壓縮式垃圾車壓縮裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

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1、（）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)精品 （）大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)（論文）題目： 壓縮式垃圾車壓縮裝置設(shè)計(jì) 全套圖紙，加153893706 系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 09機(jī)制 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0801631114 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 2013-05 摘要 后裝壓縮式垃圾車因其壓

2、縮容量大、密封性好、裝料方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)而日益成為環(huán)衛(wèi)垃圾收集運(yùn)輸?shù)闹饕嚪N。論文選題具有很強(qiáng)的工程背景和應(yīng)用價(jià)值。其主要內(nèi)容包括： 1 對(duì)后裝式壓縮垃圾車的整車進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，以及對(duì)主要工作部件裝填機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、填料器、裝填箱、滑板、推板、推板滑軌及推板驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行方案優(yōu)選。 2 掌握其壓縮裝置動(dòng)作原理，建立壓縮垃圾車的整車的三維模型。 3 從影響后裝壓縮式垃圾車的裝載容積和裝載質(zhì)量的因素著手，對(duì)裝填角、壓縮比等因素做分析，特別針對(duì)壓縮裝置裝填角運(yùn)用力學(xué)知識(shí)并結(jié)合多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)研究，建立多個(gè)垃圾壓縮機(jī)構(gòu)仿真模型，通過(guò)計(jì)算結(jié)果、仿真實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果和綜合

3、評(píng)價(jià)之間的相互研究與對(duì)比，確定出垃圾壓縮車壓縮機(jī)構(gòu)最佳的裝填角度。 4 對(duì)后裝式壓縮垃圾車關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，確定裝填角、壓縮比、裝填箱的質(zhì)心位置、推擠卸料機(jī)構(gòu)、車廂等的設(shè)計(jì)參數(shù)。 關(guān)鍵詞：壓縮裝置、推擠料機(jī)構(gòu)、壓縮角、質(zhì)心 ABSTRACT After install zip compression type garbage truck because of its large capacity, good sealing, easy loading, high degree of automation and increasingly become th

4、e main environmental sanitation garbage collection transport type. Thesis topic selection has a strong engineering background and application value. The main content includes: 1 compress garbage truck vehicle mounted after overall scheme design, and the main working parts feeder loading mechanism,

5、locking mechanism, fill, packing boxes, skateboarding, push board, slide push board and push plate drive way plan optimization. 2 master its compression device principle, the establishment of three-dimensional model of compressed garbage truck vehicle. After 3 from the influence of compression typ

6、e garbage truck load capacity and load of quality factors, factors such as the loading Angle, compression ratio for analysis, especially in view of the loading Angle compressed device utilizing the knowledge of mechanics and combined with multi-body dynamics simulation software ADAMS simulation expe

7、riments, several garbage compression simulation model is established, through the calculation results and simulation results of the analysis and comprehensive evaluation of mutual study and comparison, determine the car garbage compression compression institutions optimal loading Angle. 4 key param

8、eters of mounted after compression garbage truck to carry on the design research and determine the loading Angle, compression ratio, packing box of the center of mass position, push the design parameters of discharge mechanism, cars, etc. Keywords: compression device, pushing mechanism, compressi

9、on Angle and center of mass 目錄 摘要 - 2 - ABSTRACT - 3 - 第一章 概述 - 5 - 1.1壓縮式垃圾車發(fā)展現(xiàn)狀 - 5 - 1.2壓縮式垃圾車的工作特點(diǎn) - 6 - 1.3運(yùn)動(dòng)仿真分析應(yīng)用 - 7 - 1.4論文的研究意義 - 9 - 第二章 壓縮式垃圾車壓縮裝置的方案設(shè)計(jì) - 10 - 2.1總體設(shè)計(jì)方案及工作原理 - 10 - 2.2裝填機(jī)構(gòu)原理 - 11 - 2.3 提升機(jī)構(gòu)原理 - 12 - 2.4本章小結(jié) - 13 - 第三章 壓縮式垃圾車壓縮裝置參數(shù)設(shè)計(jì) - 14 - 3.1

10、 裝填角 - 14 - 3.2 ADAMS運(yùn)動(dòng)仿真軟件簡(jiǎn)介 - 15 - 3.3 仿真數(shù)據(jù)分析 - 16 - 3.4各個(gè)機(jī)構(gòu)油缸參數(shù) - 18 - 3.5 本章小結(jié) - 28 - 第四章 壓縮式垃圾車壓縮裝置三維建模 - 29 - 4.1 solidwork軟件介紹 - 29 - 4.2提升機(jī)構(gòu)的三維建模 - 32 - 4.3壓縮機(jī)構(gòu)的三維建模 - 34 - 4.4壓縮式垃圾車壓縮裝置裝配體 - 36 - 4.5本章小結(jié) - 37 - 致謝 - 38 - 參 考 文 獻(xiàn) - 39 - 第一章 概述 1.1壓縮式垃圾車發(fā)展現(xiàn)狀 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展

11、，城市人口不斷攀升，人們對(duì)于生活環(huán)境的要求隨著生活水平的提高而提高，城市生活垃圾所帶來(lái)的一系列問(wèn)題已經(jīng)凸現(xiàn)出來(lái)。原有的垃圾運(yùn)輸設(shè)備或者垃圾中轉(zhuǎn)站，已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的垃圾處理的要求。另外，在垃圾無(wú)害化處理方面，用于垃圾填埋的場(chǎng)地也捉襟見(jiàn)肘，環(huán)衛(wèi)部門不得不選擇城市邊緣的城郊結(jié)合部作為填埋場(chǎng)。由于遠(yuǎn)離城市中心，造成垃圾的運(yùn)輸距離大大增加，使垃圾運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用在垃圾處理費(fèi)用中所占的比例大為增加。在某些發(fā)達(dá)國(guó)家甚至達(dá)到 80%左右。所以，現(xiàn)在對(duì)于垃圾處理行業(yè)來(lái)說(shuō)，垃圾運(yùn)輸是重要的一環(huán)，并且，運(yùn)輸?shù)男适菓?yīng)該擺在第一位的。另外，運(yùn)輸工具的選擇好壞，也會(huì)影響到運(yùn)輸過(guò)程中二次污染的產(chǎn)生。垃圾的兩種收集運(yùn)輸方式

12、，一種是在垃圾運(yùn)輸距離超過(guò) 20Km的情況下，要設(shè)立垃圾中轉(zhuǎn)站的方式；一種是直接采用垃圾運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸收集。垃圾中轉(zhuǎn)站一般占地面積較大，在城市面積不斷增長(zhǎng)的今天，完全依靠這種方式是不現(xiàn)實(shí)的。我國(guó)現(xiàn)階段采用的是兩種方式相結(jié)合，高效率的垃圾運(yùn)輸設(shè)備可方便喂入，不受地域的限制，是環(huán)衛(wèi)設(shè)備發(fā)展的方向。 圖1.1 壓縮式垃圾車外形圖 我國(guó)的幾個(gè)大城市中，垃圾處理廠距離市中心在 50Km 以上。按人均產(chǎn)生0.5kg 垃圾來(lái)計(jì)算，千萬(wàn)人口的城市將日產(chǎn) 5000 噸左右，10 噸的垃圾運(yùn)輸設(shè)備需要運(yùn)輸 500 次左右，這個(gè)任務(wù)是相當(dāng)艱巨的。然而，目前我國(guó)城市中高性能的垃圾車還不普遍，非壓縮式垃圾車采

13、用敞開(kāi)式垃圾車、加蓋式垃圾車等非壓縮式垃圾車，拉臂壓縮式垃圾車的使用較多。主要原因是我國(guó)的垃圾運(yùn)輸設(shè)備發(fā)展的時(shí)間不長(zhǎng)，國(guó)家投入不多。因此，我國(guó)垃圾生產(chǎn)廠家規(guī)模一般較小，我國(guó)的垃圾生產(chǎn)廠家普遍規(guī)模較小，年銷售產(chǎn)值 200 萬(wàn)以上的不到 100 家，年銷售 1000 萬(wàn)的更是只有幾家而已。我國(guó)生產(chǎn)垃圾車的主要企業(yè)有：青海新路環(huán)衛(wèi)設(shè)備制造有限公司，北京華林專用車制造公司，濟(jì)南哈勒專用車制造公司，中國(guó)第一汽車集團(tuán)四川專用汽車廠、上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院、中日合資。 南京晨光航天應(yīng)用技術(shù)股份有限公司、廣西玉柴專用汽車廠、湖北程力專用車廠、中聯(lián)中標(biāo)環(huán)衛(wèi)設(shè)備制造廠等。青海新路，北京華林，濟(jì)南哈勒，中聯(lián)

14、中標(biāo)的規(guī)模較大，基本能滿足各大城市的垃圾車的需求。這其中還包括三家中外合資企業(yè)，不是中外合資的企業(yè)的關(guān)鍵元件也是依賴進(jìn)口，沒(méi)有自主產(chǎn)權(quán)。但是，城市還在不斷發(fā)展中，要想使垃圾設(shè)備跟上發(fā)展的需要，擴(kuò)大中小企業(yè)規(guī)模，甚至上一些新的項(xiàng)目，建一些新的廠家都是當(dāng)務(wù)之急。 除此之外，還需積極的引進(jìn)國(guó)外的垃圾車先進(jìn)的制造技術(shù)。垃圾車起源于上個(gè)世紀(jì)初的歐洲，經(jīng)過(guò)一戰(zhàn)、二戰(zhàn)后，垃圾車已經(jīng)在全球范圍內(nèi)發(fā)展起來(lái)，并在發(fā)達(dá)國(guó)家有了廣泛的使用。發(fā)達(dá)國(guó)家的垃圾設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，工藝成熟，自動(dòng)化程度很高。國(guó)外生產(chǎn)垃圾車的廠家主要有：戴姆勒——克萊斯勒公司(Daimler—Chrysler)，MAN 公司、許凌(Schorlin

15、g)公司、依維柯(IVECO)公司、法恩(Faun)公司、海勒(Haller)公司、SCANIA 公司、Tteberg 公司等。差距仍然存在，但我們應(yīng)該看到，發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)備在我國(guó)不一定就能適應(yīng)；隨著國(guó)家對(duì)環(huán)衛(wèi)設(shè)備投入的增加，垃圾車的制造和研發(fā)技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，與發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)論在上裝還是底盤的制造上，差距都在逐漸縮小。我們應(yīng)該利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，在借鑒的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出適合國(guó)情的高效率的垃圾車。 1.2壓縮式垃圾車的工作特點(diǎn) 資源化、無(wú)害化原則，加強(qiáng)對(duì)垃圾產(chǎn)生過(guò)程的管理，從源頭減少垃圾的產(chǎn)生。垃圾處理常規(guī)方法有三種：衛(wèi)生填埋、焚燒、生物堆肥焚燒法具有時(shí)間短，垃圾清除徹底等特征，但要達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)

16、準(zhǔn)，造價(jià)極高；堆法將垃圾資源化，但肥效差，成本高，占地面積大；因此，80%以上的垃圾處理仍然要依靠填埋。主要原因是，填埋法在我國(guó)一直沿用，技術(shù)成熟，處理量大，成本低。但是，原有垃圾處理技術(shù)沒(méi)有注意到垃圾的減量化，占地過(guò)多，后期處理工作，如濾液處理，難度很大，所以仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。此外，循環(huán)利用，減少焚燒排放，都需要將垃圾分類處理。 垃圾車的制造要求專用車企業(yè)在研發(fā)高性能的垃圾車時(shí)，提出了跟高的標(biāo)準(zhǔn)，可以概括為以下幾個(gè)方面。 (1)不同類型的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)與收集采用的設(shè)備更加具體化。 (2)具有壓縮功能的垃圾車普遍化，并有裝置與收集裝置配套。 (3)跑、冒、滴、漏二次污染逐步得到解決。如增加

17、推板的高度，在車尾加設(shè)蓋板密封以及整車的接口處加裝密封條等。 (4) PLC 及其他電器控制系統(tǒng)的配備，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的配備使整車機(jī)電液一體化，自動(dòng)化水平大大提高。 (5)垃圾車是一種特種作業(yè)車輛，工作環(huán)境多變，要求轉(zhuǎn)向具有靈活性，且通過(guò)能力較好；為節(jié)約制造成本，應(yīng)降低整車的重量，提高載質(zhì)量系數(shù)；動(dòng)力排放要求達(dá)到歐 II 及以上的排放標(biāo)準(zhǔn)；考慮到用戶工作的舒適性，駕駛室要求密封，座椅彈性良好，有空調(diào)。 (6)車輛復(fù)雜必然降低其可靠性，但增加一些附屬裝置，如除臭、清洗的設(shè)備，影響還是不大的，也是經(jīng)濟(jì)提高的指標(biāo)。 后裝式垃圾車的比較優(yōu)勢(shì)集運(yùn)模式上，用壓縮式垃圾車運(yùn)輸生活垃圾是具有明顯的優(yōu)勢(shì)的

18、。同時(shí)，有關(guān)國(guó)家法規(guī)規(guī)定，敞開(kāi)式、加蓋式垃圾車不能免除購(gòu)置附加費(fèi)，使用成本高，密封性能差；集裝箱裝卸載效率低，存在滴漏污染，垃圾不可壓縮。而且，擺臂式、側(cè)裝式等車型的垃圾容量小，可壓縮性差，且容易產(chǎn)生飄、撒、灑、漏等二次污染。以上車型的劣勢(shì)，使得工程界不得不尋找一種壓縮比較高、二次污染較少的車型，以提高運(yùn)輸?shù)男屎徒?jīng)濟(jì)效益，而這種設(shè)備應(yīng)該是一種壓縮式垃圾車。壓縮式垃圾車包括后裝式垃圾壓縮車、側(cè)裝式垃圾壓縮、前裝式垃圾壓縮車，以及拉臂式垃圾壓縮車。而后裝式垃圾壓縮車具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。 (1)裝填自動(dòng)化、高壓縮比、大裝載量、低運(yùn)輸成本、較少的人員配備； (2)密封性好，跑、冒、滴、漏的問(wèn)題基

19、本得到解決； (3)收集裝置人性化設(shè)計(jì)，使得垃圾投入更容易，所以不必固定設(shè)置垃圾的 投放地點(diǎn)； (4)為城市環(huán)衛(wèi)的設(shè)備配置和責(zé)任分區(qū)提供了較好的依據(jù)和支持。 1.3運(yùn)動(dòng)仿真分析應(yīng)用 近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和計(jì)算速度的不斷提高，運(yùn)動(dòng)仿真分析在工程設(shè)計(jì)和分析中得到了越來(lái)越廣泛的重視，已經(jīng)成為解決復(fù)雜的工程分析計(jì)算問(wèn)題的有效途 徑，現(xiàn)在從汽車到航天飛機(jī)幾乎所有的設(shè)計(jì)制造都已離不開(kāi)運(yùn)動(dòng)仿真分析計(jì)算，其在機(jī)械制造、材料加工、航空航天、汽車、土木建筑、電子電器，國(guó)防軍工，船舶，鐵道，石化，能源，科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域的廣泛使用已使設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 增加產(chǎn)

20、品和工程的可靠性 在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低原材料成本縮短產(chǎn)品投向市場(chǎng)的時(shí)間模擬試驗(yàn)方案，減少試驗(yàn)次數(shù)，從而減少試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，國(guó)際上早在60年代初就開(kāi)始投入大量的人力和物力開(kāi)發(fā)運(yùn)動(dòng)仿真分析程序，但真正的CAE軟件是誕生于70年代初期，而近15年則是CAE軟件商品化的發(fā)展階 段，CAE開(kāi)發(fā)商為滿足市場(chǎng)需求和適應(yīng)計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，在大力推銷其軟件產(chǎn)品的同時(shí)，對(duì)軟件的功能、性能，用戶界面和前、后處理能力，都進(jìn) 行了大幅度的改進(jìn)與擴(kuò)充。這就使得目前市場(chǎng)上知名的CAE軟件，在功能、性能、易用性、可靠性以及對(duì)運(yùn)行環(huán)境的適應(yīng)性方面，基本上滿足了用戶的

21、當(dāng)前需求， 從而幫助用戶解決了成千上萬(wàn)個(gè)工程實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)也為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。目前流行的CAE分析軟件主要有NASTRAN、 ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。MSC-NASTRAN軟件因?yàn)楹蚇ASA的特殊關(guān)系，在航空航天領(lǐng)域有著很高 的地位，它以最早期的主要用于航空航天方面的線性運(yùn)動(dòng)仿真分析系統(tǒng)為基礎(chǔ)，兼并了PDA公司的PATRAN，又在以沖擊、接觸為特長(zhǎng)的DYNA3D的基礎(chǔ)上 組織開(kāi)發(fā)了DYTRAN。近來(lái)又兼并了非線性分析軟件MARC,成為目前世界上規(guī)模最大的運(yùn)動(dòng)仿真分析系統(tǒng)[4]。ANSYS軟件致力于耦合場(chǎng)的分

22、析計(jì)算，能夠進(jìn) 行結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁四種場(chǎng)的計(jì)算，已博得了世界上數(shù)千家用戶的鐘愛(ài)。ADINA非線性運(yùn)動(dòng)仿真分析軟件由著名的運(yùn)動(dòng)仿真專家、麻省理工學(xué)院的 K.J.Bathe教授領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)，其單一系統(tǒng)即可進(jìn)行結(jié)構(gòu)、流體、熱的耦合計(jì)算。并同時(shí)具有隱式和顯式兩種時(shí)間積分算法。由于其在非線性求解、流固耦合分 析等方面的強(qiáng)大功能，迅速成為運(yùn)動(dòng)仿真分析軟件的后起之秀，現(xiàn)已成為非線性分析計(jì)算的首選軟件。縱觀當(dāng)今國(guó)際上CAE軟件的發(fā)展情況，可以看出運(yùn)動(dòng)仿真分析方法的一些發(fā)展趨勢(shì)： 1、與CAD軟件的無(wú)縫集成當(dāng)今運(yùn)動(dòng)仿真分析軟件的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成部件和零件的造型設(shè)計(jì)

23、后，能直接將模型傳送到CAE軟件中進(jìn)行有限 元網(wǎng)格劃分并進(jìn)行分析計(jì)算，如果分析的結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求則重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，直到滿意為止，從而極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。為了滿足工程師快捷地解 決復(fù)雜工程問(wèn)題的要求。許多商業(yè)化運(yùn)動(dòng)仿真分析軟件都開(kāi)發(fā)了和著名的CAD軟件（例如Pro/ENGINEER、Unigraphics、 SolidEdge、SolidWorks、IDEAS、Bentley和AutoCAD等）的接口。有些CAE軟件為了實(shí)現(xiàn)和CAD軟件的無(wú)縫集成而采 用了CAD的建模技術(shù)，如ADINA軟件由于采用了基于Parasolid內(nèi)核的實(shí)體建模技術(shù)，能和以Parasolid為核心的CAD軟件

24、（如 Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks）實(shí)現(xiàn)真正無(wú)縫的雙向數(shù)據(jù)交換。 1.4論文的研究意義 建國(guó)五十年來(lái)，我國(guó)的機(jī)械工業(yè)雖然已經(jīng)有了較大的發(fā)展，具備了一定的基礎(chǔ)和規(guī)模，初步滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的需要。但隨著世界科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在相當(dāng)大的差距。因此，在我國(guó)以新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和開(kāi)發(fā)高技術(shù)含量的新產(chǎn)品，已成為當(dāng)前機(jī)械工業(yè)以至各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)密切關(guān)注和改革的焦點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，它包括機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)。它從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)出發(fā)，使產(chǎn)品或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化。近年來(lái)，

25、世界上各發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，以提高制造技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)向柔性化、智能化發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)給傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)帶來(lái)了革命性的變革和驚人的效益，使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和管理體制發(fā)生深刻的變化。機(jī)電一體化是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。作為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，我公司一貫高度重視和密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況，同時(shí)堅(jiān)決要求工程技術(shù)人員努力掌握機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和原則，本著“應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)，推動(dòng)機(jī)械電子工業(yè)的進(jìn)步”為宗旨，開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品。該過(guò)程在豐富和充實(shí)國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的機(jī)電產(chǎn)品的同時(shí)，也能提高本企業(yè)產(chǎn)品品位、

26、擴(kuò)大生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品的種類、開(kāi)拓國(guó)內(nèi)機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)，并力爭(zhēng)取得一席之地，為本企業(yè)的生存和發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好的基礎(chǔ)。減速器的研制工作就是我公司按照國(guó)家在這一領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃的意圖，根據(jù)我國(guó)廣告制作市場(chǎng)的需求和我公司的發(fā)展需要，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)三年的市場(chǎng)調(diào)查和預(yù)測(cè)、方案的構(gòu)思和評(píng)價(jià)，進(jìn)行詳細(xì)地設(shè)計(jì)，考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的質(zhì)量控制和制造過(guò)程的質(zhì)量管理，而著手研制的機(jī)電一體化產(chǎn)品之一。 第二章 壓縮式垃圾車壓縮裝置的方案設(shè)計(jì) 2.1總體設(shè)計(jì)方案及工作原理 壓縮式垃圾車主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的的傳動(dòng)裝置。常用的有液壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)等形式?？刂葡到y(tǒng)由

27、電器控制和射流控制兩種。它支配著壓縮式垃圾車按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)。位置檢測(cè)裝置控制壓縮式垃圾車執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度到達(dá)設(shè)定位置。 經(jīng)綜合考慮，本文選用液壓傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)垃圾自動(dòng)壓縮。 圖2.1壓縮式垃圾車的壓縮方案 系統(tǒng)組成：油缸、裝填機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、填料器、裝填箱、滑板、推板、推板滑軌 原理：車廂固定在底盤車架上, 裝填機(jī)構(gòu)位于車廂后部，其上角與車廂鉸接，可由舉升油缸驅(qū)動(dòng)繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。垃圾從裝填機(jī)構(gòu)后端的入口處倒入其內(nèi),并由壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓縮,將垃圾推入車廂壓實(shí)。車廂前端

28、裝有油缸驅(qū)動(dòng)的卸料機(jī)構(gòu)。卸出垃圾時(shí),首先由舉升油缸將裝填機(jī)構(gòu)舉起,車廂后部呈敞開(kāi)狀，然后由卸料機(jī)構(gòu)將垃圾推出車廂。 1、裝填準(zhǔn)備階段 （1）垃圾傾倒機(jī)構(gòu)在雙作用液壓缸的作用下，倒入裝填器。 （2）刮板油缸在換向閥的作用下?lián)Q向收縮，刮板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，刮板轉(zhuǎn)至上止點(diǎn)后，回轉(zhuǎn)到位。 （3）刮板回轉(zhuǎn)到位后，滑板油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸出，方向與滑板的斜向下的傾角一致。在滑板油缸帶動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)停止，到此為止準(zhǔn)備階段結(jié)束。 2、裝填壓縮階段 （4）刮板油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸出，刮板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始裝填箱內(nèi)的垃圾清掃動(dòng)作。將垃圾從進(jìn)料口扒入垃圾箱，并將垃圾初步壓縮，當(dāng)垃圾順時(shí)針轉(zhuǎn)

29、動(dòng)到下止點(diǎn)后，停止運(yùn)動(dòng)。 （5）換向閥換向，滑板上升。進(jìn)料口較小，滑板上升時(shí)，垃圾受到進(jìn)料口的擠壓，垃圾通過(guò)后，產(chǎn)生了被研碎的效果?；逵透走\(yùn)動(dòng)到帶動(dòng)滑塊即刮板向上運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，刮板回到初始位置，這樣，裝填機(jī)構(gòu)完成一次循環(huán)。 （6）推板的支撐點(diǎn)設(shè)在車廂的前端，而垃圾推卸完畢后的位置在垃圾箱的后端，運(yùn)動(dòng)行程很長(zhǎng)，推卸力有很大，用單極缸無(wú)法完成這一任務(wù)。這里采用斜置式的多級(jí)缸直接驅(qū)動(dòng)，既可配合刮板進(jìn)行雙向壓縮，又可實(shí)現(xiàn)垃圾的迅速推卸。當(dāng)垃圾從進(jìn)料口進(jìn)入垃圾箱后，推板位于垃圾箱的后端。由于推板油缸的回油路上存在一個(gè)背壓閥，利用小孔節(jié)流原理實(shí)現(xiàn)對(duì)油路的節(jié)流作用，一方面防止推板迅速后退，另一方面形

30、成對(duì)推板的推力，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾的二次壓縮。 3、卸料準(zhǔn)備及卸料階段： （7）鎖緊油缸換向閥換向，油缸收縮，鎖鉤脫離鎖孔。裝填器舉升油缸換向閥換向，裝填器上揚(yáng)。油缸回油路上設(shè)有一個(gè)單向閥，作為安全保護(hù)元件。油缸繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)后停止，上揚(yáng)動(dòng)作結(jié)束。 （8）推板油缸開(kāi)控制閥換向，油缸開(kāi)始克服垃圾所受到的摩擦將垃圾推出箱體外，知道完全推出，垃圾的卸料過(guò)程結(jié)束。下一次循環(huán)的準(zhǔn)備階段： （9）裝填機(jī)構(gòu)油缸在換向閥的作用下?lián)Q向，在回油路上也安裝有背壓閥，以確保裝填機(jī)構(gòu)下降的速度不至于過(guò)快。油缸運(yùn)動(dòng)下止點(diǎn)，裝填器兩側(cè)板與垃圾箱的兩側(cè)板合縫。 （10）鎖緊油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸長(zhǎng)，知道油缸運(yùn)動(dòng)到上止

31、點(diǎn)，鎖鉤鉤進(jìn)鎖孔內(nèi)，密封動(dòng)作完成。到此為止，裝填、壓縮及卸料整個(gè)一個(gè)工作循環(huán)完成。 2.2裝填機(jī)構(gòu)原理 圖2.2 裝填機(jī)構(gòu) 由刮板、滑板、裝填器、滑板油缸、刮板油缸及其他固定連接部件組成。主要性能是裝入垃圾并進(jìn)行壓縮，配合卸料機(jī)構(gòu)卸料，密封。 2．3 提升機(jī)構(gòu)原理 圖2.3 提升機(jī)構(gòu) 垃圾桶的提升只要求在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不要求提升機(jī)構(gòu)作整周的運(yùn)動(dòng)，符合這種要求的是雙搖桿機(jī)構(gòu)。因此，提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由電機(jī)來(lái)帶動(dòng)是不理想的，這里采用的是一個(gè)雙作用油缸來(lái)完成整個(gè)動(dòng)作。底盤上的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)有變速箱傳到液壓系統(tǒng)的取力器，帶動(dòng)液壓油泵，帶動(dòng)雙作用油缸，由油缸帶動(dòng)雙搖桿機(jī)構(gòu)的擺臂，實(shí)現(xiàn)

32、垃圾桶的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)雙作用缸完全縮回的時(shí)候，垃圾桶處于初始位置（地上）；當(dāng)雙作用缸完全伸出時(shí)，垃圾桶處于終了位置，即垃圾完全倒進(jìn)的位置。 當(dāng)提升機(jī)構(gòu)在傾倒垃圾的過(guò)程中，裝填機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)在進(jìn)行。鎖緊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是之前進(jìn)行的，將在方案選擇中進(jìn)一步說(shuō)明。 2.4本章小結(jié) 通過(guò)對(duì)比分析，確定了壓縮垃圾車的工作原理車廂固定在底盤車架上, 裝填機(jī)構(gòu)位于車廂后部，其上角與車廂鉸接，可由舉升油缸驅(qū)動(dòng)繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。垃圾從裝填機(jī)構(gòu)后端的入口處倒入其內(nèi),并由壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓縮,將垃圾推入車廂壓實(shí)。車廂前端裝有油缸驅(qū)動(dòng)的卸料機(jī)構(gòu)。卸出垃圾時(shí),首先由舉升油缸將裝填機(jī)構(gòu)舉起,車廂后部呈敞開(kāi)狀，然后由卸料機(jī)構(gòu)將垃圾推出

33、車廂。 第三章 壓縮式垃圾車壓縮裝置參數(shù)設(shè)計(jì) 3.1裝填角 后裝壓縮式垃圾車能否達(dá)到設(shè)計(jì)的裝載質(zhì)量，兩個(gè)最關(guān)鍵的因素分別是：刮板壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮能力和卸料機(jī)構(gòu)的反向擠壓力，對(duì)于一輛垃圾壓縮車來(lái)說(shuō)，其壓縮效果的好與壞，是評(píng)價(jià)后裝垃圾壓縮車裝載質(zhì)量以及工作性能的重要指標(biāo)。 圖3.1 裝填角 要達(dá)到這樣的效果，就要改善裝填裝置，其中最重要的一個(gè)因素就是對(duì)裝填角進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。使垃圾在進(jìn)入廂體時(shí)所受到的壓縮力接近水平方向，并保證箱體內(nèi)的垃圾盛滿的情況下還能繼續(xù)將垃圾壓入廂體內(nèi)，這樣，箱內(nèi)垃圾的壓縮比也會(huì)有所增加。裝填角的示意圖如圖 3.1 所示， 為垃圾的裝填角， 為垃圾箱尾端的

34、安裝角， 為滑板導(dǎo)軌線與廂體尾端安裝斜面的夾角， 裝填角設(shè)計(jì)合理的情況下，可保證被壓縮的垃圾在進(jìn)入廂體的時(shí)候受到的刮板的推擠力的水平分量盡可能大，從而使壓實(shí)的效果達(dá)到最佳。因此，裝填角的設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。目前，國(guó)內(nèi)后裝壓縮式垃圾車的裝填角的取值大多為比較設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，仿照國(guó)外同類設(shè)備數(shù)據(jù)，取值在 39到 60之間。本文采用基于ADAMS 的裝填角度仿真分析研究。 3.2 ADAMS運(yùn)動(dòng)仿真軟件簡(jiǎn)介 ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)

35、進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。 ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開(kāi)發(fā)工具，其開(kāi)放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000版 Adams是全球運(yùn)用最為廣泛的機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件，用戶可以利用Adams在計(jì)算機(jī)上建立和測(cè)試虛擬

36、樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)事實(shí)再現(xiàn)仿真，了解復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)性能。 MD Adams（MD代表多學(xué)科）是在企業(yè)級(jí) MSC SimEnterprise仿真環(huán)境中與MD Nastran相互補(bǔ)充，提供了對(duì)于復(fù)雜的高級(jí)工程分析的完整的仿真環(huán)境， SimEnterprise是當(dāng)今最為完整的集成仿真和分析技術(shù)。 MD Adams的發(fā)布完全支持運(yùn)動(dòng)-結(jié)構(gòu)耦合仿真，與MD Nastran的雙向集成可以釋放便利地將Adams的模型輸出到Nastran進(jìn)行更為詳細(xì)的NVH分析或應(yīng)力恢復(fù)，繼而進(jìn)行壽命/損傷計(jì)算。 MD Adams/Car 應(yīng)用MD Adams/Car，技術(shù)團(tuán)隊(duì)可以快速建立和測(cè)試整車和子系統(tǒng)的功能化虛

37、擬樣車。 這可以幫助在車輛研發(fā)過(guò)程中節(jié)省時(shí)間、降低費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)，提升新車設(shè)計(jì)的品質(zhì)。通過(guò)MD Adams/Car的仿真環(huán)境，汽車工程師們可以在虛擬環(huán)境中對(duì)于不同的路面、不同實(shí)際條件反復(fù)測(cè)試他們的設(shè)計(jì)，從而得到滿意的結(jié)果。 MD Adams/Car包含許多的功能模塊用于多學(xué)科仿真。 Multidiscipline Value多學(xué)科價(jià)值 多學(xué)科的價(jià)值在于大大地拓廣了數(shù)字分析的能力，MSC的MD技術(shù)是優(yōu)化的涵蓋跨學(xué)科/多學(xué)科的集成，可以充分利用現(xiàn)有的高性能計(jì)算技術(shù)解決大量大規(guī)模的問(wèn)題。多學(xué)科技術(shù)聚焦于提升仿真效率、保證設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)的有效性、提升品質(zhì)、加速產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 1. 新的在線幫助系統(tǒng)

38、以及PDF格式文件，方便打印 在 MD Adams中，MSC.Software 引入了一套新的電子在線幫助系統(tǒng)。MD Adams 和 MD Adams/Car 的用戶可以使用整個(gè)幫助系統(tǒng)。在幫助系統(tǒng)的目錄表中，按照模塊進(jìn)行組織，更方便信息的查找和搜索。對(duì) MD Adams/View 中的命令語(yǔ)言，新加幫助，對(duì) MD Adams/Vibration模塊新加了新的理論手冊(cè)。為方便打印，幫助文檔提供了所有幫助文檔的PDF格式。 2. 輸出線形模型可用在NASTRAN中進(jìn)行進(jìn)一步的振動(dòng)性能分析 MD Adams/Vibration的一個(gè)新功能就是Adams2Nastran功能，該功能可以輸出線形

39、模型，用于在NASTRAN中進(jìn)行進(jìn)一步的振動(dòng)性能分析。此功能將線性化后的ADAMS模型封裝為 Nastran 的DMIG 輸入形式。一旦輸出完成，用戶能夠利用NASTRAN強(qiáng)大的頻響分析的功能，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確的NVH分析和較高頻域范圍內(nèi)系統(tǒng)的響應(yīng)分析。 3. 在3D接觸分析中，用于處理球體新的分析方法 當(dāng)模型中存在3D的球體接觸碰撞時(shí)，為了得到更為精確的結(jié)果，加強(qiáng)了接觸計(jì)算的算法，即使用真實(shí)的幾何來(lái)代表球體。同舊的將球體表面用小平面表示的方法相比，這種算法解算的速度明顯加快。例如，如右圖所示的滾珠軸承模型，解算的速度提高3.1倍。 這種算法的另一個(gè)好處是接觸載荷計(jì)算的精度提高。右圖所示的

40、曲線圖顯示舊的算法 （黑色曲線）和新的算法 （紅色曲線）所得到的接觸載荷的區(qū)別所在。 3.3 仿真數(shù)據(jù)分析 將模型轉(zhuǎn)化為parasolid格式，最后導(dǎo)入到ADAMS中，建立了壓縮式垃圾車的虛擬樣機(jī)模型。模型含有垃圾體與裝填箱接觸、垃圾體與擋板接觸、垃圾體與滑板接觸、垃圾體與刮板接觸，并建立左右擋板垃圾體為一種既有彈性又有塑性的材料，但ADAMS一般只能創(chuàng)建剛性模型，因此，在這里用垃圾球代替垃圾體，建模時(shí)將球的質(zhì)量和密度等參數(shù)設(shè)定為垃圾的特性參數(shù)即可。 下面對(duì)垃圾球在45~60范圍內(nèi)進(jìn)行仿真，從而確定出裝填角的具體數(shù)值。 圖3.2 39時(shí)的水平擠壓曲線 圖3.3 42時(shí)的水平

41、擠壓曲線 圖3.4 45時(shí)的水平擠壓曲線 圖3.5 57時(shí)的水平擠壓曲線 圖3.6 60時(shí)的水平擠壓曲線 由圖可知，45時(shí)的擋板所受到的擠壓力是最大的。 3.4各個(gè)機(jī)構(gòu)油缸參數(shù) 動(dòng)力分析是分析工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，也就是分析分析液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況，并繪制相應(yīng)的負(fù)載循環(huán)圖（F-t）。 工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸所要克服的負(fù)載為： 式中：Fe—工作負(fù)載； Ff—摩擦負(fù)載； Fi—慣性負(fù)載； 1）翻斗油缸 估算翻斗支架質(zhì)量m1為30Kg，每桶垃圾的質(zhì)量m2為80Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.0

42、7。 N N N 其總負(fù)載為 N。 對(duì)總負(fù)載放大留余量，則取100KN。 圖3.7翻斗油缸負(fù)載循環(huán)圖 2）滑板油缸 估算滑板支架質(zhì)量m1為125Kg，刮板質(zhì)量m2為50Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.07。 N， N， N， 其總負(fù)載N， 對(duì)總負(fù)載放大留余量，則取100KN。 圖3.8 滑板油缸負(fù)載循環(huán)圖 刮板油缸 刮板質(zhì)量m1為50Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.07。 N N N 對(duì)推板和刮板作受力分析。 圖3.9 壓縮裝置受力分析圖 垃圾在填裝擠壓過(guò)程中，在滑板擠壓力FL作用下，受壓垃圾向左方移動(dòng)，與此同時(shí)，廂壁作用在垃圾上的摩擦力Ff1方向與垃

43、圾移動(dòng)方向相反，其大小為： 式中：S1—車廂橫截面內(nèi)壁周長(zhǎng)（m）； x—圖示的推進(jìn)長(zhǎng)度（m）； p—垃圾的單位膨脹力（N/m2）； f—垃圾與壁面的綜合摩擦系數(shù)。 阻礙垃圾移動(dòng)的另外一個(gè)阻力是垃圾重力引起的，記作Ff2，則有： 式中：S2—近似取車廂的寬度（m）； —垃圾的計(jì)算密度（kg/m3）； h—車廂高度（m）； 若向前推進(jìn)垃圾，必須滿足下列條件： 即 當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸確定后，、和已知。、、則隨壓縮程度，垃圾成分不同而變化，因此它們的確切數(shù)據(jù)很難確定。通過(guò)試驗(yàn)，KN/m。 設(shè)，—推板行程mm

44、 —裝填角， KN 其總負(fù)載為KN，對(duì)總負(fù)載放大留余量，則取200KN。 圖3.10刮板油缸負(fù)載循環(huán)圖 4）舉升油缸 估算裝填廂質(zhì)量為2000Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.07。 N N N 其總負(fù)載為N， 對(duì)總負(fù)載放大留余量，則取200KN。 圖3.11舉升油缸負(fù)載循環(huán)圖 5）推板油缸 估算推板質(zhì)量為350Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.07，車廂容積為13m3，垃圾密度為0.45t/m3。 N N N 其總負(fù)載為N， 對(duì)總負(fù)載放大留余量，則取180KN。 圖3.12推板油缸負(fù)載循環(huán)圖 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 1.初選系統(tǒng)工作壓力 液壓系統(tǒng)

45、工作壓力選定是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下，若壓力選的過(guò)低，則液壓元、輔件的尺寸和自重就會(huì)增加；若壓力選的較高，則尺寸和自重會(huì)相應(yīng)減少。例如，飛機(jī)液壓系統(tǒng)的工作壓力從21MPa提高到28MPa，則其自重下降約5%，其體積將減小13%。然而，若液壓系統(tǒng)壓力選的過(guò)高，由于對(duì)制造液壓元、輔件的材質(zhì)、密封、制造精度等要求的提高，反而會(huì)增大系統(tǒng)的尺寸和自重，其效率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)下降，因此不能一味的追求高壓。表3-1所示為目前我國(guó)幾類機(jī)器常用的液壓系統(tǒng)工作壓力。根據(jù)表2-2的數(shù)據(jù)，初選系統(tǒng)壓力P=13MPa。 表3-1 我國(guó)目前幾類機(jī)器常用的液壓系統(tǒng)工作壓

46、力 設(shè)備類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械的輔助機(jī)構(gòu)等 壓力機(jī)，中、大型挖掘機(jī)，重型機(jī)械，起重運(yùn)輸機(jī)械等 系統(tǒng)壓力/MPa 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 0.8～2 3～5 2～8 8～10 10～16 20～32 2.計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)需要的液壓缸的理論輸出F和系統(tǒng)選定的供油壓力p來(lái)計(jì)算缸筒內(nèi)徑D（m），計(jì)算公式如下： 式中：F—液壓缸的理論輸出力（N）； p—供油壓力（MPa）。 對(duì)于活塞桿直徑可以按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)初步選定活塞桿直徑，經(jīng)驗(yàn)公式如下： 在此處確定為 。 1）翻斗油缸 翻斗油缸負(fù)載F=100KN，根

47、據(jù)公式（2-1）計(jì)算得D=99mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸D=100mm；根據(jù)公式得d=25mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸d=25mm。 表3-2缸筒內(nèi)徑尺寸系列（mm） 8 40 125 （280） 10 50 （140） 320 12 63 160 （360） 16 80 （180） 400 20 （90） 200 （450） 25 100 （220） 500 32 （110） 250 注：1.圓括號(hào)內(nèi)尺寸為非優(yōu)先選用者。 2.內(nèi)徑上限可擴(kuò)展，按R10優(yōu)先數(shù)系列選用。 表3-3活塞桿外徑尺寸系列 4 20 56 160 5

48、 22 63 180 6 25 70 200 8 28 80 220 10 32 90 250 12 36 100 280 14 40 110 320 16 45 125 360 18 50 140 注：直徑上限可擴(kuò)展，按R20優(yōu)先數(shù)系列選用。 滑板油缸 滑板油缸負(fù)載F=100KN，根據(jù)公式）得D=99mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸D=100mm；根據(jù)公式得d=25mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸d=25mm。 3）刮板油缸 刮板油缸負(fù)載F=200KN，根據(jù)公式計(jì)算得D=140mm，根據(jù)選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸D=160mm；根據(jù)公式得d=40mm

49、，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸d=40mm。 4）舉升油缸 舉升油缸負(fù)載F=200KN，根據(jù)公計(jì)算得D=140mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸D=160mm；根據(jù)公式得d=40mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸d=40mm。 5）推板油缸 推板油缸由于行程較長(zhǎng)，采用二級(jí)油缸。推板油缸負(fù)載F=180KN，根據(jù)公式計(jì)算得D1=133mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸D=160mm；根據(jù)公式得d=25mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸d=25mm，二級(jí)缸筒內(nèi)徑D2=125mm。 3.計(jì)算液壓缸的流量 根據(jù)活塞橫截面積和液壓缸運(yùn)動(dòng)速度來(lái)計(jì)算液壓缸流量。計(jì)算公式如下： 式中：D—缸筒內(nèi)徑； d—活塞桿直徑； Vmax—液壓缸

50、的最大運(yùn)動(dòng)速度。 1）翻斗油缸 翻斗油缸缸筒內(nèi)徑D=100mm ，活塞桿直徑d=25mm，液壓缸最大運(yùn)動(dòng)速度Vmax=108mm/s。根據(jù)公式得q1=8.47810-4m3/s、q2=7.94810-4m3/s。 2）滑板油缸 滑板油缸缸筒內(nèi)徑D=100mm ，活塞桿直徑d=25mm，液壓缸最大運(yùn)動(dòng)速度Vmax=60mm/s。根據(jù)公式得q1=4.7110-4m3/s、q2=4.4210-4m3/s。 3）刮板油缸 刮板油缸缸筒內(nèi)徑D=160mm ，活塞桿直徑d=40mm，液壓缸最大運(yùn)動(dòng)速度Vmax=60mm/s。根據(jù)公式得q1=1.20610-3m3/s、q2=1.13010-3m

51、3/s。 4）舉升油缸 舉升油缸缸筒內(nèi)徑D=160mm ，活塞桿直徑d=40mm，液壓缸最大運(yùn)動(dòng)速度Vmax=50mm/s。根據(jù)公式得q1=1.00410-4m3/s、q2=0.94210-4m3/s。 5）推板油缸 滑板油缸缸筒內(nèi)徑D=160mm ，液壓缸最大運(yùn)動(dòng)速度Vmax=60mm/s。根據(jù)公式得q1=1.72810-3m3/s。 4．繪制液壓系統(tǒng)工況圖 工況圖包括壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖和功率循環(huán)圖。它們是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、選擇液壓泵、閥等元件的依據(jù)。 壓力循環(huán)圖—（p-t）圖 通過(guò)最后確定的液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，在根據(jù)實(shí)際載荷的大小，倒求出液壓執(zhí)行元件在其動(dòng)作循環(huán)各階段的

52、工作壓力，然后把它們繪制成（p-t）圖。 流量循環(huán)圖—（qv-t）圖 根據(jù)已確定的液壓缸有效工作面積或液壓馬達(dá)的排量，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)速度算出它在工作循環(huán)中每一階段的實(shí)際流量，把它繪制成qv-t）圖。若系統(tǒng)有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)工作，要把各自的流量圖疊加起來(lái)繪制出總的流量循環(huán)圖。 功率循環(huán)圖—（P-t）圖 繪制壓力循環(huán)圖和總流量循環(huán)圖后，根據(jù)P=pqv，即可繪出系統(tǒng)的功率循環(huán)圖。 壓力循環(huán)圖 1）翻斗油缸 圖3.13翻斗油缸壓力循環(huán)圖 2）滑板油缸 圖3.14滑板油缸壓力循環(huán)圖 3）刮板油缸 圖3.15刮板油缸壓力循環(huán)圖 4）舉升油缸 圖3.16舉升油缸壓力

53、循環(huán)圖 5）推板油缸 圖3.17推板油缸壓力循環(huán)圖 流量循環(huán)圖 1）翻斗油缸 圖3.18 翻斗油缸流量循環(huán)圖 2）滑板油缸 圖3.19滑板油缸流量循環(huán)圖 3）刮板油缸 圖3.20刮板油缸流量循環(huán)圖 4）舉升油缸 圖3.21舉升油缸流量循環(huán)圖 5）推板油缸 圖3.22推板油缸流量循環(huán)圖 3.5 本章小結(jié) 本章首先介紹了裝填角，其中最重要的一個(gè)因素就是對(duì)裝填角進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。使垃圾在進(jìn)入廂體時(shí)所受到的壓縮力接近水平方向，并保證箱體內(nèi)的垃圾盛滿的情況下還能繼續(xù)將垃圾壓入廂體內(nèi)，這樣，箱內(nèi)垃圾的壓縮比也會(huì)有所增加，其次通過(guò)運(yùn)動(dòng)仿真，求出了裝填角4

54、5時(shí)的擋板所受到的擠壓力是最大的，最后對(duì)油缸參數(shù)進(jìn)行確定。 第四章 壓縮式垃圾車壓縮裝置三維建模 4.1 solidwork軟件介紹 SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志

55、CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。 由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將SolidWorks全資并購(gòu)。公司原來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的SolidWorks以原來(lái)的品牌和管理技術(shù)

56、隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。 使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬(wàn)，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂(lè)工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國(guó)家的約3萬(wàn)1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來(lái)自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名

57、學(xué)生通過(guò)SolidWorks的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這比較客觀地說(shuō)明了越來(lái)越多的工程師使用SolidWorks，越來(lái)越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用SolidWorks的時(shí)間已達(dá)5500萬(wàn)小時(shí)。 在美國(guó)，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海教育局等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教

58、學(xué)。 　Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。 對(duì)于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來(lái)搞設(shè)計(jì)了。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks資源管理器是同Win

59、dows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 在目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件之一。美國(guó)著名咨詢公司Daratech所評(píng)論：“在基于Windows平臺(tái)的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者?！? 在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks ，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配

60、設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。 全動(dòng)感用戶界面 只有SolidWorks 才提供了一整套完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動(dòng)控制?！叭珓?dòng)感的”的用戶界面減少設(shè)計(jì)步驟，減少了多余的對(duì)話框，從而避免了界面的零亂。 嶄新的屬性管理員用來(lái)高效地管理整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟。屬性管理員包含所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。 用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個(gè)同Windows資源器類似的CAD文件管理器。 特征模版為標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模版上調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的零件和特征，并與同事共享。 SolidWo

61、rks 提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維實(shí)體設(shè)計(jì)。 配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分，它涉及到零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖。配置管理使得你能夠在一個(gè)CAD文檔中，通過(guò)對(duì)不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。 協(xié)同工作：SolidWorks 提供了技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作。 通過(guò)eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過(guò)電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。 通過(guò)三維托管網(wǎng)站展示生動(dòng)的實(shí)體模型。三維托管網(wǎng)站是Soli

62、dWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 SolidWorks 支持Web目錄，使得你將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就象存本地硬盤一樣方便。 用3D Meeting通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術(shù)而開(kāi)發(fā)的專門為SolidWorks設(shè)計(jì)人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 裝配設(shè)計(jì) 在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過(guò)一萬(wàn)個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。 Solid

63、Works 可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。 用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來(lái)完成諸如將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時(shí)按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。 鏡像部件是SolidWorks 技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件）的新的零部件。 SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來(lái)加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系。 Solidworks是基于特征的實(shí)體造型軟件，建立的三維建模比二維平面圖更加直觀

64、、清晰。同時(shí)利用裝配建模技術(shù)可以將零件模擬裝配起來(lái)。利用裝配模型可以進(jìn)行后續(xù)的裝配干涉分析、運(yùn)動(dòng)仿真模擬、物性分析、運(yùn)動(dòng)仿真分析等，還可以在裝配環(huán)境中對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、編輯、修改。利用這些功能，能有效避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)中經(jīng)常帶來(lái)的尺寸不匹配，零件干涉等問(wèn)題。 在零件建模前，一般應(yīng)進(jìn)行深入的特征分析，后按照特征的主次關(guān)系，按一定的順序建模。搞清楚零件是由哪幾個(gè)特征組成，明確各個(gè)特征的形狀，它們之間的相對(duì)位置和表面連接關(guān)系;然 在Solidworks系統(tǒng)中，零件、裝配體和工程都屬于對(duì)象，它采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法創(chuàng)建對(duì)象。裝配體是若干零件的組合，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的設(shè)計(jì)功能，在Solidwor

65、ks系統(tǒng)中，用戶先設(shè)計(jì)好所需的零件，然后根據(jù)配合關(guān)系和約束條件將零件組裝起來(lái)，生成裝配體。使用裝配關(guān)系，可相對(duì)其他零部件來(lái)準(zhǔn)確地定位零部件，還可以定義零部件如何相對(duì)于其他零部件移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。通過(guò)繼續(xù)添加配合關(guān)系，可以將零部件移到所需的位置。配合會(huì)在零件之間建立幾何關(guān)系，例如共點(diǎn)，垂直，相切等。每種配合關(guān)系對(duì)特定的幾何體組合有效。 4.2提升機(jī)構(gòu)的三維建模 打開(kāi)新建界面，進(jìn)入零件體，繪制草圖，通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)命令，建立壓縮式垃圾車車身，如圖4.1所示 圖4.1 壓縮式垃圾車提升架 通過(guò)拉伸、拉伸切除、陣列命令建立了軸承座的三維模型如圖4.2所示。 圖4.2軸承座 根據(jù)理論計(jì)算，

66、對(duì)其所選的油缸及其進(jìn)行三維建模，三維模型如圖4.3所示。 圖4.3 油缸及油缸支架 廢料斗的三維模型如圖4.4所示。 圖4.4 廢料斗 廢料斗支架如圖4.5所示。 圖4.5 廢料斗支架 提升機(jī)構(gòu)的裝配圖如圖4.6所示 圖4.6 提升機(jī)構(gòu) 4.3 壓縮機(jī)構(gòu)的三維建模 根據(jù)選擇的型號(hào)，軌道三維模型如圖4.7所示。 圖4.7 軌道 通過(guò)拉伸命令，建立了滾子的三維模型如圖4.8所示。 圖4.8 滾子 壓縮油缸及其支架裝配體如圖4.9所示 圖4.9壓縮油缸及其支架 油缸后座支架如圖4.10所示 圖4.10 后座支架 壓縮機(jī)構(gòu)裝配圖如下。 圖4.11 壓縮裝置 4.4壓縮式垃圾車壓縮裝置裝配體 壓縮式垃圾車壓縮裝置的裝配體如圖4.12所示。 圖4.12 壓縮式垃圾車壓縮裝置裝配體 4.5本章小結(jié) 首先對(duì)三維軟件進(jìn)行了介紹，然后對(duì)提升機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，其次對(duì)壓縮裝置系統(tǒng)進(jìn)行了三維建模，完成油缸的局部裝配，最后將各個(gè)零件進(jìn)行組合，得到壓縮式垃圾車的三維模型。 致謝 我有幸