機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-壓縮式垃圾車壓縮裝置設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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1、（）大學(xué)（）大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)（論文）題目：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 系系 別：別： 機(jī)械工程系 專專 業(yè)：業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班班 級：級： 09 機(jī)制 姓姓 名：名： 學(xué)學(xué) 號：號： 0801631114 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間：完成時(shí)間： 2013-05 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 2 - 摘要摘要 后裝壓縮式垃圾車因其壓縮容量大、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 對后裝式壓縮垃圾車的整車進(jìn)行總體方

2、案設(shè)計(jì)，以及對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，對裝填角、壓縮比 等因素做分析，特別針對壓縮裝置裝填角運(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，通過計(jì)算結(jié)果、仿真實(shí)驗(yàn) 分析結(jié)果和綜合評價(jià)之間的相互研究與對比，確定出垃圾壓縮車壓縮機(jī)構(gòu)最佳的裝填角 度。 4 對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

3、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)心關(guān)鍵詞：壓縮裝置、推擠料機(jī)構(gòu)、壓縮角、質(zhì)心 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 3 - ABSTRACT After install zip compression type garbage truck because of its large capacity, good sealing, easy loading, high degree of automation and increasingly become the main environmental sanitation garbage collection transport type

4、. 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, locking mechanism, fill, packing boxes, skateboarding, push board,

5、 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 type garbage truck load capacity and load of quality factors, factors s

6、uch 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 experiments, several garbage compression simulation model is established

7、, 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 parameters of mounted after compression garbage truck to carry on the desi

8、gn 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, compression Angle and center of mass （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 4 - 目錄 摘要摘要- 2 - ABSTRACTABSTRA

9、CT- 3 - 第一章第一章 概述概述.- 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 - 第二章第二章 壓縮式垃圾車壓縮裝置的方案設(shè)計(jì)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 - 第三章第三章 壓縮式垃圾車壓縮裝置參數(shù)設(shè)計(jì)壓縮式垃圾車壓縮裝置參數(shù)設(shè)計(jì).- 14 - 3.1 裝填角.- 14 - 3.2 ADAMS 運(yùn)動(dòng)仿

10、真軟件簡介 .- 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 - 第四章第四章 壓縮式垃圾車壓縮裝置三維建模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 - 致謝致謝.- 38 - 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)- 39 - （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 5 - 第一章第一章 概述概述 1.11.1 壓縮式垃圾車發(fā)展

11、現(xiàn)狀壓縮式垃圾車發(fā)展現(xiàn)狀 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市人口不斷攀升，人們對于生活環(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的一系列問題已經(jīng)凸現(xiàn)出來。原有的垃圾運(yùn)輸 設(shè)備或者垃圾中轉(zhuǎn)站，已經(jīng)不能滿足日益增長的垃圾處理的要求。另外，在垃圾無害化 處理方面，用于垃圾填埋的場地也捉襟見肘，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。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)國家甚至達(dá)到 80%左右。所以，現(xiàn) 在對于垃圾處理行業(yè)來說，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

12、壞，也會(huì)影響到運(yùn)輸過程中二次污染的產(chǎn)生。垃圾的兩 種收集運(yùn)輸方式，一種是在垃圾運(yùn)輸距離超過 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 積不斷增長的今天，完全依靠這種方式是不現(xiàn)實(shí)的。我國現(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。 圖圖 1.11.1 壓縮式垃圾車外形圖壓縮式垃圾車外形圖 我國的幾個(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 圾來計(jì)算，千萬人口的城市將日產(chǎn) 5000 噸左右，10 噸的垃圾運(yùn)輸設(shè)備需要運(yùn)輸 500

13、 次左右，這個(gè)任務(wù)是相當(dāng)艱巨的。然而，目前我國城市中高性能的垃圾車還不普遍，非 壓縮式垃圾車采用敞開式垃圾車、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。主要原因是我國的垃圾運(yùn)輸設(shè)備發(fā)展的時(shí)間不長，國家投入不多。因此， （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 6 - 我國垃圾生產(chǎn)廠家規(guī)模一般較小，我國的垃圾生產(chǎn)廠家普遍規(guī)模較小，年銷售產(chǎn)值 200 萬以上的不到 100 家，年銷售 1000 萬的更是只有幾家而已。我國生產(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

14、。 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)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，并在發(fā)達(dá)國家有了 廣泛的使用。發(fā)達(dá)國家的垃圾設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，工

15、藝成熟，自動(dòng)化程度很高。國外生產(chǎn)垃 圾車的廠家主要有：戴姆勒克萊斯勒公司(DaimlerChrysler)，MAN 公司、許凌 (Schorling)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)國家的設(shè)備在我國不一定就 能適應(yīng)；隨著國家對環(huán)衛(wèi)設(shè)備投入的增加，垃圾車的制造和研發(fā)技術(shù)有了長足的進(jìn)展， 與發(fā)達(dá)國家無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， 在借鑒的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出適合國情的高效率的垃圾車。 1.21.2 壓縮式垃圾車的工作特點(diǎn)壓縮式垃圾車的工作特點(diǎn)

16、 資源化、無害化原則，加強(qiáng)對垃圾產(chǎn)生過程的管理，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)到國家規(guī)定的排放標(biāo)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)沒有注意到垃圾 的減量化，占地過多，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

17、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。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 7 - (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

18、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) 勢的。同時(shí)，有關(guān)國家法規(guī)規(guī)定，敞開式、加蓋式垃圾車不能免除購置附加費(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，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

19、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。 (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、漏的問題基本得到解決； (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。 1.31.3 運(yùn)動(dòng)仿真分析應(yīng)用運(yùn)動(dòng)仿真分析應(yīng)用 近年來隨著計(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)算問題的有效途 徑， 現(xiàn)在從汽車到

20、航天飛機(jī)幾乎所有的設(shè)計(jì)制造都已離不開運(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)品和工程的可靠性 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 8 - 在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)潛在的問題經(jīng)過分析計(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)，國際 上早在 60 年代初就開始投入大量的人力和物力開發(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

21、的發(fā)展階 段，CAE 開發(fā)商 為滿足市場需求和適應(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 就使得目前市場上知名的 CAE 軟件，在功能、性能、易用性、可靠性以及對運(yùn)行環(huán)境的 適應(yīng)性方面，基本上滿足了用戶的當(dāng)前需求， 從而幫助用戶解決了成千上萬個(gè)工程實(shí)際 問題，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?NASA

22、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 為特長的 DYNA3D 的基礎(chǔ)上 組織開發(fā)了 DYTRAN。近來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 軟件致力于耦合場的分 析計(jì)算，能夠進(jìn) 行結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁四種場的計(jì)算，已博得了世界上數(shù)千家用戶的 鐘愛。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

23、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： 1、與 CAD 軟件的無縫集成當(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)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)雜工程問題的要求。許多商業(yè)化運(yùn)

24、動(dòng)仿真分析軟件都開發(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（如 Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks）實(shí)現(xiàn)真正無縫的雙向數(shù)據(jù)交換。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 9 - 1.41.4 論文的研究意義論文的研究意義

25、建國五十年來，我國的機(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)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。因此，在我國以 新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和開發(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，世界上各發(fā)達(dá)國家競相發(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

26、工業(yè)帶來了革命性的 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，也是我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。作 為國家高新技術(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，開發(fā)機(jī)電 一體化產(chǎn)品。該過程在豐富和充實(shí)國內(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、擴(kuò)大生產(chǎn)經(jīng)營產(chǎn)品的種類、開拓國內(nèi)機(jī)電產(chǎn)品市場，并力爭取得一席之地，為本 企業(yè)的生存和發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好的基礎(chǔ)

27、。減速器的研制工作就是我公司按照國家在這一 領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃的意圖，根據(jù)我國廣告制作市場的需求和我公司的發(fā)展需要，經(jīng)過長達(dá) 三年的市場調(diào)查和預(yù)測、方案的構(gòu)思和評價(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) 量控制和制造過程的質(zhì)量管理，而著手研制的機(jī)電一體化產(chǎn)品之一。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 10 - 第二章第二章 壓縮壓縮式垃圾式垃圾車壓縮車壓縮裝置的方案裝置的方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 2.12.1 總體設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)方案及工作原理及工作原理 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?？?制系統(tǒng)由電器控

28、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。 圖圖2.12.1壓縮式垃圾車的壓縮方案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

29、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， （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 11 - 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)，開始裝填箱內(nèi)的垃圾 清掃動(dòng)作。將垃

30、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)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，推卸力有很大，用單極缸無法完成這一任務(wù)。這里采用斜置式的多級缸直 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

31、節(jié)流原理實(shí)現(xiàn)對油路的節(jié)流作用，一方面防止推板迅速后退，另一方面形成對推板的 推力，實(shí)現(xiàn)對垃圾的二次壓縮。 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）推板油缸開控制閥換向，油缸開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

32、。 （10）鎖緊油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸長，知道油缸運(yùn)動(dòng)到上止點(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。 2.22.2 裝填機(jī)構(gòu)原理裝填機(jī)構(gòu)原理 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 12 - 圖圖2.22.2 裝填機(jī)構(gòu)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 23 3 提升機(jī)構(gòu)原理提升機(jī)構(gòu)原理 圖圖2.32.3 提升機(jī)構(gòu)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 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 13 - 這種要求的是雙搖桿機(jī)構(gòu)。因此，

33、提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由電機(jī)來帶動(dòng)是不理想的，這里采用 的是一個(gè)雙作用油缸來完成整個(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)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)一步說明。 2.42.4 本章小結(jié)本章小結(jié) 通過對比分析，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

34、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,車廂后部呈敞開狀，然后由卸 料機(jī)構(gòu)將垃圾推出車廂。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 14 - 第三章第三章 壓縮壓縮式垃圾式垃圾車壓縮車壓縮裝置參數(shù)裝置參數(shù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 3.13.1 裝填角裝填角 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，對于一輛垃圾壓縮車來說，其壓縮效果的好 與壞，是評價(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)。 圖圖3.13.1 裝填

35、角裝填角 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， 為垃圾箱尾端的安裝角， 1 為滑板導(dǎo)軌線與廂體尾端安裝斜面的夾角， 2 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 12 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)

36、計(jì)，仿照國外同類設(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。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 15 - 3.23.2 ADAMSADAMS 運(yùn)動(dòng)仿真軟件簡介運(yùn)動(dòng)仿真軟件簡介 ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，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，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)測機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞 檢測、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

37、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)分析開發(fā)工具， 其開放性的程序結(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 建立和測試虛擬樣機(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 MSC SimEnterprise 仿真環(huán)境中與 MD Nastran 相

38、互補(bǔ)充，提供了對于復(fù)雜的高級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)可以快速建立和測試整車和子系統(tǒng)的功能化虛擬樣車。 這可以幫助在車輛研發(fā)過程中節(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 MD Adams/Car 的仿真環(huán)境，汽車工程師們可以在虛擬環(huán)

39、境中對于不同的路面、不同 實(shí)際條件反復(fù)測試他們的設(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。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 16 - 1. 新的在線幫助系統(tǒng)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

40、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 MD Adams/View 中的命令語言，新加幫助，對 MD Adams/Vibration 模塊新加了新的理論手冊。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 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 A

41、DAMS 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。右圖所示的曲線圖顯示舊的算 法 （黑色曲線）和新的算法 （紅

42、色曲線）所得到的接觸載荷的區(qū)別所在。 3.33.3 仿真數(shù)據(jù)分析仿真數(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。 下面對垃圾球在 4560范圍內(nèi)進(jìn)行仿真，從而確定出裝填角的具體數(shù)值。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 17 - 圖圖3.23.2 3939時(shí)的水平擠壓曲線時(shí)的水平

43、擠壓曲線 圖圖3.33.3 4242時(shí)的水平擠壓曲線時(shí)的水平擠壓曲線 圖圖3.43.4 4545時(shí)的水平擠壓曲線時(shí)的水平擠壓曲線 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 18 - 圖圖3.53.5 5757時(shí)的水平擠壓曲線時(shí)的水平擠壓曲線 圖圖3.63.6 6060時(shí)的水平擠壓曲線時(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。 3.43.4 各個(gè)機(jī)構(gòu)油缸參數(shù)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： ifeFFFF 式中：Fe工作負(fù)載； Ff

44、摩擦負(fù)載； （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 19 - 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 0.07。 N 2948 . 9301gmFe N 2158.20)08 . 930(07 . 0 )(1NfFmF N 0iF 其總負(fù)載為 N。 188322gmFFFFife 對總負(fù)載放大留余量，則取 100KN。 -200 -100 0 100 200 051015 t/s F/KN 圖圖 3.7 翻斗油缸負(fù)載循環(huán)圖翻斗油缸負(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)

45、摩擦系數(shù)為 0.07。 N， 12258 . 91251gmFe N， 8675.85122507 . 0 NfFF N， 0iF 其總負(fù)載N， 18012gmFFFFife 對總負(fù)載放大留余量，則取 100KN。 -150 -100 -50 0 051015202530 t/s F/KN 圖圖 3.8 滑板油缸負(fù)載循環(huán)圖滑板油缸負(fù)載循環(huán)圖 刮板油缸 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 20 - 刮板質(zhì)量 m1 為 50Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為 0.07。 N 4908 . 9501gmFe N 35 3 . 3449007 . 0 FNFf N 0iF 對推板和刮板作受力分析。 L x F背壓 FL 圖圖

46、 3.9 壓縮裝置受力分析圖壓縮裝置受力分析圖 垃圾在填裝擠壓過程中，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 方向與垃圾移動(dòng)方向相反，其大小為： xfpSFf11 式中：S1車廂橫截面內(nèi)壁周長（m） ； x圖示的推進(jìn)長度（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： xhgSfFjf22 式中：S2近似取車廂的寬度（m） ； 垃圾的計(jì)算密度（kg/m3） ； j h車廂高度（m） ； 若向前推進(jìn)垃圾，必須滿足下列條件： 即 211cosffLHF

47、FFF 1 21 cos )( xhgSpSf FL j （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 21 - 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 1 S 2 S h fpj 變化，因此它們的確切數(shù)據(jù)很難確定。通過試驗(yàn)，KN/m。 30)(21hgSpSfj 設(shè)，推板行程mm xFL 1cos 30000 LxmaxL3000L 裝填角， LFL 1 max cos 30000 1601 KN 180maxLF 其總負(fù)載為KN，對總負(fù)載放大留余量，則取 200KN。 181maxLifeFFFFF -400 -200 0 200 400 0510152025 t/s F/KN 圖圖 3.

48、10 刮板油缸負(fù)載循環(huán)圖刮板油缸負(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。 1m N 196008 . 920001gmFe N 13721960007 . 0 NfFF N 0Fi 其總負(fù)載為N， 20972ifeFFFF 對總負(fù)載放大留余量，則取 200KN。 0 100 200 300 020406080 t/s F/KN 圖圖 3.11 舉升油缸負(fù)載循環(huán)圖舉升油缸負(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 1m （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 22 - 0.45t/m3。 N 57

49、3301045 . 0 13 3 gFe N 1 . 2408 . 935007 . 0 NfFF N 0Fi 其總負(fù)載為N， 1 . 57570ifeFFFF 對總負(fù)載放大留余量，則取 180KN。 0 100 200 010203040 t/s F/KN 圖圖 3.12 推板油缸負(fù)載循環(huán)圖推板油缸負(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)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

50、 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 高，由于對制造液壓元、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。 表表 3-1 我國目前幾類機(jī)器常用的液壓系統(tǒng)工作壓力我國目前幾類機(jī)器常用的液壓系統(tǒng)工作壓力 設(shè) 備類型 機(jī)床 磨床組 合機(jī)床 龍 門刨床 拉 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

51、系 統(tǒng)壓力 /MPa 0.8 2 3 5 2 8 8 10 10162032 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 23 - 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 來計(jì)算缸筒內(nèi)徑 D（m） ， 計(jì)算公式如下： 3 10 4 p F D 式中：F液壓缸的理論輸出力（N） ； p供油壓力（MPa） 。 對于活塞桿直徑可以按經(jīng)驗(yàn)公式來初步選定活塞桿直徑，經(jīng)驗(yàn)公式如下： Dd) 3 1 5 1 ( 在此處確定為 。 Dd 4 1 1）翻斗油缸 翻斗油缸負(fù)載 F=100KN，根據(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=

52、25mm，根據(jù)表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸 d=25mm。 表表 3-2 缸筒內(nèi)徑尺寸系列（缸筒內(nèi)徑尺寸系列（mm） 840125（280） 1050（140）320 1263160（360） 1680（180）400 20（90）200（450） 25100（220）500 32（110）250 注：1.圓括號內(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。 表表 3-3 活塞桿外徑尺寸系列活塞桿外徑尺寸系列 42056160 52263180 62570200 82880220 103290250 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 24 - 1236100280 1440110320 1

53、645125360 1850140 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，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）

54、推板油缸 推板油缸由于行程較長，采用二級油缸。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)速度來計(jì)算液壓缸流量。計(jì)算公式如下： max 2 1 4 1 VDq max 22 2 )( 4 1 VdDq 式中：D缸筒內(nèi)徑； d活塞桿直徑； Vmax液壓缸的最大運(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

55、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 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 25 - 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=1.13010-3m3/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)

56、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

57、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 -20 -10 0 10 20 051015 t/s p/MPa 圖圖 3.13 翻斗油缸壓力循環(huán)圖翻斗油缸壓力循環(huán)圖 2）滑板油缸 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 26 - -150 -100 -50 0 051015202530 t/s F/KN 圖圖 3.14 滑板油缸壓力循環(huán)圖滑板油缸

58、壓力循環(huán)圖 3）刮板油缸 -20 -10 0 10 20 0510152025 t/s p/MPa 圖圖 3.15 刮板油缸壓力循環(huán)圖刮板油缸壓力循環(huán)圖 4）舉升油缸 圖圖 3.16 舉升油缸壓力循環(huán)舉升油缸壓力循環(huán)圖圖 5）推板油缸 0 5 10 010203040 t/s p/MPa 圖圖 3.17 推板油缸壓力循環(huán)圖推板油缸壓力循環(huán)圖 流量循環(huán)圖 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 27 - 1）翻斗油缸 -10 0 10 051015 t/s q/1e-4m3/s 圖圖 3.18 翻斗油缸流量循環(huán)圖翻斗油缸流量循環(huán)圖 2）滑板油缸 -5 0 5 10 051015202530 t/s q/1e-

59、4m3/s 圖圖 3.19 滑板油缸流量循環(huán)圖滑板油缸流量循環(huán)圖 3）刮板油缸 -2 -1 0 1 2 0510152025 t/s q/1e-4m3/s 圖圖 3.20 刮板油缸流量循環(huán)圖刮板油缸流量循環(huán)圖 4）舉升油缸 -2 -1 0 1 2 020406080 t/s q/1e-4m3/s 圖圖 3.21 舉升油缸流量循環(huán)圖舉升油缸流量循環(huán)圖 5）推板油缸 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 28 - 0 1 2 010203040 t/s q/1e-4m3/s 圖圖 3.22 推板油缸流量循環(huán)圖推板油缸流量循環(huán)圖 3.53.5 本章小結(jié)本章小結(jié) 本章首先介紹了裝填角，其中最重要的一個(gè)因素就是對裝

60、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，其次通過運(yùn)動(dòng)仿真， 求出了裝填角 45時(shí)的擋板所受到的擠壓力是最大的，最后對油缸參數(shù)進(jìn)行確定。 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 29 - 第四章第四章 壓縮式垃圾車壓縮裝置三維建模壓縮式垃圾車壓縮裝置三維建模 4.14.1 solidworksolidwork 軟件介紹軟件介紹 SolidWorks 軟件是世界上第一個(gè)基于 Windows 開發(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，SolidWorks 公司

61、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 比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)，其中僅從 1999 年起，美國 權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志 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

62、地 投向了市場。 由于 SolidWorks 出色的技術(shù)和市場表現(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象。終于在 1997 年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將 SolidWorks 全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(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。并購后的 SolidWorks 以原來的品牌和 管理技術(shù)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)中最具競爭力的 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

63、 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，涉及航空航天、機(jī)車、食 品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散 制造等分布于全球 100 多個(gè)國家的約 3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4，300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145，000 名學(xué)生通過 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

64、它軟件的總合還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用 SolidWorks，越來越多的企業(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 萬小時(shí)。 在美國，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 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 - 30 - SolidWorks 進(jìn)行教學(xué)。 Solidworks 軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大

65、、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)對每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡單方便、 易學(xué)易用。 對于熟悉微軟的 Windows 系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用 SolidWorks 來搞設(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 Windows 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。 在目前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中，SolidWorks 是設(shè)計(jì)過程比較簡便而方 便的軟件之一。美國著名咨詢公司 Daratech 所評論：“在基于 Windows 平臺(tái)的三維 CAD 軟件中，SolidWorks 是最著名的品牌，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者。 ” 在強(qiáng)