足 5r/s 。因为回转体上安装了5个吸钞头每转一周可数5张纸币，100张需要转20周，也就需要满
2、足4秒内转20周，故回转体要达到 5r/s 。（2） 吸钞头的位置确定：纸币放入复点机内部之后被夹钞机构夹紧，为完成复点动作，需要5个吸钞头到达夹钞机构同一特定位置时吸钞头的方向是一致的，也是固定的，这样一来才可以完成吸钞头的吸钞动作。这样就需要在内啮合小齿轮的特定位置做出标记，以保证安装时的精度。（3） 工作空间：因为复点机的体积有限，要满足150张纸币的空间上限。为方便用户应尽可能地把它的体积做小，所以鉴于体积的局限，应在满足技术要求的前提下，尽可能的使其结构设计紧凑。1.2 数钞机构的方案设计1.2.1 总体结构布局原则数钞机构的总体布局设计是指按技术要求决定数钞机构所需的运动，确定数钞
3、机构的组成部件，以及各个部件的相对运动和位置关系。同时也要确定数钞机构在纸币复点机中的位置。合理的总体布局的基本要求是：（1）保证回转体的转速满足5r/s 。图2-2为数钞机构的实体结构。（2）保证回转体、吸钞头和夹钞机构的特定位置关系。（3）便于操作、调整、维修，便于输送、装卸。（4）经济、效果好，节省材料，减少复点机的占地面积等。（5）造型美观。 图2-2 数钞机构 1.2.2 电机与回转体间传动形式的选择数钞头主要由五个吸钞头、回转体、感应块、主轴、行星轮、内齿轮、支架等组成。计数头的运动主要依靠微型电机来为回转体提供动力，通过电机带动回转体，逆时针转动时，装在回转体上的五个吸钞头也是逆
4、时针公转的，每个吸钞杆下面都装有小齿轮，由于小齿轮与内齿轮的啮合使得吸钞头又产生了一个顺时针的自转运动。公转使得每个吸钞头依次进入工作位置，而自转的作用是将纸币掀翻过去，从而达到计数的效果。这样一来电机与回转体的动力传动方案就有了两种不同的方案，一种是齿轮传动，另一种就是皮带传动，下面对两种传动方案进行简单比较分析。 1齿轮传动电机与小齿轮固定，回转体与一大齿轮固定，设计机构使得小齿轮与大齿轮做外啮合。但在实际应用中，回转体转速极快，如运动卡阻极易发生危险，而且增加了产品的生产成本，齿轮传动精度高不便于配合其他机构的安装和运行，导致工作效率下降，且不利于工件的吊装和加工。齿轮传动噪声大影响工作
5、环境。2V形带传动电机与小带轮固定，回转体与大带轮固定，选取V形带使得小带轮与大带轮传动。带传动可以满足回转体的高速转动，但遇到卡阻时带传动可以打滑不会发生危险，加工方便，成本低，带传动无需润滑，维护简单，无啮合噪声。带传动方案如图2-3所示。图2-3带传动方案 该方案由于在满足技术要求的基础上，降低了放生危险的可能性增加了它的可靠性，同时降低了生产精度减少了生产成本，而且带传动无需润滑、操作简单，无啮合噪声。1.2.3 方案选择齿轮传动和V型带传动方案的选择：1、满足预定的功能要求。纸币复点机因处理的对象为纸币，质量较小，所以需要传动输出功率较小；因定位为高速清分，且本身体积不大，结构紧凑，
6、所以转动速度相对较高。带传动完全满足以上两点要求。2、经济性要求。因转速较高，如使用齿轮传动，则应选择高精齿轮，不但增加材料成本，也提高了安装精度要求，降低了安装效率，提高生产成本。而带传动则可以规避以上问题，有效降低成本，提高经济性。3、安全性要求。纸币复点机在工作时高速运转，运行易造成粘连、卡阻。一旦发生卡阻，因带传动可以打滑，在被动情况下对电机及其他传动机构进行保护，防止电机因过热造成烧毁、短路现象。4、可靠性要求。简单的讲，可靠性就是机器在使用中性能的稳定性，是机器的一个重要的质量指标。可靠性水平高，说明机器在使用过程中发生的故障概率小，能正常工作的时间长。用齿轮传动，因转速较高，容易
7、出现啮合不准，容易磨损等问题，而带传动则不会。5、操作使用方便的要求。机器的工作和人的操作密切相关。在设计机器时必须注意操作要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；机器的噪声要小；有害介质的泄漏要少等。与齿轮传动相比，带传动有无需润滑，维护简单，无啮合噪声的优点。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。 所以电机与回转体的传动选择V形带传动。1.3
8、总体结构及工作原理 数钞机构的总体设计机构如图2-3所示它包含了内齿轮、行星轮、回转体、中轴和吸引头等主要零件。这一机构的主要目的是为了通过真空压来掀翻纸币，使得纸币接近开关产生计数信号。 1.吸钞头 2.主轴 3.回转体 4.行星轮 5.内齿轮图23数钞机构总体结构吸钞头的运动是靠计数电机通过带传动，当计数电机带动回转体逆时针转动时，装在回转体上的五个吸钞头也逆时针公转，每个吸钞杆下面都装有小齿轮，由于小齿轮与内齿轮的啮合使吸钞头又产生了一个顺时针的自传运动。公转使每个吸钞头依次进入工作位置，而自转的作用是要保证每个吸钞头吸起一张纸币后拨转过去。数钞头各个转动部分的配合非常严密，滚动轴承全部
9、为双密封型，为了保证气路的密封性，轴与孔的配合间隙很小。在正常工作时回转体与吸钞头的转动都十分灵活。但是，由于使用时间很长以后可能有灰进入轴孔，这样可能会出现研住现象，也就是其中的某个轴旋转不灵活或干脆转不动，这时应卸下数钞头对其进行灰尘清理。 基本工作原理：工作原理如图2-4。把纸币放入夹钞机构后，纸币触动启动开关，通过微处理器自行清除计数器，并下达指令使得真空泵电机与夹钞机构电机开始动作，夹钞机构电机带动凸轮，凸轮驱动连杆，使得夹钞机构夹紧，这是纸币被压在吸钞头上，堵住了吸钞头上的小孔，使真空压系统从开放状态变为封闭状态。此时管路中的负压急剧上升，当装在管路中的压力开关，测得压力达到设定值
10、时开关接通，便把信号送到微处理器，使其下达命令，使数钞头电机开始运转，将纸币一一吸引过去，吸钞头座外侧设置了五个计数感应块，一一对应每个吸钞头。计数感应块随吸引头旋转，没经过接近开关一次，就感应出一个脉冲信号，此信号经处理后送入微处理器，作为计数依据，经处理后在计数显示屏上显示出来。 1运转电机 2真空管路 3接近开关 4计数电机 5皮带 6数钞头 7票夹 8驱动连杆 9凸轮 10行路开关 11票夹电机 12气压开关 13真空泵 图2-4工作原理图 Acknowledgements My deepest gratitude goes first and foremost to Professo
11、r aaa , my supervisor, for her constant encouragement and guidance. She has walked me through all the stages of the writing of this thesis. Without her consistent and illuminating instruction, this thesis could not havereached its present form. Second, I would like to express my heartfelt gratitude
12、to Professor aaa, who led me into the world of translation. I am also greatly indebted to the professors and teachers at the Department of English: Professor dddd, Professor ssss, who have instructed and helped me a lot in the past two years. Last my thanks would go to my beloved family for their lo
13、ving considerations and great confidence in me all through these years. I also owe my sincere gratitude to my friends and my fellow classmates who gave me their help and time in listening to me and helping me work out my problems during the difficult course of the thesis. My deepest gratitude goes f
14、irst and foremost to Professor aaa , my supervisor, for her constant encouragement and guidance. She has walked me through all the stages of the writing of this thesis. Without her consistent and illuminating instruction, this thesis could not havereached its present form. Second, I would like to ex
15、press my heartfelt gratitude to Professor aaa, who led me into the world of translation. I am also greatly indebted to the professors and teachers at the Department of English: Professor dddd, Professor ssss, who have instructed and helped me a lot in the past two years. Last my thanks would go to m
16、y beloved family for their loving considerations and great confidence in me all through these years. I also owe my sincere gratitude to my friends and my fellow classmates who gave me their help and time in listening to me and helping me work out my problems during the difficult course of the thesis.
