自卸式垃圾车上装设计

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自卸式垃圾车上装设指导教师：年

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目

录摘要············································································································II········································································································II1论········································································································11.1研究背景及意··························································································11.2软件的应用现状及优势··································································1.3分析国内外垃圾车现状并提出问题··································································32卸式垃圾车选型及方案分··········································································2.1基本数据要····························································································2.2自卸式垃圾车结构方案的确定·······································································2.3主要技术参数及要····················································································2.4垃圾车箱体尺寸确····················································································2.5举升机构的设··························································································92.6初选油·································································································113密封盖翻转机构的三维建模及装配设································错误！未定义书签。4圾车翻转机构部分的校核···········································································194.1销轴校·································································································194.2车架强度校··························································································194.3油缸校·································································································205论·········································································································参考文献·····································································································23致谢···········································································································23

自卸式垃圾车上装设摘

要伴随着社会经济的快速发展和城市人口的急速增长，城市固体废弃物的种类和数量也随着迅速加前经泛应用于我国城镇垃圾收运的垃圾车具有机动性强作效率高省劳动力的点，而且对改善环卫工人的工作环境有很大的帮助是现在使用的垃圾车车厢大多为敞开式结构在垃圾的运送过程中尤是恶劣气情况时次污染问题就比较严重通过在自卸车车厢上装了密封盖的密封自卸式垃圾车很好的解决了这个问题。本文重点研究了垃圾车的自卸机构和密封盖的翻转机构，在保证没有干涉的情况下，设计出结更加合理操作更加方便的自卸装置和翻转机构。为了使设计效果更理想，本设计借助olidworks软件，利用计算机模拟功能进行系列化设计助设计软件构建三维模型使设计达到的效果更真实地展现出来。上述分析的相关方法和结论，解决了自卸式垃圾车对环境的二次污染问题，进一步提高了垃圾的工作效率，达到了节能环保的要求，满足了设计要求。关键词自卸式垃圾车；翻转机构；三维模型I

DesignofAutomatic-unloadedTruckMechanismAbstractWiththecontinuedsocio-economicdevelopmentandtheofurbanamountofsolidandthetypesrapidly.Atgarbageincountryforrecyclingisincitiesandtowns.Thegarbagetruckshavemanyadvantages,asstrongmobility,highitimprovesworking

Whilethe’garbagetruckmostlyopen,thegarbageeasytodowntruckweatherisdisgusting,willcausetotheagain.truckwhichinstallsasealingcoversolveproblemverywell.Thisarticleonthemechanismandtheturnoverpullsself-discharginggarbagetruckamoreautomatic-unloadandamoreturnovermechanismtheoftheback-sealingcover’sturnovermechanismsimulatedintodesignsofit.WiththehelpofSolidworksthewhichwilltheresultMethodofaboveanalysisavoidssecondarypollutionoftrucktheenvironmentmakesprogressworkwhichwilltheneedsofenergyprotectionanddesignKeyautomatic-unloadedgarbageturnoverII

1

论1.1研究背景及意义我国城市生活垃圾的现状城市生活垃圾的主要成份包括厨房剩余杂物、废纸、产品包装盒、废弃金属制品、玻璃瓷器碎片等，大部分的城市生活垃圾是由居民家庭、餐饮业、商业、市政环卫业等产生的，其主要特点是成份复杂，有机物含量高，构成和性状是一个不断变化的动态过程。近几年，随着城市人口数量的增加以及居民消费水平的稳步提高，我国城市制造垃圾总量出现了持续增长的态势不完全统计,我国城市生活垃圾制造量已经超过了1.5亿吨每年，而且还在持续增长，一般每年的增长率在左右。城市周边历年堆放的生活垃圾总量已达60吨之多，在全国座城市中至少有座处于“垃圾围城”的尴尬境地。显然，城市污染防治问题在我国现代化建设中已经日趋紧迫处理不好这个问题将危及我国未来的可持续发展。全国各级环保部门高度重视生活垃圾的收集、储存、清运，在今后相当一段时间内生活垃圾的妥善处理将成为十分繁重的任务，负责城市生活垃圾中转工作的垃圾车的研究也非常迫切[。研究对象汽车问世以来对人类的日常生活产生了巨大影响。如今，一个国家汽车工业的发达程度已经成为反映其工业水平的重要标志，汽车也已经成为当代物质文明与进步的象征。近年来，由于社会经济的快速发展和城市人口的急速增长，城市固体废弃物的数量和种类也随着迅速增加，环保已经成为一个热门话题。一方面是因为大量的城市垃圾对人们优美舒适的工作、学习和生活环境造成了极其恶劣的影响，另一方面是因为大量的城市垃圾严重威胁着人们赖以生存的环境。据有关资料分析显示，每人每天平均产生公斤的垃圾，据此计算，一个万人口的城市，每天就会产生约吨的垃圾，如果每辆垃圾车载重10，就需垃圾车台，全国有668座城市，这自然是一个很大的数字。目前，垃圾车的应用日益普遍，我国用于收运城镇垃圾的垃圾车具有机动性强、工作效率高节省劳动力改善工人劳动环境等优点中国汽车技术研究中心的数据显示1~10月份我国环卫类专用车共生产同比增长42.61%其中卫车生产辆，垃圾车生产13708，发展势头较大，从长远发展来看，垃圾车是城市环卫工作的重要装1

备，有着广阔的发展前景[。根据我国国家标准（专用汽车和专用半挂车代号规定垃圾收集车的形式主要有自卸式、自装卸式和压缩式，其中，我进行研究和改进的是自卸式垃圾车。自卸式垃圾车是利用本车发动机动力，驱动液压举升机构，从而使车厢倾斜一定角度，使垃圾凭借自身重量实现倾卸并依靠车厢自重使其复位的专用自卸车图为普通自卸式垃圾车的结构组成。图普通自卸式垃圾车结构组成1-液压操纵装置2-倾卸机构3-液压缸拉杆5-车厢6-铰链支座7-全撑杆油箱1.2软

9-油泵10-传动轴取力器是世界上第一家原创的三维机械设计软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，广泛应用于航空航天、汽车、造船等领域。软件具有强大的造型功能，支持特征造型、草图设计、曲面造型、钣金设计等多种造型手段同时支持自上向下或自下向上的产品设计流程，具有业界独有的直接建模技术、知识驱动自动化技术、部件间超级连接技术等。Solidworks是一个全参数化的造型系统，模型具有良好的追述性和重用性，系统提供了丰富的对外接口。它具有强大的装配造型模块和工程图模块其装配模块具有先进的内存管理技术以对大装配进行优化，2

提高运算效率。工程图模块提供了各类视图的创建方法，同时用户可以自行定义工程图模版，是用户进行产品开发的得力工具[3]。传统手工设计方法的设计过程不够直观，设计人员工作量大。而且设计时不能进行分析，设计方面的缺陷也不容易发现或者发现后修改较为麻烦。而利用Solidworks软件比传统的手工设计的方法更为优越，只需要把模型建在计算机里，就可以进行机构的显示，运动模拟，干涉检验等各种性能的评价和分析。所以用Solidworks软件设计不仅加快开发速度，避免或减少代价极高的设计误差，而且易于实现产品的系列化设计。1.3分析国内外垃圾车现状并提出问题垃圾车的类型国外已经开发出很多形式的垃圾车，技术比较成熟，但由于国内外的垃圾特性差别较大，这些垃圾车在一定程度上并不适合我国国情，为此开发适合我国特点的垃圾车具有较高的社会和经济效益[。目前，我国常用的垃圾车类型主要有自卸式垃圾车、压缩式垃圾车和摆臂式垃圾车等等。通过网络及杂志我们可以看到，我国的垃圾车生产企业已经通过引进、消化、吸收国外先进技术，形成了自主开发能力，正在逐步追赶国外先进水平，为更好的满足城镇垃圾的收运需求做出努力。下面简单介绍一下我国常见的几种垃圾车。(1自装卸式垃圾车自装卸式垃圾车分密封式和非密封式两类。利用液压举升机构，在装入垃圾后能自行将垃圾卸下液压举升油缸性能稳定工作可靠后密封式垃圾车具有后密封盖翻转装置，能将后密封盖举起及落下，从而实现车厢密封及垃圾装入，本设计主要就是设计自卸式垃圾车的自卸装置及后盖翻转机构。(2压缩式垃圾车压缩式垃圾车主要用于收集、转运袋装生活垃圾。具有压缩比高、安全环保等优点。压缩式垃圾车压缩倍数比较大，能解决车厢设计空间利用率低和垃圾填埋的减容问题。据有关研究表明，经压缩，生活垃圾的密度可由大约300kg/m压缩到3，提高了车厢空间利用率。但是这种垃圾车存在价格昂贵，装车点多，增加集运费用等问题。(3摆臂式垃圾车摆臂垃圾车的特点是垃圾车厢与车体分开，通过摆臂实现车厢的自装卸，也可以实现一辆车与多个厢体的联合使用，充分提高了车辆的运输能力，特别适用于短途运输，如环卫部门对城镇垃圾的清理、运输等。为了避免垃圾在运输中飘落，造成二次污染，部分车3

型设计成了全封闭结构。(4挂桶式垃圾车这种垃圾车通过液压油缸和链条联动装置实现对垃圾箱的提升和翻转，将多处垃圾箱内的垃圾自动收入车厢，并在到达目的地时一次性自动卸载出去。采用液压操作系统，具有自装自卸功能。尽管近年来我国垃圾车的制造得到了快速发展，但是自卸式垃圾车水平和外国还有一定的差距[。目前，伴随二维、三维软件的迅速发展，设计的精确性不断提高，垃圾车的各种设计功能能够通过运动仿真进行制造前的模拟，减少了新产品的设计成本，缩短了设计周期，有利于新产品的更新换代，有利于我国垃圾车行业的迅速成长与发展。存在的问题及研究方向自卸式垃圾车是目前我国中小城市垃圾运输的主要车型，这种垃圾车大部分是用普通自卸车的底盘改装而成。自卸式垃圾车主要有两种，敞开式和密封式。因为开放式垃圾车没有密封性，所收在垃圾的收集和运送过程中，尤其是在恶劣的天气条件下，很容易造成垃圾飞扬散落及污水外溢的问题，从而影响周围环境，造成二次污染，给环境的改善工作增加负担。为了避免这种情况的发生，垃圾车应该采用密封式。常用的自卸式密封垃圾车有顶密封盖式和后密封盖式两种，顶密封盖式需要其他车辆或较多的人力进行垃圾装载，而后密封盖式垃圾车能实现自装自卸，不会耗费过多的人力物力，因此后密封盖自卸式垃圾车应该得到广泛的应用。车厢后密封盖的翻转动作由翻转机构完成，作为自卸车的一个特殊机构，其设计质量就成了影响自卸车质量的关键因素。因此本设计设计了一种用于自卸式垃圾车的后盖翻转机构，以便于车厢垃圾的彻底清理及车厢的清洗，使自卸式垃圾车能够更广泛应用于城镇垃圾的清理。随着计算机技术的快速发展和广泛应用，汽车技术己经应用于汽车领域的诸多环节CAD技术使欧、美、日等国家的汽车工业保持了世界领先地位。我国在机械设计中采用CAD技术的历史很短，但其发展速度十分惊人。无论在机构综合、通用零部件设计，还是各种专业机械的设计都有CAD技术应用的成果。自卸式垃圾车后盖翻转机构的方法正从研究探讨走向实际应用阶段要想提高车辆产品的竞争力就必须考虑将技术应用到产品开发设计以及改进当中。本文的研究内容4

根据题目要求，通过检索和查阅图书馆、互联网等提供的大量相关文献资料，对国内外现存各种垃圾车进行分析借鉴，然后根据需要进行设计改造，最终完成设计目标。本文主要研究以下内容：(1根据给定的参数，设计自卸式垃圾车上装，绘制零部件二维图和装配图；(2对车厢、后盖、上盖、副车架、液压缸以及驾驶室、车架、轮胎等进行三维建模，建立装配体模型，并确保装配体尺寸符合限制条件；(3根据给定的参数，对后盖翻转机构各零部件进行建模，按照约束关系把各零部件装配成后盖翻转机构装配体，并确保机构运动无干涉；(4对后盖翻转机构装配体进行极限运动位置静态分析，并根据机构运动相关参数选定液压油缸，通过分析计算，确定系统压力；(5校核关键零部件。5

332卸式垃圾车选及方案分析自卸式垃圾车是国内已经存在的一种垃圾车，一般应用于与特定的垃圾中转站配套实现垃圾的收集运送。自卸式垃圾车具有功能先进，质量可靠，故障率低，维护方便，运行费用低，运载量大，操作灵活方便，运载效率高等优点，而且它的开发和制造成本相对其他形式的垃圾车来说较低，将其车厢密封就可以避免对环境的二次污染，因而自卸式垃圾车得到了比较广泛的应[。自卸式垃圾车的翻转机构在液压系统的控制下工作，自动倾卸垃圾，降低了工人劳动强度，提高了工作效率；密封功能使其避免了运输过程中的二次污染问题，有利于改善环境。在激烈的市场竞争下，自卸式垃圾车因为具备优良的装载性能，结构简单，并能节省人力物力所以得到了优先发展与利用。2.1基本数据要求基本要求本题目要求设计装运空间（车厢容积）为左右，在给定底盘上进行的自卸式垃圾车上装设计必须符合QC/T2911-1993《垃圾车技术条件》要求。技术要求(1满足车厢设计容积为

3

。(2选择结构简单、省力、安全可靠而且容易维修保养的自卸机构。(3设计结构合理的后盖翻转机构，确保机构运动无干涉，并保证车厢盖与车厢之间的密封和垃圾倾卸的要求。(4各运动部件工作安全可靠，日常维修保养方便。(5尽量使用通用件，以便减少设计工作量、降低制造成本。2.2自卸式垃圾车结构方案的确定(1顶盖平移密封式垃圾车顶盖平移式垃圾车的优点是具有良好的密封性，可以有效防止二次污染的发生，且顶盖的平移式传动结构，减少了作业空间范围，是一种有效的环保设备。但是，顶盖平移式垃圾车不能实现与垃圾中转站对接，需要其他车辆和较多的人力来进行装载，耗费过大。6

(2后盖密封自卸式垃圾车后盖密封自卸式垃圾车不仅具有良好的密封性，能够防止垃圾对外泄露和污染，而且可以与垃圾中转站对接，能够实现垃圾的收集运输自动化，节省了大量的人力物力，且后盖密封式自卸式垃圾车结构简单，设计难度低，开发和制造成本低，因此具有良好的市场竞力[7]。通过对以上两种不同形式的密封自卸式垃圾车进行对比，我们选用后盖密封自卸式垃圾车进行研究。2.3主(1载重汽车的外形具体形式如图2-1和图2-2所示：图自卸车底盘侧视图图自卸车底盘俯视图(2自卸车底盘主要技术参数根据实际需要和设计要求，选用型号为EQ1168KJ自卸车底盘进行改装设计，具体参数如表2-1所示。7

3333表2-1主要技术参数名称底盘型号满载总质量kg最高车速)轴距()轮距（前/后轮）)纵向通过角（接/离去角）(度车厢容积(车厢最大举升角(度前后悬(mm(3车厢尺寸要求

数据30°/17°±2°1垃圾车厢容积：12m

3

左右。2垃圾车厢内部宽度：。(4主要技术要求以与某垃圾转运站配套使用为例，具体参数如下：转运站门高：2950mm，要求垃圾车翻转后驶进垃圾转运站不发生干涉。垃圾块推板高：1200mm；宽：要求能顺利将垃圾块推进垃圾车厢内。垃圾块：长×宽高=1700×2100×1300，要求一次装载个垃圾块。2.4垃圾车箱体尺寸确定由于垃圾块大小为1700×2100×1300mm的立方块因此为保证垃圾块能顺利装入下，保证车厢高度必须大于已知自卸车底盘离地面距离为因为箱体高度必须大于1300mm，因此在考虑到后盖翻转后不与中转站顶部发碰撞，应使车厢高度在原来基础上尽量低一点此取垃圾车车厢高度为1430mm车厢容积为12m左右，宽度为2210mm，同时考虑到箱体比例使垃圾车比较美观，取垃圾车车厢长度3800mm。所以车厢内部尺寸（mm380022101430确定车厢外形尺寸（mm3882

2296

15802.5举升机构的设计8

举升机构的设计原则举升机构是自卸汽车的重要组成部分，它直接关系着自卸车使用性能和整体布置，决定了自卸汽车设计的优劣。装有举升机构的自卸式垃圾车可实现垃圾的快速收集运输，大大节省了垃圾倾倒时间和劳动力，缩短了运输周期，提高了工作效率，改善了工人的劳动环境。因此，举升机构的选择对自卸式垃圾车有着极其重要的意义。所以这部分文章着重对液压举升机构进行设计分析。对液压举升机构的设计分析应考虑到工作环境、工作性质及工作内容等方面的要求，设计时一般应满足：1)良好的平稳性；2卸料方便性；)较强的免维护性；4)稳定的动力性；5车身紧凑、良好的整体协调性[。由于以上要求及自卸式垃圾车整车的其他条件限制，使液压举升机构的设计及布置较难解决。根据现有的垃圾车举升机构分析可以总结出液压举升机构在布置时应遵循以下原则：(1在车厢平放时，举升机构不能与车身底盘上安装的零部件发生干涉，如，在工作时液压缸无论摆动到哪个位置都不能与传动轴、车架、副车架等部分干涉。(2在条件允许的情况下，应尽量将举升机构靠前布置，这样可以使举升机构举升时举升力臂较大。在举升载荷相同的情况下，举升力臂越大，举升力越小，这样液压系统的压力就越小，相应的尺寸、技术要求等更容易实现。(3为了保证整车装配性能、减少配套件数量和加工件数量，在设计允许的情况下，尽量选用标准件和通用件。举升机构形式的选择举升机构分为两大类：直推式和连杆组合式。直推式举升机构利用液压缸直接作用于车厢。有布置简单、结构紧凑、举升效率高等优点。但是由于液压油缸的工作行程较长，所以一般采用级或级伸缩式套筒油缸。直推式举升机构按液压缸布置位置不同可分为两种：前置式和后置式，具体形式如图所示。前置式的液压缸铰接点在车厢最前端，液压缸承受较小的力，但行程较大，一般应用于重型自卸车，通常采用多级伸缩式套筒液压缸。后置式的液压缸铰接点在车厢中部，液压缸行程较小，但举升力较大。在举升载荷相同的条件下，前置式需要的举升力较小，但活塞的工作行程较长；后置式与前置式相反。9

图直推式举升机构的布置()前置式(b后置式常用连杆组合式举升机构的布置形式有两种前推式又称T式)和油缸后推式(又称D式)，具体形式如图所示。图连杆组合式举升机构()油缸前推式(b油缸后推式1-铰支座2-车厢3-油缸三角臂直推式和连杆组合式举升机构的综合比较见表2-2：表直推式与连杆组合式举升机构的比较类别项目结构布置系统质量设计高度加工工艺耐冲击性

直推式简便较小较低多级缸，加工精度高较好

连杆组合式复杂较大较高单级缸，制造简便较差直推式举升机构结构简单相比来说更容易设计升过程是通过油缸直接顶起车厢，一般常采用双油缸结构来提高整车稳定性，但是容易导致油缸泄漏或双缸不同步，进而造成车厢举升受力不均，损坏油缸，甚至导致车厢变形的严重后果。如果增加一个浮动装置10

可以解决上述问题，但会使整车的尺寸增加。本题目设计的垃圾车适用于运输压缩成一定规则性状的垃圾块，对于密度比较均匀的垃圾块可以不考虑整车稳定性的问题，从整体考虑，选择直推式举升机构。油缸前置式举升机构适用于中重型自卸汽车油缸后置式适用于中轻型自卸汽车。综上所述，设计选用油缸后置直推式举升机构。2.6初选油缸油缸各部分方案及参数选择(1液压缸结构选择．缸体与缸盖的连接形式表常见的缸体与缸盖连接形式连接形式法兰连接螺纹连接拉杆连接焊接

特点结构较简单；易加工，成本低；强度较大，可以承受高压；外径较大；重量比螺纹连接的大；工艺过程复杂外型尺寸小；重量较轻；端部结构比较复杂；装卸要要专门工具；工艺要求较高易加工；易装卸；结构通用性大；重量较大；外形尺寸较大结构简单，尺寸小；工艺性好；缸体变形综合考虑，确定液压缸缸体与缸盖的连接形式为内螺纹连接。b．活塞和塞杆的连接形式表常用的活塞和活塞杆连接形式连接形式整体式螺纹连接卡键连接锥销连接

特点结构简单，强度高，不能拆装结构简单，拆装方便，在振动或者高压负载下容易松动结构较复杂，拆装不方便，承载能力强，工作可靠结构简单可靠，拆装方便，锥销孔必须配铰11

综合考虑，确定活塞与活塞杆的联接结构为螺纹连接，二级油缸选用整体式。c．活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分包括端盖﹑导向套以及密封﹑防尘和锁紧装置等。表2-5活塞杆导向部分结构结构形式缸盖导向可拆导向套导向球面导向套导向

特点装配简单，磨损快，磨损后要更换整个端盖容易拆卸，便与维修，适用于工作条件恶劣的场合导向套自动调整位置，磨损比较均匀综合考虑，确定活塞杆导向部分的结构为导向套导向中的可拆导向套。(2液压缸主要零件的材料和技术要求.缸体材料选用45。缸体内径采用H8级合，粗糙度Ra0.3μm，需要进行研磨；调质处理，硬度达到；内径圆度、锥度、圆柱度公差不大于内径公差的一半；缸孔轴线的弯曲度在500mm长度上不大于0.03mm；缸体端面对内径的垂直度公差在直径度上不大于0.04mm；为防止腐蚀和提高寿命，内表面可镀铬，层厚30~40μm，镀铬后研磨或抛光。缸体外表面应涂耐腐蚀油漆。b缸盖材料选用45。配合表面的粗糙度为Ra1.2μm配合表面圆度、圆柱度不大于直径公差的一半；端面对孔轴线的垂直度公差在直径100mm长度上不大于0.04mm塞杆的导向孔按加工。c.活塞材料选用。活塞外圆柱表面粗糙度为Ra1.0μm外径的圆度、圆柱度不大于外径公差的一半；外径对内径的径向跳动不大于外径公差之半；端面对轴线垂直度在直径上不大于0.04mm；活塞外径采用级配合，活塞与活塞杆连接孔径采用H9配合，表面粗糙度为μmd活塞杆12

[9]o[9]o材料选用45。活塞杆外圆柱面粗糙度为Ra0.8μm；粗加工后调质处理，使硬度达到229~285HB；外径的圆度、圆柱度不大于直径公差之半；外径表面直线度在度不大于0.01mm；表面镀铬镀层厚度活塞杆与导向套用配合活塞的连接采用配合。.导向套材料选用耐磨铸铁。导向表面粗糙度为Ra0.8μm；外径与内径的同轴度不大于内径公差之半；导向套长度一般为活塞杆直径的0.6~1倍。初选车厢举升机构油缸(1计算油缸最大举升力图举升机构尺寸关系及受力分析图举升机构各部分结构尺寸如图所示，取油缸与垃圾车底盘铰接处离底盘尾部铰接点距离为1800mm离车厢铰接点距离为。根据所查常见货物的安息角，本设计确定车厢的最大举升角50此余弦定理可依次得L=674.3mm=1580mm。1由主要技术参数表2-1可得车厢满载总质量为，由重力公式：将数据代入公式2-1得：mg受力分析如图2-5所示，对箱体与车桥后部铰接点由平面力偶平衡，得：13

(2-1)

D221D221cm1代入数据得：/L160000674.32(2确定液压缸参数此液压缸为二级缸，各级压力和速度可按活塞式液压缸有关公式来计算。

(2-2)4

D

pFt

4

(D

)pF

fc

(2-3)D

F)tftp

2)

(2-4)F

+F=t

F

t

(2-5)cm由公式(2-3)、(2-4、(2-5)可得：D1

Ft2p146828312.760.92式中：F——

≈0.093m液压缸密封处摩擦力；D

——

一级液压缸内径；D————3

二级活塞杆尺寸；三级活塞杆尺寸；

——

液压缸工作压力，初算时取系统工作压力p————tη——cm

液压缸回油腔背压力；为14；工作循环中最大的外负载；液压缸的机械效率，一般，此处取D/D——活塞杆与液压缸内径之比，液压缸采用差动连接；比值取；1由计算可知D=93mm根据标准的液压缸直径系列取D=100mm通过文献[9]中液1压缸外形尺寸表，查出液压缸的外径应该为127mm14

根据D/=0.7，可得：D=0.7×100=70mm，计算的结果在活塞杆尺寸系列之中，所1以；2依此类推：D=0.7×70=49mm，根据标准的活塞杆尺寸系列圆整为D=50mm。3液压缸工作行程长度，根据执行机构实际工作的最大行程确定，车厢举升到最高处时要求二级伸缩式液压缸的工作行程为，结合液压缸活塞行程参数系列选定液压缸的最大工作行程为1600mm由此行程初步确定油缸各部分尺寸分为L

油缸

=520mm，L

一级

=530mm，

二级

=550mm。至此，举升机构油缸初选完成。初选后盖翻转机构油缸针对目前垃圾车在垃圾的收集和运送过程中普遍存在的二次污染问题，给垃圾车的车厢加盖是最好的解决办法。考虑到垃圾的装卸问题，车厢后盖应该是可以翻转的。这样既能解决运送过程中的二次污染问题，还能保证垃圾装卸的方便高效。单纯后盖打开的垃圾车车厢内容易残留垃圾，垃圾彻底清理和车厢清洗都不方便。日积月累，垃圾车本身的卫生就难以保证，对周围环境造成的负面影响可想而知。所以，本设计把垃圾车设计成在倾卸垃圾时后盖和上盖都打开，这样不仅可以了解车厢内垃圾倾倒情况而且便于车厢的清洗。(1初选上盖翻转机构油缸前面已经确定了车厢的尺寸，车厢宽2296mm，取中间部分宽度每个上盖的宽度就是1048mm两端使用液压缸实现上盖的开启和闭合，如图所示。根据实际需要，两盖打开时与水平面成

角就可以满足功能要求。这样，油缸收缩后的长度就和单个上盖的宽度一致，加上中间宽度为710mm。而油缸的行程应该不小1210mm，根据液压缸行程系列（2349-80）确定液压缸的行程为。即L

行程

。15

图2-6车厢上视图根据骨架材料均为可以查出其密度为质量为，由重力公式：Gmg1001000N

，初步估算一个上盖的图车厢上盖受力分析图机构受力分析如图2-7所示，翻转机构受向右的油缸拉力和向下的重力G由平面力偶系平衡的充要条件，得：FLGL

(2-6)FGL/L1940/KN1由液压缸安全系数范围为3~5，为确保安全，安全系数取最大值，即：5F21.516

33根据液压缸所受拉力，选择液压缸的缸筒内径D=50mm。根据文[9]中型车辆液压缸的技术规格通过前面的计算确定液压缸型号为DG-JB50E-L，缸径50mm杆径为最大行程为。通过基型车辆用液压缸外形尺寸表，查出液压缸的外径为70mm；再由上述的油缸行程，可初选油缸及活塞尺寸分别为L

油缸

=730mm，

活塞=770mm。(2初选后盖翻转机构油缸后盖依靠液压缸来实现开启和闭合，从而完成垃圾的装卸。根据实际需要，后盖打开后与地面平行才能保证装卸垃圾时不发生碰撞。首先初步认定油缸缸筒与车厢铰接点距离后盖转动中心距离为1000mm然后结合受力分析图就可以计算油缸总长的最小值为1035mm液压缸行程系GB2349-80将液压缸的行程确定为即L

行程

。图2-8后盖受力分析图由骨架材料均为，因此取其密度为，又根据机构及车厢体积，初步选取其质量为，由重力公式：Gmg1501500N由受力分析图2-8，后盖受到油缸推F和重力G，由平面力偶系平衡条件：所有各总力偶矩的代数和等于零

,其中

LL可以根据受力分析图解三角形得来，易知：12L=259mm，=210mm，由公式(2-6：117

/L259总F23.3总由液压缸安全系数范围为3~5，为确保安全，安全系数取最大值，即：5F53.316.5KN根据液压缸所受拉力，选择液压缸的缸筒内径D=40mm。根据文[9]中型车辆液压缸的技术规格通过前面的计算确定液压缸型号为DG-JB40E-L，缸径40mm杆径为最大行程为。通过文[中车辆用液压缸外形尺寸表，可以查出液压缸的外径为60mm；再由上述油缸行程，可以选油缸及活塞尺寸分别为L

油缸

=450mm，L

活塞

=550mm。至此，自卸装置和翻转机构所用油缸已初步选定。18

4圾车翻转机构部分校核通过上面的分析计算，已经初步确定了垃圾车厢体尺寸，翻转机构及液压油缸参数，为了保证垃圾车的安全性及工作可靠性，下面对初步确定的主要零部件进行校核，主要的校核内容是连接销轴的截面剪切力、车架强度、油缸的壁厚和活塞杆。4.1销轴校核垃圾车上的销轴比较多，主要有举升机构连接销轴，后盖翻转机构连接销轴，上盖翻转机构连接销轴等。根据各个主要销轴的受力情况，选定举升油缸与车架铰接处的销轴进行分析校核。销轴水平和竖直方向都受到剪切力，根据销轴材料为45钢，可以查得许用应力[100MPa，此处销轴长度为直径为，与翻转机构连接的两侧的翻转机构的厚度为30mm。销轴与两侧面连接处都受到剪切力，由受力平衡可得：剪切

油缸

/2/34140N求得销轴横截面上的切应力为：

F剪切A

(4-1)

4

-3m

所求切应力与许用应力进行比较：

27.2MPa由上述计算可知，此销轴满足强度要求。4.2车架强度校核已知举升油缸的铰接点分别位与车厢底部和车架，在车厢的举升过程中，举升力随举升角和垃圾倾倒量的变化而变化。为了确定油缸最大举升力和支承件的受力变化情况，用作图法求出车厢在整个举升过程中的受力变化规律。作图方法如下：19

车厢举升时，假设整个系统匀速运动，则构成一个力平衡系统，再根据平衡体三力汇交原则作出力图，具体如图5-1()。已知车厢满载总质量以及质心作用点A，油缸车厢铰接点以及BB'向，车厢翻转轴对翻转连接的作用点在此假设车厢满载且不倾倒垃圾，即为定值。作图步骤：(1取力的比例尺度；(2作出重力AA'；(3作的平行线交于A点；(4作CA的平行线过A'点与BB'的平行线交于C'点；(5得力平衡三角形AA'C'，按比例确力的大小和方向。(6从静止开始，车厢举升每隔5重复以上步骤图中C'A'翻转轴对车厢翻转连接的反作用力，为油缸对车厢支承点的推力，方向如图3-18。分析所得数据，即可得到举升力的变化规律。图5-1举升力的作图法经过计算，得出：

MPa取疲劳系数为，考虑到垃圾车的使用条件较差，取动荷系数为4.7，则最大动应力为：

346.8KPa选用纵梁材料为，它的屈服极限为：由上述计算可知，车架满足要求。4.3油缸校核

20

yy举升油缸缸筒壁厚的校核初步确定的液压缸的内径为D=100mm，其壁厚为，内径与壁厚的比值为D/=，故可用薄壁圆筒的校核公式进行校核：

D

pDy

=

1.5MPa2

70.6MPa式中——液压缸壁厚（

y

——试验压力，一般取最大工作压力的（）倍；——工作压力，取工作压力为12.7MPa；

——缸筒材料的许用应。由上述计算可知，壁厚满足要求。活塞杆的校核已知选用的举升油缸是二级油缸，直接对直径较小的二级活塞杆进行校核即可。活塞杆的材料为45，由手册可以查出，s

p

=280MPa，E=210GPa。活塞杆的长度为，直径为d=50mm。大压力为FKN，取稳定安全系数为。st==

22806P

9

)

(4-3)将活塞杆简化成两端铰支，=1。截面为圆形，

Id=。柔度为：A

1i

1d

=78.5

(4-4)

<asbas=b2.568MPa

(4-5)由计算可知，活塞杆的柔度之间，