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摆臂式垃圾车车厢设计【8张图/16630字】【优秀机械毕业设计论文】

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编号:604262    类型:共享资源    大小:1.67MB    格式:RAR    上传时间:2016-02-26 上传人:木*** IP属地:江苏
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摆臂式 垃圾车 车厢 车箱 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,49页,16600字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
翻译一份.

图纸共8张:
A0-车厢装配图.dwg
A1-摆臂车厢焊接零件图.dwg
A1-摆臂厢斗.dwg
A1-摆臂组装图.dwg
A1-后支腿组装图.dwg
A1-液压系统原理图.dwg
A2-摆臂焊接零件图.dwg
A2-支腿上半部分.dwg

目  录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1概述 1
1.2摆臂式垃圾车定义及组成功用 2
1.3国内外摆臂式垃圾车的发展状况 3
1.4摆臂式垃圾车的发展方向和前景 3
1.5本设计研究的主要内容 4
第2章 摆臂式垃圾车底盘的选取 5
2.1底盘的选取 5
2.1.1汽车底盘选型要求 5
2.1.2底盘选型 5
2.1.3底盘的选取 6
2.2选用的底盘主车架的主要尺寸 7
2.3垃圾车质量参数的估算 7
2.4本章小结 7
第3章 摆臂式垃圾车车厢结构设计 9
3.1副车架的设计 9
3.1.1副车架外形设计 9
3.1.2副车架选材 9
3.2车厢设计 10
3.3摆臂式垃圾车车箱斗外形设计 11
3.3.1厢斗形状的确定 11
3.3.2厢斗的密封及开合机构设计 11
3.3.3厢斗的保护设计 12
3.3.4厢斗选材 12
3.4摆臂式垃圾车举升机构的设计 13
3.4.1摆臂液压缸的选用 13
3.4.2摆臂的设计 13
3.5支腿的设计 14
3.6总体结构设计 15
3.7本章小结 15
第4章 摆臂式垃圾车车厢设计计算 17
4.1垃圾车副车架主要尺寸参数设计计算 17
4.1.1副车架主要尺寸设计 17
4.1.2副车架的强度刚度弯曲适应性校核 17
4.2垃圾车车厢主要尺寸参数设计 23
4.3垃圾车厢斗主要尺寸参数设计 24
4.4摆臂设计计算 25
4.5摆臂强度刚度及弯曲变形的校核 29
4.5.1摆臂液压缸最大推力的计算 29
4.5.2摆臂强度刚度校核 30
4.6支腿机构的设计 37
4.7本章小结 38
第5章 摆臂式垃圾车液压系统设计 39
5.1液压系统设计参数计算 39
5.1.1摆臂举升液压缸选型与设计 39
5.1.2摆臂举升油泵的选型计算 40
5.1.3支腿油缸选型计算 41
5.1.4油箱容积与油管内径计算 42
5.1.5方向控制阀的选型 43
5.2操纵方式的选型 43
5.3液压系统原理 44
5.4取力器的选择 45
5.5本章小结 46
结 论 47
参考文献 48
致 谢 49

摘  要
垃圾车在现代生活中起到的作用越来越大,越来越被人们的重视。现代的垃圾车设计在专用车设计中的占有的地位也越来越高。目前,垃圾车设计普遍存在着价位过高,与当前垃圾车的实际接受能力存有一定的距离,致使高消费的垃圾专用车的消费量较小。本设计从市场现实需求角度出发,看重实际,把设计功能较完善合理,充分满足功能要求作为设计目标。在设计中,积极使用新型材料、降低成本价格,以期生产出占有市场优势,功能全,价格低,市场需求量较多的实用型摆臂垃圾车。
设计中,针对现有垃圾车厢斗由于使用环境问题,而致使存在的厢斗易腐蚀、使用周期短的不良现象,加置抗腐蚀性强的内层厢体,大大延长了厢斗的使用寿命,进一步增加了实用性。较好的解决了该类垃圾车车厢斗的易腐蚀问题。并且内层材料价格相对较低,有望成为摆臂式垃圾车密封车厢的新产品。

关键词:垃圾车;车厢;摆臂;支腿;液压系统

ABSTRACT
Garbage truck the role which plays in the modern life is getting bigger and bigger, more and more by people's value. The modern garbage truck design the status which holds in the private car design is also getting higher and higher. At present, garbage truck design universal existence changes to the high consumption, has certainly certainly with the current actual garbage truck market demand is uncoordinated, the cause high consumption's trash private car's consumption quantity is small. Regards the reality, from market realistic demand angle embarking, is perfect the design function reasonably, in satisfies the function request in the foundation, uses the new material, to truncate the low price, to hold the market superiority positively to take the design idea and the starting point, produces the function entire, the cost is low, the market demand many practical suspends the arm garbage truck.
In the design, fights in view of the existing trash compartment as a result of the use environment question, but causes the existence the theater box to fight easily to corrode, the use cycle short undesirable tendency, Canada sets at the corrosion resistivity strong project with to gather hardly the chlorine second grade thin plastic level, lengthened the service life which greatly the theater box fights, further increased the usability.

Key words: Garbage Truck; Container; Suspending Arm; Suspport Leg; Hydraulic Sgstem

任务书

题目名称 摆臂式垃圾车车厢设计
一、设计(论文)目的、意义
1、设计目的
通过进行装卸垃圾车车厢和自动倾倒液压系统的设计,培养学生机械、液压方面的设计能力;通过对所学知识的复习和对设计部分所涉及的课本以外知识的自主学习,进一步培养学生的系统学习能力。
2、设计意义
垃圾箱的装运是我们日常生活中常见的问题,提高装卸效率和装卸便捷性是垃圾装卸工作的重要内容,目前有许多种类型的垃圾装卸车,功能和特点各不相同。摆臂式垃圾车车厢设计需要借鉴现有垃圾装卸车的优点,要能够方便地装卸垃圾箱斗并自动倾倒垃圾,方便城市清洁环保工作。
二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)
1、设计内容
认真查阅国内外文献,在全面掌握摆臂式垃圾车车厢构造和技术标准的基础上,结合此次设计要求,完成车厢的布置和设计。设计的主要内容有:按给定车厢尺寸和需要实现的功能,设计摆臂机械。按功能要求设计液压系统,对摆臂机构进行部分设计计算,给出主要零部件图和装配图,并对部分零部件进行校核。
2、技术要求
设计方案要合理,结构要符合人们的使用需要。所含图纸必须采用计算机辅助制图,要求工整、清晰、规范。设计说明书应层次分明,数据详实,文字简练,推理有据,内容严谨。内容一般包括主要部分组成,依次为:封面;任务书;中、英文摘要;目录;正文;参考文献;致谢;附录等。正文一般包括:理论分析、设计方案、计算方法、试验结果以及必要的图表、统计数据等,正文主体要求文字简练、通顺、层次清楚,重点突出。
三、设计(论文)完成后应提交的成果
(一)计算说明部分
1、设计研究题目的意义及发展趋势; 2、设计研究内容的问题与分析;3、设计方案的选定;
4、摆臂机构的计算、分析与校核;5、摆臂机构的几何尺寸计算;6、摆臂机构材料选择与强度计算;7、液压系统的设计、计算与选型;8、主要参考文献及附录等
(二)图纸部分
摆臂式垃圾车车厢总装配图以及零件图,总共合3张以上A0图纸。
四、设计(论文)进度安排
(1)调研、资料收集、完成开题报告;      第4周(3月23日~3月29日)
(2)列出设计说明书提纲,提出最优设计方案;  第5周(3月30日~4月5日)
(3)绘制草图,绘制原理图;         第6~7周(4月6日~4月19日)
(4)绘制总体结构图、提供说明书初稿      第8~10周(4月20日~5月10日)
(5)完善设计和说明书;            第11~15周(5月11日~6月14日)
(6)毕业设计(论文)审核、修改;        第16周(6月15日~6月21日)
(7)毕业设计(论文)答辩准备及答辩。      第17周(6月22日~6月28日)
五、主要参考资料
汽车设计制造相关书籍,机械设计、液压传动等相关资料。
[1] 王望予.汽车设计;
[2] 李壮云.液压元件与系统;
[3] 王三民.机械原理与设计;
[4] 王贤坤.机械CAD/CAM技术、应用与开发。
[5]液压识图;
[6]机构创新原理;
[7]模具设计基础


摆臂式垃圾车车厢设计













内容简介:
黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 述 改革开放以来,随着中国的经济高速发展,城市数量及人口显著增加,城市规模和范围不断 扩大。随着城市化进程的加快,中国城市生活垃圾产量不断增长 ,年增长速度 在过去几年曾 达到 5% 8%。 到 2001 年 ,中国的城市生活垃圾清运量近 吨。近几年,中国城市生活垃圾清运量的增长趋势开始变缓,进入了一个低增长阶段。但是,随着城市垃圾的累积量越来越大,高效的城市垃圾处理已变的刻不容缓。 为了避免垃圾在运输中造成二次污染 , 因此 , 保持 垃圾 在 运输 过程中的全程密闭,是现代垃圾车最基本的要求 。 据了解 ,目前国内大量使用的密闭垃圾车主要有自卸式垃圾车、摆臂式垃圾车、车厢可卸式垃圾车以及压缩式垃圾车。其中 , 自卸式垃圾车在市场价格上占有较大优势 , 但其在使用上要配备垃圾的装载车辆 , 增加了人力和物力的成本 ; 车厢可卸式垃圾车 , 同样需要附加垃圾装载车辆 , 增加了运作费用 ; 压缩式垃圾车 , 相当于一个流动垃圾中转站,能够把垃圾挤入车厢压实,并具有垃圾自动推卸等功能。压缩式垃圾车收集垃圾方式简便、高效、压缩比高、装载量大,特别是其突出的密闭性好、更环保等优点,被认为是垃圾车的主要发展趋势。 但是我国大多城市现有的垃圾收集是定点收 集方式 , 要变固定方式为流动方式,不仅要改变人们的习惯,还要耗费大量人力物力重建垃圾收集站 。 同时 , 垃圾车的购买大部分依靠财政拨款,资金成为又一不利因素 。 因此,压缩式垃圾车在很多城市无法迅速推广 , 只在上海、武汉、广州等大城市有 较大比例的 使用。 而摆臂式垃圾车 , 能够在一定程度上集括了上述几种垃圾车的长处 。 该车的特点是货斗与车体分开,能够实现一台车与多个货斗联合作业,循环运输,充分提高了车辆的运输能力,特别适用于短途运输 , 在价格上也同样占有较大优势 。 本设计针对中型汽车 底盘 , 在其性能允许范围内 , 进行 摆臂式垃圾车的 车厢 、 摆臂 、 垃圾厢斗 、 车尾支腿及液压系统的加置设计 , 使其能够轻易完成 垃圾清置部门 的各项 使用要求 。 同时 , 增大 垃圾厢斗的盛载容积 , 增加一次运输 垃圾货物 的数量 , 加强实用性 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 臂式垃圾车定义 及组成功用 摆臂式垃圾车是一种既能自动装运 、 倾卸散装货物 ,又能自装自卸集装箱 、 预制构件 、 机械设备等大件物体的专用车辆 。 主要由二类货车底盘 、 摆臂机构 、 车厢及厢斗 、液压操作系统 及 其他辅助机构组成 。 具体各设计组成机构与功能如下 (如图 : ( 1) 操纵装置 : 上面的按钮与操纵杆用来 控制自装卸过程中的各个动作 ; ( 2) 地坑式厢斗 : 用于盛载各种垃圾货物 ; ( 3) 举升液压缸 : 通过控制杆的向前 (向后 )推动 , 使主液压缸伸缩 , 驱使主臂向前 (向后 )摆动 ,达到提升 (放下 )箱体的目的。空箱时可以使用快速调节功能 ,可让主臂快速向后摆动 ,放下箱体。此时 ,向后推动控制杆的同时 ,按下控制杆上的按钮 ; ( 4) 摆臂 : 通过摆臂液压缸的伸缩与拉伸动作带动摆臂摆动 ,同时与摆臂通过链条相连的厢斗被带动转动 ,完成厢斗 的装与卸 ; 钢板 体 条 11. 液压 系统 车外 操纵 箱 12. 液压 泵 图 臂式 垃圾 车结构 组成 示意图 ( 5) 车厢 U 形钢板 部分 : 起到固定摆臂绕点的作用 ,同时在平行的中空钢板里安置了支腿液压缸与支腿 ; ( 6) 支腿及支腿液压缸 : 在摆臂旋转实现厢斗的装卸及垃圾货物的倾卸时 ,支腿打开 ,支撑到地面上 ,稳定车身 ; ( 7) 车厢 : 用于放置厢斗或整体货物 ; ( 8) 汽车底盘主车架 : 主要起到支撑固定摆臂垃圾车各种零部件,承载汽车垃圾货物载荷的作用 ; 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 ( 9) 副车架 : 起到增加主车架强度、刚 度,增加主车架抵抗弯曲变形的能力,同时辅助主车架支撑与承载 ; ( 10) 松 木条 : 主要起到隔振 吸振 的作用 ; ( 11) 液压系统车外操纵 箱 : 控制液压系统完成垃圾货物的装载或倾斜工作 ; ( 12) 液压泵 : 从 液压油箱中 泵取液压油,输出高压力液压油液, 并使高压力 液压油 液在液压系统管路中运行,通过各种液压阀及液压部件完成各种需要的动作。 此种 车 广泛用于施工单位 , 厂矿企业 , 城市环卫部门 以及 港口码头、车站,实现了 运输、装卸 的 机械化。 它的 特点是货斗与车体分开,能实现一台车与多个货斗联合作业,循环运输,充分提高了车辆的运输能力,特别 适用于短途运输 。 当 作为 垃圾车时 , 可广泛适用与城市街道学校垃圾处理,适用全国通用垃圾斗,可一车配多个垃圾斗,各个垃圾点放置多个垃圾斗,带自卸功能,液压操作,倾倒方便 。 货 物料的倾卸过程须由外部操作 ,操纵杆需向上推动 1。 内外摆臂式垃圾车 的 发展状况 20 世纪 80 年代末以来,我国 垃圾 车的研发机构、改装生产企业通过引进、消化、吸收国外先进技术,加快了国产 垃圾 车新产品的研发和生产,使国产 垃圾 车的技术装备水平得到较快发展和很大提高,改变了传统的 垃圾装运的 作业方式,由人工作业向机械化、半机械化方向发展, 垃圾 车的 装备技术由简易型向技术密集型方向发展。 目前,我国 摆臂垃圾 车 同国外同类垃圾车相比 ,在 功能 上 已 接近国外同类产品水平 ,但在 性能 上还 存在 着 较大差距。生产企业 的 加工装备简陋、工装模具不全、工艺技术落后、生产规模小,低端产品特征明显,整车性能较差 , 并且在 技术 上 缺乏自主知识产权和概念创新。 国外发达国家的汽车工业起步较早 ,技术较为成熟 。 在垃圾车处理方面 ,他们也已经形成规模化 和产业化 ,各种垃圾车的研究生产技术先进 。 针对垃圾处理的流程模式 ,在不同的处理阶段 ,选择应用不同的车型 : 在垃圾的收集过程中 ,采用压缩式垃圾车 ,进行流动 式收集 ,再分类整理后应用大型全封闭式自卸车运到再处理点进行 进一步 处理 。 由于垃圾的最初存放处理阶段较为有条理 ,城市环境美化要求和意识较高 ,摆臂式垃圾车较为少用 ,已有淡出趋势 。 臂式垃圾车的发展方向和前景 现代 环境意识的增强 , 对 垃圾 处理车 的要求也越来越高 。 现代 垃圾 车辆 的 装备技黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 术 必需 与生态型、现代化国际大都市发展相适应,具有国际先进、技术创新的装备特征 ,必需 从满足单一的普通作业需求,向满足文明作业、环境保护、质量监管、城市容貌等作业和管理需求方向发展。 这些 特征 如下 : ( 1) 集成化 即从一般的机械化向装 备技术集成方向发展,这是集成化的技术基础;从单一功能的设备向装备系统集成方向发展,这是集成化的形态体现 。 ( 2) 环保化 现代化城市的环卫作业车辆,将从只满足基本作业功能需求向满足环保作业功能需求的方向发展。通过技术创新、产品改进、 功能完善,提高产品在控制污水、扬尘、噪声、废气等污染方面的性能 。 ( 3) 人性化 环卫车辆的人性化是体现现代文明社会以人为本的理念,分别反映在操作人员工作环境和作业过程中对周围环境和人们的影响 二 个方面。 在操作人员工作环境方面,将以提高驾驶操作的舒适性,减轻作业人员的劳动强度 为发展目标,使驾驶、作业人员的工作环境得到改善和提高。 在作业中对周围环境和人们的影响方面,将以改变长期以来环卫车辆外形和作业的粗放形象为目标,通过对车辆外形和性能的改进,消除或减轻视觉污染,避免或减少作业时对周围环境和人员的影响,使环卫车辆与作业环境相协调。 ( 4) 数字化 以数字化装备理念对传统环卫车辆进行技术改造和创新,是 垃圾车 装备现代化发展的一种创新理念。 以上特征要求也正是摆臂式垃圾车的发展和努力优化的方向 。 但是由于 摆臂 垃圾车车厢的容积较大 ,需要占用较大地方 ,同时不利于城市的美 观要求 ,摆臂式垃圾车已 不是垃圾车发展的主流方向 ,但是 在近期内也不会被淘汰 。 设计研究的主要内容 本设计主要的设计内容 ,是根据 垃圾货物清置部门的 使用要求 , 进行 目标 底盘的选取, 并进行 对 能实现特殊功能装置的加置设计,包括车厢体的设计、摆臂机构设计、厢斗设计、 液压系统 的选型计算 以及相关设计零部件的必要 刚度、强度 校核 等。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章 摆臂式垃圾车底盘的选取 从目前垃圾车生产厂家的广告及市场上销售的摆臂垃圾车吨位来看,以中型底盘车改装的,装载质量在 4 吨左右的车型为多。本设计的摆臂垃圾车的设计目标吨位选为 , 拟选取的底盘为 中型车底盘。 盘的选取 车底盘选型要求 汽车底盘一般应满足一下要求 : ( 1) 适用性 专用汽车底盘应适用于专用汽车的特殊使用功能要求 ,在此基础上进行改装造型设计 ; ( 2) 可靠性 汽车底盘工作可靠 ,出现故障的 几率 要小 , 零部件要有足够的强度刚度和使用寿命 , 并且各总成零部件的使用寿命趋于一致 ; ( 3) 先进性 所选汽车底盘 ,在动力性 ,经济性 , 操作稳定性 , 行驶稳定性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平 , 并且满足国家或行业标准 ; ( 4) 方便性 所选底盘要便于改装 , 检查保养及维修 , 结构 紧凑与调试装配空间合理匹配 。 盘选型 我国目前生产的各类型专用车辆的基本模式 , 大多是为了满足在国民经济的某一服务区域的特定使用要求 , 主要在已经定型的已有车型底盘基础之上 , 再进行车身及有特殊工作要求的装置的再设计 , 同时对已有的汽车底盘进行必要的更改 , 以达到满足工作需求的要求 , 具有合理的匹配 ,良好的性能 。 专用车辆采用的底盘主要分为二类 , 三类和四类 。 二类底盘 , 是在整车的基础之黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 上去掉 厢体 ; 三类底盘 , 是从整车上去掉货箱和驾驶室 ; 四类底盘 , 是在三类底盘上再去掉车架总成后剩余的散件 。 选取的底盘的好坏 , 直接 影响到专用车的性能 。 在选取汽车底盘时 , 主要是根据专用车的用途 , 装载质量 , 使用条件 , 性能指标 , 专用装置或设备的外形尺寸及动力匹配等进行 。 目前 , 进 80%的专用车辆采用二类底盘进行改装设计 。 选取二类汽车底盘进行改装设计时 , 重点工作是整车总体布置和有特殊工作需求的装置的设计 , 对底盘仅做辅助的性能分析和必要的强度校核 , 确保改装后的整车性能在基本上与底盘接近 ,达到合理的匹配 。 盘的选取 根据 以上 , 本设计所用底盘主要从东风汽油与柴油摆臂垃圾车底盘中选用 。 以下表 两种底盘参数列出 ,进行比较 : 表 风 盘参数比较 由比较可以看到 , 种型号底盘在整体性能上相差无底盘型号 定载质量 (4000 4500 整备质量 (3550 3550 外形尺寸 (6605*2364*2370 6605*2364*2370 发动机型号 量 /功率 (ml/5420/99 4257/105 钢板弹片数 (前 /后 ) 8/11+8 9/11+8 轴距 (3950 3950 前轮距 /后轮距 (1810/1800 1810/1800 接近角 /离去角 (度 ) 34/19 34/19 前悬 /后悬 (1065/1590 1065/1590 燃油类型 汽油 柴油 轴数 /轮胎数 2/6 2/6 轮胎规格 驶室准乘人数 3 3 最高车速 (km/h) 90 85 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 几,不同之处在于两种底盘汽车燃用的燃料。燃用汽油的汽车底盘在价格上略占有优势,但在燃料价格上,然用柴油的底盘具有 长效优势。同时,然用柴油的底盘载重较大,功率稍大。因此选用 为本次设计的底盘。 用的底盘主车架的 主要 尺寸 由上选用的底盘 盘 ,其主车架尺寸如下: 主车架的长度 : 6605车架的宽度 : 860车架上面尺寸到地面 高度 : 932车架的厚度: 60圾车质量参数的估 算 额定载重质量是摆臂垃圾车基本使用性能的参数 。 由上面的叙述知道 , 本设计的垃圾车辆额定载质量定位 4500 整车整备质量也是摆臂垃圾车的重要性能参数 。 在摆臂垃圾车车厢的设计过程中 ,主要采用同类产品提供的数据进行估算整车整备质量 。 整车整备质量包括底盘质量 、底盘以外外加的副车架 、 车厢 、 摆臂 、 厢斗 以及 液压系统等装置的质量 , 是加够各种油液料后的空车质量 。 本设计的垃圾车整车整备质量估算为 3700 装载质量1500车整备质量2700驶员质量3 ,额定载员 3 人 ,6 5 3 1 9 5kg 汽车总质量 是 指装备齐全 , 装满额定货物后的汽车质量 , 包括驾驶员在内的额定载员质量 。 即 : 1 2 3 4 5 0 0 3 7 0 0 1 9 5 8 3 9 5M m m m k g k g k g k g 章小结 本章 按确定的设计目标, 主要 对东风汽车 汽油 盘和柴油 行了 对比, 选择了这次设计的底盘, 给出了选用底盘的 主要 参数 ,并对所设计的黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 摆臂垃圾车进行了 主要 参数 计算 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 3 章 摆臂式垃圾车车厢结构设计 车架的设计 车架外形设计 在设计摆臂式垃圾车时 , 所选取的二类底盘只有主车架 , 为了增加车架的强度刚度 , 延长 车架的使用寿命 , 在原有主车架的基础上增加了副 车架 。 其形状同主车架 ,在主副车架之间加一定厚度的松质木条 。 其长度同副车架的长度 , 宽度同副车架的厚度 。 主副车架 用 u 型螺栓进行加固连接 。 副车架 示意 简 图见图 图 车架示意简 图 车架选材 在汽车制造工艺中 , 钢板冲压成型工艺占有十分重要的位置。冲压成形的零件具有互换性好、能保证装配的稳定性、生产效率高和生产成本低等优点。 载重汽车用中板数量较多 , 受力的车架纵 梁和 横梁 、车厢的纵梁和横梁均采用中板冲制且多以低合金高强度钢板冲压生产 , 也是适应提高汽车承载能 力 、 延长使用寿命 、 降低汽车自重和节能节材 以及安全行驶等要求的发展趋势 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 目前 , 我国载重汽车车架的纵梁和横梁已经全部采用低合金高强度钢钢板制造 。纵梁可以用抗拉强度为 510 16 09须是用往复式扎机生产的 )、10 板生产 , 横梁可以用抗拉强度为 390 08 板来生产 。 由以上 , 副车架 材料选用载重汽车 横纵梁 的 一般选用材料 ,纵梁采用 16横梁采用 08产 。 厢设计 1、 车厢外形设计 车厢在运输中起到 承载的作用 , 其由两部分组成 。 一 部分用于 盛放垃圾厢斗 , 将其设计成平面 , 底部与车厢大梁焊接 ; 另一部分用于约束和放置摆臂液压缸、支撑约束摆臂 , 放置支腿和支腿液压缸 , 将其设计成 两片平行钢板 通过点焊联结后再分别与车厢大梁和车厢侧壁焊接 , 实现 两部分 的 一体 (在本设计中称为 U 型钢板 )。 同时, 车厢 与驾驶室之间设计隔离厢板 , 与驾驶室空 留一段距离 ,起到安全和便于维修检查的作用 。 车厢示意图见图 钢板 图 厢示意图 2、 车厢选材 在全面分析车厢的工作条件、受力状态、工作 环境和零件失效等各种因素的前提下, 选用 程用钢材。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 臂式垃圾车 车 箱斗 外形 设计 斗形状的确定 摆臂式垃圾车的厢斗一般分为方形和船形两种形式 。 方形用于地坑式放置,船形置于地面,以便适用于公共场所、街道、生活区的垃圾收集。为了增加垃圾的运送量和汽车的运输效率 , 加强实用性 , 本设计采用方形厢斗 , 厢斗呈密闭式 。 斗的密封及开合机构设计 厢斗 上部采用 侧向 柔性滑盖 , 实现 运送中的密闭 。其结构 见 示意 图 图 斗密封 示意图 当将厢斗卸置到垃圾收集点 , 运送人员 可以 通过人力把 厢斗盖打开至适当的位置 ,以供社区人 进行 垃圾的投 放 。 后 厢板 采用绞接实现 垃圾的 方便 倾卸 。结构 见 示意 图 图 厢板示意 图 当垃圾车进行垃圾的卸置时 , 打开后厢板两侧的连接削 , 举升机构升至一定高度后 , 后厢板在重力的作用下自行打开 , 垃圾开始倾卸 。 倒卸完毕后 , 厢斗复位 。 再将黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 后厢板两侧 连接 削复位 , 防止车辆运行中由于惯性 , 后厢板自行撞击 。 斗的保护设计 在 厢斗 底部焊接合适厚度肋条 以实现箱底 与地面保留空隙 , 同时 , 除了厢斗上面的滑盖 , 除 了后厢板内侧加置与其他四 面分离的工程 硬塑以外 , 在厢斗的其他四 面 加置 同 厢斗形状 一致 的工程 硬塑 , 以保护厢斗防止厢斗的过早浸蚀 , 延长厢斗的使用寿命 。 内外厢斗用铆钉连接 。 加置硬塑后的厢斗 剖面图 见 示意 图 图 斗剖面 图 斗选材 1、 厢斗钢板选 材 在遵循满足使用性能要求,较好工艺性和较好经济性的前提下,厢斗选用 选用程用钢材。 2、 厢斗工程硬塑选 材 工程塑料的一般选用原则:具有良好的使用性能,优良的工艺性及合理的经济性。 ( 1) 使用性能 使用性能是选材考虑的主要问题。 ( 2) 工艺性能 材料加工的工艺流程要适合批量生产。 ( 3) 经济 性能 选择材料的经济性是当前注意的问题。 考虑到厢斗的使用条件和使用环境,工程塑料的选择要满足耐腐蚀性的要求,要有长期受酸、碱及其他腐蚀性介质侵蚀,抵抗各种强酸、强碱、强氧化剂和有机溶剂黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 等化学介质腐蚀的能力,同时其热胀系数要小,粘附性要好。 满足以上要求, 可选用硬聚氯乙烯 、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚醚等,为适应经济性 原则 ,选择硬聚氯乙稀作为设计所用材料。 臂式垃圾车举升机构的设计 摆臂式垃圾车的举升机构均采用车厢两侧双杠举升 , 采用液压驱动 。 举升机构主要由 液压缸体 , 摆臂 和 悬挂链条组成 , 主要完成装载和倾卸 放置 。 摆臂式垃圾车 对 倾卸 机构的设计要求如下 : ( 1) 装载机构应保证在设计的载荷下连续正常工作 , 工作循环不大于 40s; ( 2) 装载机构应能在任何工作位置上停留 。 在满载提升过程的中间位置上停留5其提升液压油缸的活塞杆的沉降量不大于 10 ( 3) 倾卸料的卸料角 (包括后翻和侧翻 )不应小于 45 度 ; ( 4) 卸料机构每个工作循环 (从卸料动作开始至复位 )时间不应大于 60s; ( 5) 倾卸机构在满载的情况下 , 在倾卸角为 2025 度位置上停留 5其举升液压缸的活塞杆沉降量不应大于 10 当进行厢斗的装载时 , 液压缸外伸的活塞杆拉动摆臂 , 带动与摆臂相连 的链条 ,将厢斗安稳举升到车厢上 ; 进行厢斗的卸载时 , 液压缸的活塞杆推动摆臂做类似的动作 , 实现厢斗的卸载 ; 进行垃圾的倾倒时 , 将 吊置在摆臂上倾倒用的铁链挂到厢斗的勾环上 , 打开后箱体的锁削 , 当液压缸 推置 厢斗到一定高度时 , 箱体后部被链条勾住抑制了后箱体的运动 , 此时随着液压缸的继续举升 , 箱体前半部分随之抬高 , 后厢盖在自重和垃圾货物的压力下 , 自动打开 , 完成了垃圾的倾卸 。 臂 液压缸的选用 由于液压缸要完成摆臂的升降 , 所以 液压缸 选择单杆 双作用 液压缸 , 在两侧各放置一个 , 液 压缸后座 绞接 固定在车厢上 , 活塞杆的一端和摆臂的一处合适位置绞接 。其安装结构 见 示意 图 臂的设计 1、 摆臂结构设计 摆臂呈工字型 , 摆臂的两侧下端与 U 型钢板 绞接 , 上部用拉杆将两侧摆臂连接 ,黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 在略低与拉杆处的摆臂上安置 能够随着厢斗的翻转而跟随着连接在其上的链条转动的滑动轴 , 在摆臂的中部安置用于卸料 并 带有链条 的挂环。 见示意图 图 压缸示意图 图 臂示意 图 2、 摆臂选 材 在进行摆臂的刚度、强度及弯曲变形校核的前提下,考虑到较好的工艺性及合理性的经济性,摆臂 选用 程用钢材 。 3、 摆臂链接链条长度应用说明 摆臂链接的铁链长度尽量实现能够刚好满足厢斗与摆臂滑动轴之间的距离,防止厢斗在起吊的时候厢斗底部与车厢造成过大的摩擦 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 腿的设计 1、 支腿的结构设计 支腿在料斗卸料 , 在厢斗的提升过程中或者需要时可以独立打开 , 其结构形状设计成三角形状 , 采用液压缸实现支腿的打开与伸缩收回 。 见识意图 图 腿示意图 2、 支腿的液压缸的选用 由于支腿液压缸在工作的过程中 , 起到打开与收缩支腿的作用 , 选用双作用单杆液压缸 , 其结构形状同摆臂液压缸 。 3、 支腿选 材 在参考同类车型支腿材料选用的基础上,考虑到支腿的受力, 选用 为支腿材料 。 体结构设计 由以上对摆臂式垃圾车车厢各结构形状的设计说明 , 进行优化组合后, 可得 整车形状 结构 , 如 下示意 图 章小结 本章主要对摆臂式垃圾车的车厢、厢斗、摆臂及支腿的结构形状设计进行了说明,确黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 定了本设计的结构设计图样,为下一章的设计计算奠定了基础。 图 体结构示意图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 第 4 章 摆臂式垃圾车车厢设计计算 圾车副车架主要尺寸参数 设计计算 车架主要尺寸 设计 副车架 对主车架起到 加固 作用 , 其宽度和选用的底盘的宽度相同 , 高度也相同 ,长度在底盘 主车架 长度基础上去掉 主车架与 车厢之间的距离长度 。 其尺寸设计如下: 副车架 长度 : 3600车厢到驾驶室方向 400副车架宽度 : 860车架 高 度 : 120车架厚度: 60车架的强度刚度弯曲适应性校核 1、 额定装载时整车重心作 用点的求解 在摆臂垃圾车按额定装载质量进行运输时 , 对主车架来说 , 其整车重心后移 。 其受力简图见图 图 车架额定装载运输重心作用简图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 设定摆臂垃圾车在额定装载质量下 , 其前后轴承受的载荷相同 , 即有 : 12 8 3 9 5 9 . 8 4 1 1 3 5 . 52F F N 由图 , 可以列出: 1 2 1 23 9 5 0 1 5 9 0 1 5 9 0 2 2F F G x F x F x 求得 3 9 5 0 1 5 9 0 2 35652x m m 2、 副车架剪力及弯矩的求解 副车架 和主车架通过 U 型螺栓相联 , 在摆臂垃 圾车额定装载时,由主车架重心作用简图 及求得的整车重心作用点 , 可以 画出 额定装载质量时摆臂垃圾车 副车 架受力简化图 图 车架额定装载受力简图 将此时受力的副车架看为 简支 梁 (见下图 以便 进行强度刚度及弯曲变形的校核 。 由图 可以列方程组: 图 车架等效简支梁简图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 1 C F O C F B C 1 O F O C F B O 可 求得 : 1G A C F B = 18 3 9 5 9 . 8 3 2 6 9 8 3 9 5 9 . 8 1 2 9 423600 即方向与设定的方向相同 。 可 求得 : 1G A O F B = 18 3 9 5 9 . 8 3 3 1 8 3 9 5 9 . 8 2 3 0 623600 1 8 7 7 3 N 即方向与设定的方向相反 。 由以上 , 可画出实际的副车架等效 梁示意图 图 车架 实际 等效 梁 简图 列出弯曲剪力及弯矩方程 : 1= (0X331) 黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 1 (0 X 331) 2 = 82271 = (331X2306) 2 331 G X= 27231701 22350. 29 X (331 2306) 3 F= (2306X3600) 3 3 3 1 2 3 0 62O G X X = 67626762 (2306 X 3600) 根据以上剪力和弯矩的求解 , 可以画出剪力及弯矩图 图 车架额定载荷时剪力及弯矩图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 3、 副车架强度刚度校核 对于塑性材料 , 其弯曲正应力强度条件为 : m a xm a 由W y即有 m a x m a xm a (式中 , 对与矩形副车架截面 , 截面惯性矩b y d y b h(即有 : 3m a x 3332 4 3 0 8 . 0 6 7 7 4 6 0 1 01 6 0 1 0 1 2 0 1 012mN m 1 6 8 6 M P a 由于副车架设计成对称的矩形 , 其 截面上下边缘 最大抗拉应力t与最大抗压应力c相等 , 即有 : m a x m a x m a x 1 6 8 . 8 0 6 P a 510 在所选材料的许用应力范围内 。 4、 副车架弯曲变形校核 由以上知道副车架的等效简支梁形式 , 利用叠加法可求得梁的 最大挠度黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 大转角 然后 进行副车架弯曲变形的校核 。 当梁的形式为 图 示形式时,梁的挠曲线方程为: 图 车架等效简支梁 2 2 26F b xy l x l (0 x a) ( 3 2 2 316F b xy x a l b x l b (a x l) (梁的转角方程为: 6AF a b l l ( 6BF a b l l (式中 , F 为作用在梁上的力 , 规定其向下为正 ,向上为负 ; E 为梁构成材料的弹性模量 , 52 0E M P a ; I 为梁的惯性矩 。 进行叠加后求得 , 在摆臂垃圾车额定装载时 ,其挠度 y 为 : 1 5 3 65 . 5 0 1 0 0 . 0 0 0 2 7 4 5 0 7 1 0y x x (0 x a) 1 5 3 6 65 . 5 0 1 0 0 . 0 0 0 2 7 4 5 0 7 1 0 0 . 0 1 2 8 6 3 2 5 7 1 0y x x (a x l) 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 即有最大挠度 1 5 3m a x 5 . 5 0 1 0 1 5 35 . 5 0 1 0 3 6 0 0 0 0 2 5 6 6 0 8 求得 A、 B 两处 转角 为: A 158 2 2 7 1 3 3 1 3 2 6 9 3 6 0 0 3 2 6 9 4 1 1 3 5 . 5 2 3 0 6 1 2 9 4 3 6 0 0 1 29439191040 10 80 7 4 5 1 0 158 2 2 7 1 3 3 1 3 2 6 9 3 6 0 0 3 3 1 4 1 1 3 5 . 5 2 3 0 6 1 2 9 4 3 6 0 0 2 3 0639191040 10B 80 . 9 5 6 8 6 0 5 2 2 1 0 即梁的最大转角 10 度 由计算的挠度和转角 , 参照选材的许用挠度和许用最大转角 , 均在许用数值之内 。 圾车车厢主要尺寸参数 设计 在车厢的设计说明部分已经知道 , 车厢的尺寸 由两步分组成 , 一部分尺寸用于盛放垃圾厢斗 , 另一部分是 U 型钢板的尺寸 。 取车厢的整体尺寸 为: 车厢长度 : 3756包括 U 型钢板尾部多出副车架的部分 。 ) 车厢宽度 : 2350厢厚 度: 5于盛放厢斗的车厢部分 ) 挡板肋高度: 1033端部分分别 与 车厢大梁 、 车厢板和 U 型钢板焊接 ) 挡板钢板厚度 5板宽度 2350板肋宽度: 30板肋厚度: 30龙江工程学院本科生毕业设计 24 车厢板大梁中间平行高度: 158厢板大梁 边缘高度: 80厢斗 横向尺寸上 预留 30为用于盛放厢斗的车厢部分的边缘 , 即厢斗和 0U 型钢板的厚度选用 5车厢横向上的剩余 尺寸作为液压缸的留有 放置位置 尺寸 。 圾车厢斗主要尺寸参数 设计 1、 厢斗外钢板尺寸确定 与同类产品进行比较, 盘垃圾车 厢斗 载重 容积 约在 610 立方米以间 , 拟 设 定长 *宽 *高为 3050*1940*1305, 即其厢斗容积 : 33 0 5 0 1 9 4 0 1 3 0 5 7 . 7 2V m m m m m m m 在 常用容积之内 , 即 车箱斗的长 , 宽 , 高选为 : 厢斗长度 : 3050斗宽度 : 1940斗高度 : 1325斗钢板厚度 : 5斗加强肋厚度 : 20斗加强肋宽度 : 30、 厢斗内层尺寸确定 与厢斗钢板铆固在一起的 工程硬塑的厚度选为 4其长宽各为厢斗的长宽 相应减掉厢板钢板和厢斗加强肋的 厚度 , 高 度减去钢板厚度 , 即有 厢斗内层硬塑的长 , 宽 ,高为 : 内层硬塑长度 : 3000层硬塑宽度 : 1886层硬塑高度 : 1295有 , 厢斗的有效体积为 : 32 9 9 6 1 8 8 6 1 2 9 1 7 . 2 9 4V m m m m m m m 3、 厢斗上摆臂链结点尺寸确定 厢斗链结点定在厢斗前后尺寸长度的四分之一处 , 高度定在厢斗高度的三分之二处 , 即有链接点尺寸: 链接点距前后厢斗尺寸 : 762龙江工程学院本科生毕业设计 25 链接点高度: 890离厢板高度) 臂 设计 计算 1、 摆臂倾斜角度选用 摆臂倾斜角 , 是摆臂在未工作的情况下 , 摆臂和车厢水平面之间的角度 。 由同类产品类比 , 选取摆臂的 倾斜角度 参数 为 46 度 。 2、 摆臂 长度 计算 由示意图 可以计算出摆臂 绞接绕点到摆臂顶端 的长度 : 图 臂计算示意图 123050 1 5 0 6 02402c o s 4 6 c o s 4 6A A A A 长度为 2843 式中 :1臂绕点到铁链轴承 相对应 的 摆臂 距离 ; 2对应 的 摆臂 距离 。 即有摆臂总长度: 6 0 3 0 2 9 3 3 总 长 度 (3、 摆臂 宽度 及 厚度 等尺寸设计 选用 结合现代同类产品,摆臂的宽度和厚度等尺寸设计如下: 摆臂 宽 度选用 100臂厚度(摆臂小端) 180龙江工程学院本科生毕业设计 26 摆臂厚度(摆臂支点臂对应摆臂厚度) 250臂交接固定端 200臂长度 方向上摆臂下边缘角度尺寸 50 度 摆臂绞接固定端绞接孔直径尺寸 60臂顶端长度 320臂顶端滚动轴承外端盖直径 100、 摆臂 旋转 绞接点 距地面 高度选用 参照 现在生产的 同类产品 , 摆臂 旋转 绞接点的高度 设 定为 1050 5、 摆臂支点 臂长度 的 计算 摆臂支点在摆臂上的垂直相交点 , 选择在离摆臂绕点 800 , 可计算出 摆臂液压缸的支点到摆臂 液压缸支点臂 在摆臂上的垂直相交点之间的距离 。 其 计算 坐标 简图如 图 臂支点臂长度的确定计算简图 在坐标图中 , O 点为摆臂绕点 ,作为坐标原点 ; A 为支点臂在摆臂上的投影点 ; B 为支点臂与 车厢钢板 的 接触 点 。 直线 斜率 K 为 : K = 1 8 0 4 6 1 . 0 3 5tg n 令 A 点的坐标 (X,Y), 有 : 黑龙江工程学院本科生毕业设计 27 2 2 2800 同时有 : 立两公式 , 求得 A 点坐标为 ( 。 直线 直相交 , 即有 斜率 K 为 : K = 1 0 . 9 6 61 8 0 4 6tg n且 A 点 ( , 有直线 : 0 . 9 6 6 1 1 1 2 . 3 0 2 0 直线 车厢钢板表面所在的直线 , 由前面的参数选择 , 有 在的直线方程 : 1 2 7 5 1 0 5 0 2 2 5y 联立 直线 求 B 点坐标 (X,Y)为 : 9 2 0 0X 225Y 在直角坐标中 ,求得 支点 臂长度 : 5 0 7 2 507 6、 摆臂链条长度计算 摆臂链条长度的计算可以参照示意简图 图 臂连接链条长度计算示意简图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 28 由图 , 结合前面的摆臂长度计算 , 可以 出摆臂的竖直高度 h: s i n 4 6 2 8 4 3 s i n 4 6 有摆臂轴承 中心 A 到 摆臂绞接绕点所在水 平 面的竖直距离为: 8 0 2 0 4 5 . 0 8 8 0 C 段对应的竖直高度 2 2 5 8 7 0A C O 摆臂链条 度为: 228 7 0 . 0 8 3 0 5 0 7 6 2 2 度 1757 7、 摆臂最大旋转角的确定计算 将摆臂静止摆角和最大摆角处的工作状态简化为图 图 臂静止与最大摆角状态简图 图中 , 摆臂 绞接 绕点到摆臂上滚轴中心点所对应的摆臂长度 ; 车厢 所在的水平面 ; 摆臂绕点所在的水平面 。 由简图 , 在最大摆角处 ,摆臂滚轴中心到地面的距离 , 即为摆臂滚轴中心到车厢水黑龙江工程学院本科生毕业设计 29 平面的距离 1 7 3 5 4 6 1 2 7 5 1 0 5 0A C t g n 在最大摆角处 度为 : 1 5 7 1 . 6 4 5 1 0 5 0 在三角形中 , 由 5 2 1 . 6 4 5s i o s 4 6 计算 a 角为 : a r c s i n 0 0 即有 最大转角 A 为 : 1 8 0 4 6 1 2 . 1 0 2A 1 2 1 7 4 5 在许用值 45 180 臂强度刚度及弯曲变形的校核 臂液压缸最大推力的计算 液压缸最大推力 (式中 , G 是总质量 , 8 3 9 5 9 . 8G m g 82271N ; 为机械效率 , 取 。 即 有 : m a x 2 . 8 6 8 2 2 7 10 . 8
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本文标题:摆臂式垃圾车车厢设计【8张图/16630字】【优秀机械毕业设计论文】
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