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家用 垃圾 处理器 结构设计

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郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目 家庭用垃圾处理器的结构设计专业 机械设计制造及其自动化 班级 机设 09-3 班 学号 13 姓名 贾海舟 一、主要内容： 1建立家庭用垃圾处理器的几何模型和结构设计模型；2从结构设计的角度研究垃圾处理器的工作原理、方法和条件；3至少以一个零件来说明和其配合零部件的合理性、工艺性和可行性；4编写设计说明书；二、基本要求：1综述：国内外的研究现状；重点阐述研究背景、研究意义和拟解决的关键问题，拟采用的关键技术。2利用 Pro/E 或者 Autocad 进行垃圾处理器的结构设计，要求有一定的公式计算量；3要求至少以一个零部件为对象，从粉碎垃圾、绿色设计的角度出发，进行详细的结构设计（图纸） ，并从加工工艺性、设计合理性等方面展开研究；三、主要参考资料：1 Pro/E 野火基础设计（林清安） ；2. 垃圾处理器设计方面的硕士、博士论文（需要自己上网查）四、其它任务1.国外 SCI 英文论文一篇，翻译成中文字数不低于 3000；2.毕业论文要求，不少于 40 页，参考文献不少于 20 篇，其中外文文献不少于 5 篇，尽量引用近 10 年之内的期刊论文；完 成 期 限 ： 2013 年 6 月 10 日指 导 教 师 签 章 ： 张 德 海 专业负责人签章： 王良文 2013 年 2 月 27 日 开题报告表课题名称 家用垃圾处理器的结构设计课题来源 课题类型 AX 指导教师 张德海学生姓名 贾海舟 学 号 540902010313 专 业 机械设计制造及其自动化调研资料的准备 ：查阅家用垃圾处理器设计与制造方面的杂志、期刊、学报等，因特网搜索国内外相关信息，借阅专业相关书籍、设计手册图册等。设计目的 ：1 综合运用自己在大学里所学的专业知识，建立家用垃圾处理器总体装配的几何模型和结构设计模型；2 学会运用机械原理及机械设计中所学到的内容，进而熟练掌握大学所学知识在现实生活中的应用；3 有效地把结构设计与相关的软件统一起来，实现有机结合体，使自己更深层的知道机械设计在前沿高新技术中的重要作用；4 在现有家用垃圾处理器的研究现状下，运用自己所学的专业知识、再根据其国内外发展现状来分析家用垃圾桶领域的发展前景；5 同时，也为即将踏入工作岗位做好准备，以便让自己能够尽快地去适应社会，使自己所学得到很好的应用。要 求:1. 综述：国内外的研究现状；重点阐述研究背景、研究意义和拟解决的关键问题，拟采用的关键技术；2. 利用 Solidworks 或者 Autocad 进行家用垃圾处理器的结构设计；3. 要求至少以一个零部件为对象，从节能的角度出发，进行详细的结构设计（要求有图纸） ，并从加工工艺性、设计合理性等方面展开研究；4. 总结完成毕业论文。思 路: 了解节能冰箱家用垃圾处理器总装结构的现状及其发展趋势,联系所学的专业知识完成该设计。预期成果： 确保设计出结构合理、适应性强、易于操作、经济方便、美化环境、具有创新性的家用垃圾处理系统。任务完成的阶段内容及时间安排:1 4 周 ：对课题进行调研，完成文献综述、开题报告；5 6 周 ：分析课题设计目的与要求，拟定总体设计方案；7 10 周 ：根据设计要求对具体结构细节进行设计；1113 周 ：对设计结构进行工程制图；1415 周 ：撰写毕业设计说明书，准备答辩。完成设计(论文)所具备条件因素:在设计过程中，需要用到机械设计、机械原理、机构设计、优化设计等方面的知识。并要求具备 Slidworks 和快速查找各种相关资料的能力。指导教师签名： 日期： 文献综述题 目 _ 家用垃圾处理器的结构设计学生姓名 贾海舟 专业班级 机制自动化 09-3 班 学 号 540902010313 院 （系） 机电工程学院 指导教师(职称)张德海（副教授） 完成时间 2013 年 5 月 29 日 家用垃圾桶的设计制造 班级： 机制 09-3 班 姓名： 贾海舟 学号：5409020103131家庭用垃圾处理器的结构设计摘要本项目开发设计了一种大容量家用新型环保垃圾存放处理系统，主要针对现代市场生产销售的需求及现有垃圾桶存在的不足，比如垃圾桶容量小，垃圾桶的垃圾需要向垃圾袋二次倒装，垃圾之间的缝隙大等，垃圾袋空间不能充分利用，增加了垃圾袋的使用成本，尤其是成堆垃圾的运输成本，后续处理成本。垃圾在存放、转运、处理过程中，缺乏对有害垃圾处理等问题。本设计开发的产品具备对松散的垃圾进行压缩的功能、对垃圾进行半自动打包功能、诱杀家庭中有害昆虫功能、释放特殊香味以清新家庭空气功能等。通过组合创新与技术移植实现以上功能，能够方便有效地对家庭垃圾进行存储、清洁，整理。本系统可设计出多样雅致的外观，并形成产品系列化，根据大小不同可应用于厨房、卫生间、客厅、书房，学校及社区等地方。通过实践测试，产品模型基本能达到其总体设计目标的各项技术参数和功能要求，设计方案正确、可行，各项功能指标稳定、可靠。同时该项目符合国家提倡的节能、环保思想，能够获得产业政策的支持。关键词：产品开发的背景与意义 现状分析 创新性 未来的发展空间1.产品开发社会背景及意义据统计，当物体消耗 100 份时，就会产生垃圾 42 份，近 20 年全世界垃圾年均增长速度高达 842，年产生量约为 450X10。t。1993 年，每天达8097XlOit，1994 年每天达 8500X10t，增长速度超过 10。自 1979 年以来，我国的城市垃圾平均以每年 898的速度增长，由 1980 年的 3132X104t 猛增至1995 年的 10748XlOit，增长了 243，2。从 1985 年到 1995 年，垃圾清运量平家用垃圾桶的设计制造 班级： 机制 09-3 班 姓名： 贾海舟 学号：5409020103132均增长 8，6，预测到 2000 年我国城市垃圾产生总量将达 1214X108t$3。北京市 1991 年产生垃圾 483X104t，是 1978 年的 3 倍，上海垃圾总量在 500600X10+t。1995 年上海环卫部门调查结果，上海日产生活垃圾已达 1XlOit，其中塑料废弃物占 8一 10，上海年产塑料垃圾已超过30X104t。我国工业固体废物的堆存量以平均每年 2000X104t 的速度在增长，1992 年垃圾达 62XlOSt，估计堆存量已达 592X10。t，占地 55X10Sm2，其中占用农田面积达 3，927XlOSm2。以上引入的这些数据已经让我们不容乐观，在中国垃圾产生的速度让人惊讶，让我们分析其原因，我们不难发现在物质飞速发展的今天，各种产品的竞争不仅仅源于产品内在质量，而外观包装在提升产品市场竞争力方面具有重要意义，为此各商品生产厂家纷纷提升了产品的外观包装。这从另一方面也导致了我们日常的生活垃圾迅速增加，每天每个家庭排放的垃圾量约为 0.5 千克-2.5千克，普通家用垃圾桶垃圾装的十分松散，易装满，容积利用率低；多是开口的，容易发出异味，招引飞虫，影响居家环境。普通容量的垃圾桶已经很难满足人们的需求，于是设计、加工、生产一种大容量家用新型环保垃圾存放处理系统越来越成为市场迫切需求。如今一个城市每天都会产生大量垃圾，而这些垃圾的外运需要耗费大量人力、物力。但有些垃圾体积较大，但质量却很轻，例如一些废纸，塑料瓶等。还有些垃圾含有大量水分，如西瓜皮，烂水果等。对一个家庭来说，每天都会产生一定量的上述垃圾。但是如果经过压缩后其体积会大大减少，甚至可以完全压缩成水分。这样不仅可以降低倾倒垃圾的频率还可以减少城市垃圾的产生量。因此人们迫切需要一种垃圾压缩装置，但目前市场上没有该类装置。本垃圾处理系统可以有效解决以上问题，它具备压缩功能，能把松散的垃圾压紧实，增加垃圾桶的容量，能够有效地延长垃圾存放时间，减少了扔垃圾的次数，节省了垃圾袋的使用量，给家庭和社会带来了极大的便利。另外本垃圾桶可完成一次上袋多次使用，减少了人为布置垃圾袋的麻烦，使家居环境更卫生。考虑到垃圾存放时间过长可能会发霉变质，招引蚊蝇等有害昆虫，所以本垃圾桶还特增加了紫外线灭菌杀虫灯，对垃圾桶内部的垃圾进行一定程度的灭菌，还能对家中的有害昆虫诱杀，极大地提高了居家生活环境的质量。家用垃圾桶的设计制造 班级： 机制 09-3 班 姓名： 贾海舟 学号：54090201031332家用垃圾处理器的现状分析随着社会的发展，我们日常生活中会产生越来越多的垃圾。生活垃圾的处理文理早在 1927 年就被提了出来，并在美国诞生了第一台食物垃圾处理器。随着居民生活质量的提高，垃圾中的有机物增加，可回收利用比例增加，垃圾热值增加，灰土量减少。而如今，在市场上还是以食物垃圾处理器的种类居多。家用食物垃圾处理器介绍 食物垃圾处理机由防腐研磨腔、全不锈钢研磨锤、全不锈钢研磨盘等组成。它利用高速旋转的永磁电机带动研磨腔中的转盘，食物垃圾在离心力的作用下相互撞击在极短的时间内（约 10 秒左右的时间） ，将食物垃圾研磨成细小的颗粒顺水流排出管道。 家用食物垃圾处理器功能作用： 它能有效的将厨房中各种食物垃圾，如：小块猪骨头、鸡骨头、鱼骨头、蛋壳、瓜皮、果皮果核、茶叶渣、菜根叶、咖啡渣、剩饭、残羹、面包屑等等，粉碎研磨成糊浆状液体，通过管道随水自然排出，从而达到清洁环境，排除异味等效果。能减少厨房异味，减少害虫骚扰，促进家人健康。这种厨房用垃圾处理器主要安放位置在厨房，而客厅卧室等位置的垃圾不能很好的处理。而客厅卧室等位置的垃圾主要用一般的家用垃圾桶垃圾袋来装垃圾，这种垃圾袋装载量小，夏天垃圾会露置在空气中，极容易恶化环境，使空气质量下降。由于这种垃圾袋的装载量小，因此，我们需要每隔一两天就要把垃圾从楼上提下去。而现在的居民楼层都比较的高，每天提着垃圾袋上上下下的很麻烦。现有一些垃圾桶设计的造型是可爱的动物形象，在造型上采用了许多的曲面，造成了表面不易清洁，使用寿命短，还有这类垃圾桶存放垃圾的空间很小，特别容易产生垃圾外溢现象，并且让可爱的小动物嘴里塞面垃圾，从人的心理感受而言缺乏美感；还有一些垃圾桶外形简洁大方，但对实用性的考虑不足，人们在把垃圾投入有盖子的垃圾桶时，需要用手推开盖子才能扔垃圾，这就需要将手弄脏才能将垃圾扔出去的垃圾桶使许多市民望而却步，不愿将垃圾投到应该投的地方。家用垃圾桶的设计制造 班级： 机制 09-3 班 姓名： 贾海舟 学号：5409020103134以往的公共垃圾桶色彩通常采用蓝、灰和绿色，比较单调沉闷；现在垃圾桶色彩非常丰富，淡灰、淡紫、赭红、明黄、海蓝、草绿等，五彩缤纷，能够使用于不同的场所和环境，但对于国家所提倡的分类垃圾桶的色彩却没加以重视，以致现在不论家庭垃圾桶还是公共垃圾桶盛放的垃圾都混在一起，无区分。颜色上的不固定性会给人们带来错误的理解。据调查，会用塑料袋装垃圾的家庭占 86.5%，不会用塑料袋装垃圾的人占13.4%，所以现在家庭垃圾基本上是装进塑料袋套住的垃圾桶内，这样更便于垃圾和垃圾桶的清理，人们认为这样更简单、方便，但使用塑料袋时，垃圾桶的大小限制了塑料袋的大小，太小的塑料袋套不上，太大的塑料袋又浪费。对于现在设计的垃圾桶多为圆形，人们也更爱买圆形的垃圾桶。面对难清理的问题，在设计时可简化具体行，使用抽象行或直接设计成简化的几何形体。现在富有艺术造型和古色古香的垃圾桶出现，不仅突破了惯有的几何造型，而且富有中国传统文化韵味，这样不仅解决了难清理的问题，在形态上还不单一。面对垃圾桶有盖，人们不愿掀开问题，可设计敞开、脚踏、感应垃圾桶。据调查，对于人们会选择什么款式的垃圾桶的问卷显示，选择有盖脚踏式的人最多，占了 40.3%；其次是敞开式，占 34.6%；手动翻盖式和自动感应式分别是17.3%、7.69%。由此可见，有盖脚踏式和具有压缩自动打包功能的垃圾桶更受大众的欢迎。3产品的创新性设计开发一种大容量家用新型垃圾存放处理系统，可以实现压缩松散垃圾，减少扔垃圾次数，美化家居环境，减少垃圾袋的使用量，减少垃圾运输与处理次数。按照总体的设计功能划分，本作品主要包括六大部分：压缩装置、半自动上袋打包装置、诱杀昆虫装置、灭菌装置、空气清新装置、结构支架。为达到在实现功能相同的条件下，机械结构和工艺制作尽可能简单、加工制造成本尽可能低的目标，尽量选择材料轻便、经济，设计机构结构简单、方便加工的装家用垃圾桶的设计制造 班级： 机制 09-3 班 姓名： 贾海舟 学号：5409020103135置，或针对现有产品进行改造利用，采用模块化思想，提高制作效率、降低制作成本。本项目在应用了功能组合，功能技术移植等创新设计方法及设计理念制作了具备以下新颖性的产品：1) 本作品能够实现一定程度的自动上袋、打包，这是市场上现有垃圾桶所不具备的功能特点。只需一次安装垃圾袋即可多次自动上袋、撑袋，减少人为重复放置垃圾袋、撑开垃圾袋的重复劳动的次数。 ，2) 本作品设计了压缩装置，能够把松散的垃圾压紧实。减少了垃圾搬运、周转次数，节省了垃圾袋的使用量，在一定程度上减少了白色污染和垃圾的后续处理。3) 本作品采用功能模块化的设计理念。采用模块化的装置，只需要对模块进行部分的改造，就可以投入使用。这样既减少了设计加工的过程与时间，又能形成产品的系列化，大众化。4) 本作品创新地把一体化杀虫灭菌灯应用于家庭垃圾处理。采用 UV光源灯，能够在蚊蝇诱杀点有效地引诱、杀灭蚊蝇，同时 UV 光波还能够杀灭垃圾桶内细菌、病毒，有效地延长垃圾的存放时间，优化居家环境。5) 本作品还创新地结合了空气清新模块。能够保持垃圾桶周围空气清新，消除空气中的有害物质，优化家庭环境，提高居家环境质量。4未来的发展空间随着国家迈向现代化的步伐加快，我国城市化进程也在不断加速，越来越多的城市居民居住在高层的楼房中，每个家庭每天产生垃圾量在 0.5-2kg 左右，频繁的处理日常生活垃圾将是人们面对的困扰。大量松散的垃圾收集后集中压缩处理，这期间垃圾的搬运、周转成本相对较高。本作品能够在一定程度上解决以上问题。本作品构思独特、设计新颖，在设计方面，创新的结合了压缩技术、自动上袋及打包技术、杀菌灭虫技术、清新空气技术等。这些是市场现有垃圾桶产品所不具备的功能。在加工制造方面，创新的采用模块化思想，只需加工部分家用垃圾桶的设计制造 班级： 机制 09-3 班 姓名： 贾海舟 学号：5409020103136简单的结构部件，其他功能按模块插入并适当改造即可实现。充分利用了现有产品成熟的技术来保证设计功能的很好实现，因此具有很好的实用性与稳定性。由于大大减少了加工制造过程，本作品的成本较低，性价比高，有利于推广应用。因而具有很好应用前景与广阔的市场前景。参考文献1 孙恒、陈作模、葛文杰. 机械原理 （第七版）M 北京：高等教育出版社，2006.24-34.2 何铭新、钱可强. 机械制图（第五版）M 北京：高等教育出版社，2004.187-214.3 濮良贵、纪名刚. 机械设计（第八版）M北京：高等教育出版社，2006. 117-136.4 张琳娜.精度设计与质量控制基础（第三版）M北京：中国计量出版社，2011.100-213.5 任家隆、李菊丽、张冰蔚.机械制造基础（第二版）M 北京：高等教育出版社，2009.142-147.6 王爱珍.工程材料及成型工艺M北京：机械工业出版社，2011.103-137.7 V.胡勃卡著.刘伟烈，习元康译M北京：工程设计原理. 机械工业出版社， 1989.23-89.8 陈淑连，黄日恒编著. 机械设计方法学M徐州：中国矿业大学出版社，1992.203-255.9 西德工程师协会编 .张嘉善等译S.西德技术准则.设计技术之一.机械工业部科学技术情报研究所，1995.10 沈景明主编.机械工业技术经济学M 北京：机械工业出版社，1980.67-202.11 隋玉梅，李振山，曲晓燕等.北京市生活垃圾分类小区垃圾桶配置的模拟计算J.北京大学学报（自然科学版） ，2010，46（2）：8-12.家用垃圾桶的设计制造 班级： 机制 09-3 班 姓名： 贾海舟 学号：540902010313712 孙郎富.浅谈城市垃圾桶设计与城市文化J.科技与企业，2012（12）:5-46.13 廖林清等.工程设计方案的模糊综合评判 J.重庆工业管理学院学报，1994，34（3 ）：7-45.14 谭琳玲，周春兰，黄苏宁.翻盖式垃圾桶巧开盖 J.护理学报，2005，12 （1）： 67-80.15 王雪影，何玉桂.脚踏式双开垃圾桶的制作与应用 J.护士进修杂志，2011， 26（23）:34-45.16 廖建新.一种可压缩垃圾的垃圾桶P.中国：2011110039084.6，2011-02-16.17 梁嘉麟.一种通过脚踩控制而完全由弹簧驱动的机械型自动鞋套机P.中国：0310994.3，2003-9-17.18 Donald BB,Barbara HM. 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