【正文】 .........................................................32 參考文獻(xiàn) ......................................................33 附錄 A........................................................34 附錄 B........................................................37 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 1 緒論 自卸式垃圾清掃車的概念與特點(diǎn) 普通自卸汽車一般是在載貨汽車二類底盤的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì)而成。 自卸汽車的舉升裝置由以下三個(gè)基本部分組成： (1)舉升機(jī)構(gòu)：由貨箱、副車架、鉸鏈軸以及舉升杠桿機(jī)構(gòu)等組成。 (3)附件系統(tǒng)：由安全撐桿、舉升限位裝置、后廂板自動(dòng)啟閉裝置、貨箱下落導(dǎo)向板、以及副車架連 接裝置等組成。為了 使人們生活在潔凈健康的環(huán)境中 ， 城市垃圾清掃車的出現(xiàn)極大地改變了道路保潔人員的工作，也隨之改變了人們的生活環(huán)境，對(duì)于城市垃圾清掃車的研究與改進(jìn) 有著十分重要的意義！ 國(guó)內(nèi)垃圾清掃車的發(fā)展概況 近年來(lái)我國(guó)的垃圾清掃車的設(shè)計(jì)有了較大 的發(fā)展，但總體水平和質(zhì)量并不高，缺乏對(duì)專用部件的研究，缺少設(shè)計(jì) 理論的指導(dǎo)，經(jīng)驗(yàn)多于計(jì)算，模仿較多，缺乏創(chuàng)新。在清掃效率、清掃能力以及除塵效果等清掃作業(yè)性能方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的水平相當(dāng)，而在清掃車的噪聲、排放、可靠性、舒適性及自動(dòng)調(diào)整等方面仍存在較大差距，特別是全液 壓清掃車，僅相當(dāng)與發(fā)達(dá)國(guó)家 20 世紀(jì) 80 年代末到 90 年代初產(chǎn)品的水平 ，而 中小型全液壓清掃車采用單發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，油耗低，行第 2 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 駛無(wú)極變速，清掃效率高，利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，備受用戶青睞。從產(chǎn)品構(gòu)成上看，國(guó)產(chǎn)機(jī)械品種、規(guī)格較少，產(chǎn)品缺乏系列化：我國(guó)對(duì)清掃車機(jī)械的開發(fā)、生產(chǎn)起步較晚 。 高可靠：國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品可靠性不如國(guó)外產(chǎn)品原因有多種．但主要有三個(gè)方面的原因：一是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)件質(zhì)量不穩(wěn)定二是制造工藝問(wèn)題，三是技術(shù)不完善造成先天不足。 多功能：目前國(guó)產(chǎn)路面清掃車基本上是單純意義上的掃路車即只能掃路．不能它用。因此，清掃車的多功能化將是其一個(gè)發(fā)展方向。 環(huán)保型：目前的掃路車尾氣污染和噪音污染相對(duì)來(lái)說(shuō)都較大。因此開發(fā)環(huán)保型路面清掃車勢(shì)在必行。 就我國(guó)城市垃圾清掃車的發(fā)展前景而言，隨著國(guó)內(nèi)清掃車市場(chǎng)的擴(kuò)大，全液壓清掃車產(chǎn)品 逐漸 成為市場(chǎng)的主導(dǎo)。不過(guò)，由于 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3頁(yè) 我國(guó)目前清掃車的用戶主要為城市環(huán)衛(wèi)部門和公路部門，且路面垃圾成份復(fù)雜和路況較差，汽車定型底盤改裝的清掃車仍占據(jù)著主導(dǎo)地位。 此課題的主要目的與意義 舉升機(jī)構(gòu)是為了實(shí)現(xiàn)垃圾清掃車后面的垃圾料斗向后傾倒出垃圾而設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)是為了使垃圾可以全部?jī)A倒出而不至于使垃圾料斗受到推力，對(duì)液壓缸進(jìn)行選型并對(duì)舉升機(jī)構(gòu)與副車架及車廂的鉸接 方式及位置進(jìn)行設(shè)計(jì) ，可以使垃圾傾倒變得更為順利和方便，提高垃圾清掃車的性能，降低其噪聲、提高其自動(dòng)調(diào)整能力。本課題 的目的，就是依據(jù)當(dāng)前先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和 CAD技術(shù)的發(fā)展成果，通過(guò)對(duì)自裝卸式垃圾運(yùn)輸車舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模、仿真、參數(shù)化處理，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高自裝卸式垃圾運(yùn)輸車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。以該城市垃圾清掃車的舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核為題，正能夠讓我們重新學(xué)習(xí) autoCAD和 UG，并且鞏固以前所學(xué)的機(jī)械制圖及精度測(cè)量等理論知識(shí)，是對(duì)本科階段學(xué)習(xí)的概括和總結(jié)。 （ 1）直推式舉升機(jī)構(gòu) 直推式舉升機(jī)構(gòu)的舉升油缸直接作用在車廂底架上，由 液壓缸直接推動(dòng)車廂舉升與 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5頁(yè) 傾斜。根據(jù)液壓缸形式的不同分為單機(jī)液壓缸直推式和多級(jí)液壓缸直推式，如圖 22 所示，圖中 a）為多級(jí)液壓缸 直推式， c）為單級(jí) 液壓缸直推式。 圖 21 直推式舉升機(jī)構(gòu)的布置 （ a） 前置式 （ b）后置式 圖 22 直推式舉升機(jī)構(gòu) 前置式一般采用單缸，后置式既可采用單缸，也可采用并列雙缸。 （ 2）連桿組合式舉升機(jī)構(gòu) 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)具有舉升平穩(wěn)、油 缸活塞的工作行程短，舉升機(jī)構(gòu)布置靈活等優(yōu)點(diǎn)。 第 6 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 23 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu) （ a）油缸前推式 （ b）油缸后推式 1— 鉸支座； 2— 車廂； 3— 油缸； 4— 三角臂 各種舉升機(jī)構(gòu)性能比較 舉升機(jī)構(gòu)是自卸汽車的重要裝置，它直接關(guān)系到自卸汽車的結(jié)構(gòu)與舉升性能。 表 21 各種自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)特性 結(jié)構(gòu)形式 性能特征 結(jié) 構(gòu)示意圖 直推式 單缸 前置 結(jié)構(gòu)緊湊、升效率高、工藝簡(jiǎn)單、成本較低，用單缸時(shí)，橫向剛度不足，采用多節(jié)伸縮缸時(shí)密封性較差。選用舉升機(jī)構(gòu)必須考慮以下幾點(diǎn)因素： (1)車輛的使用條件與環(huán) 境，本車型是與垃圾站相配套的垃圾運(yùn)輸車，直接將壓縮的垃圾塊由垃圾 站運(yùn)往垃圾處理處。 (2)液壓系統(tǒng)是否能承受在舉升質(zhì)量作用下的舉升力以及液壓油缸的行程能否滿足車廂的最大舉升角。由于采用單級(jí)缸時(shí)，橫向剛度不足，而且采用多級(jí)伸縮缸時(shí)密封性稍差。 最大舉升角的確定 車廂的最大舉升角，即車廂最大傾斜角，是指車廂舉升至極限位置，車廂底部平面與地平面之間的夾角。本車型為垃圾運(yùn)輸車，普通生活垃圾的安息角一般為 35?— 45?,其他的一些常見貨物的安息角如下表 22所示。自卸汽車車廂最大舉升角可在45?～ 70?之間選取。但過(guò)大的傾斜角會(huì)導(dǎo)致卸貨穩(wěn)定性差，貨廂不容易復(fù)位。 。 圖中 O點(diǎn)表示車廂與車架鏈接位置處，當(dāng)該清掃車傾倒垃圾時(shí)，車廂會(huì)繞著該點(diǎn)以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，以使得垃圾從后向下傾倒出去。 圖中 B點(diǎn)為舉升液壓缸處于最小形成處時(shí)，車廂與舉升液壓缸活塞小頭連接位置處所在位置，即舉升角約為 0?時(shí)車廂與舉升液壓缸活塞小頭連接處所處的位置（圖中∠ AOB不可能完全為 0?，線段 BO 與水平方向成一定角度，由于此角度不大并且當(dāng)舉升液壓缸處在最小位移處時(shí)車廂是水平置于車架上方位置的，故可近似認(rèn)為舉升機(jī)構(gòu)的初始舉升角為 0?） 圖中 B 由舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理結(jié)合圖 31可知，舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)大概可以描述為其活塞小頭由B 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B A 點(diǎn)位置不變，液壓缸可看作在 A點(diǎn)處繞車架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖 32 所示，從而在 CAD 圖中測(cè)量出 B與 B計(jì)算公示及過(guò)程在 中有詳細(xì)說(shuō)明。B 處亦設(shè)計(jì)為銷軸連接，此鏈接方式與液壓缸選擇的型號(hào)所規(guī)定的連接方式有關(guān)，在 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11頁(yè) 圖 32 自卸車中置直推式舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖 舉升機(jī)構(gòu)液壓油缸的受力分析與參數(shù)選擇 油缸總行程 L 總行程 L應(yīng)滿足最大舉升角 max? 的設(shè)計(jì)要求。 2 39。 cos( )bOB ??? ? 若按照 選題中要求選擇位置點(diǎn)，并按照規(guī)定尺寸原尺寸繪制 CAD圖，則 OA 距離、 39。 由該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)見圖的CAD圖（圖 32 為其截屏圖片）得： 1326OA mm? 39。B 點(diǎn)分別為 車廂在原始位置及被舉升到最大位置處時(shí)與車廂的鉸接點(diǎn)。 在 CAD 中建模， 各點(diǎn)相對(duì)位置坐標(biāo)值 如下表 31所示 ： 表 31 A O B B即 : pwMM? （ 32） 油缸舉升力矩 sinpM P OA ?? 最大舉升阻力矩 iw w wM m X?? 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13頁(yè) 代入式 32得 ： si n iwwP OA m X?? ? ? ? 所以，油缸舉升力： siniwwXPmOA ???? 式中： wm — 舉升總質(zhì)量，本設(shè)計(jì) 中為 3t， 即為 3000kg iwX — 質(zhì)心至翻轉(zhuǎn)中心水平坐標(biāo)，它是隨車廂舉升角 ? 變化的函數(shù)， 0c os( )iwX O C ??? ? ?，當(dāng) 0 0???時(shí)， iwX 為最大值， ? — 油缸軸心線與底座 OA之夾角，在舉升過(guò)程中 ? 為變量，因此油缸舉升力也隨之成為變量 。實(shí)際上，在舉升開始階段由于各鉸鏈支點(diǎn)靜摩擦力矩較大，所以車廂的最大阻力矩發(fā)生在車廂即將被舉起時(shí)刻，為最大值，此時(shí)的 P 為最大值。 油缸直徑的確定 油缸直徑的選取需先確定自卸車液 壓系統(tǒng)的額定壓力，額定壓力過(guò)低，則元件需較大型；額定壓力過(guò)高，則元件成本、性能要求過(guò)高。 該清掃車車廂裝滿垃圾重量為 3t 油缸推力與油缸直徑的關(guān)系式為： 214dPp?? （ 33） 式中： p — 液壓系統(tǒng)最大工作壓力，根據(jù)要求取 p =16MPa。 車廂在舉升過(guò)程中，重力臂逐步伸長(zhǎng)，舉升力矩逐步減少，舉升質(zhì)量的阻力矩不斷減?。?隨著油缸活塞不斷向外伸出， 貨物 慢慢卸下，貨物重心也后移，阻力矩已變小，油壓比初始舉 升時(shí)低。 液壓缸型號(hào)的確定及其必要參數(shù)簡(jiǎn)介 液壓缸型號(hào)確定 根據(jù)以上分析，選擇液壓缸型號(hào)如表 32所示： 表 32 型號(hào) 缸徑 （ D）（ mm） 桿徑 （ d）（ mm） 最大行程 （maxL ）（ mm） HSG100/dE 100 70 1250 注：型號(hào) HSG100/dE 中 HSG 表示為 工程用液壓缸， 100表示其缸徑為 100mm， d為其桿徑 此液 壓缸桿徑 d 可以根據(jù)需要選定 ， 在 此次設(shè)計(jì)中， 由于已經(jīng)求出缸徑 100D mm? ，液壓缸最大行程 1100L mm? ，在 HSG100/dE 型號(hào)中，只能選取行程速比 2?? ，此時(shí)桿徑為 70d mm? ，最大行程 max 1250L mm? ，如上表 32 所示 。液壓能通過(guò)液壓缸轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，可實(shí)現(xiàn)主機(jī)中規(guī)定的各項(xiàng)動(dòng)作的自動(dòng)控制。 以銷軸連接的該型號(hào)液壓缸大致如下圖 34所示 ，此為標(biāo)準(zhǔn)件。目前 ， ADAMS已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。 ADAMS 軟件概述 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)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。 ADAMS軟件由基本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及 工具箱 5類模塊組成，如表 41所示。 表 41 ADAMS軟件模塊 基本模塊 用戶界面模塊 ADAMS/View 求解器模塊 ADAMS/Sol