压缩式垃圾车压缩装置设计毕业设计

毕业设计论文设计〔论文〕题目：压缩式垃圾车压缩装置设计

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注意事项1.设计〔论文〕的内容包括：1〕封面〔按教务处制定的标准封面格式制作〕2〕原创性声明3〕中文摘要〔300字左右〕、关键词4〕外文摘要、关键词5〕目次页〔附件不统一编入〕6〕论文主体局部：引言〔或绪论〕、正文、结论7〕参考文献8〕致谢9〕附录〔对论文支持必要时〕2.论文字数要求：理工类设计〔论文〕正文字数不少于1万字〔不包括图纸、程序清单等〕，文科类论文正文字数不少于万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文〔复印件〕。4.文字、图表要求：1〕文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2〕工程设计类题目的图纸，要求局部用尺规绘制，局部用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准标准。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3〕毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4〕图表应绘制于无格子的页面上5〕软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1〕设计〔论文〕2〕附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文〔复印件〕次序装订3〕其它摘要后装压缩式垃圾车因其压缩容量大、密封性好、装料方便、自动化程度高等优点而日益成为环卫垃圾收集运输的主要车种。论文选题具有很强的工程背景和应用价值。其主要内容包括：1对后装式压缩垃圾车的整车进行总体方案设计，以及对主要工作部件装填机构、锁紧机构、填料器、装填箱、滑板、推板、推板滑轨及推板驱动方式进行方案优选。2掌握其压缩装置动作原理，建立压缩垃圾车的整车的三维模型。3从影响后装压缩式垃圾车的装载容积和装载质量的因素着手，对装填角、压缩比等因素做分析，特别针对压缩装置装填角运用力学知识并结合多体动力学仿真软件ADAMS进行仿真实验研究，建立多个垃圾压缩机构仿真模型，通过计算结果、仿真实验分析结果和综合评价之间的相互研究与比照，确定出垃圾压缩车压缩机构最正确的装填角度。4对后装式压缩垃圾车关键参数进行设计研究，确定装填角、压缩比、装填箱的质心位置、推挤卸料机构、车厢等的设计参数。关键词：压缩装置、推挤料机构、压缩角、质心

ABSTRACTAfterinstallzipcompressiontypegarbagetruckbecauseofitslargecapacity,goodsealing,easyloading,highdegreeofautomationandincreasinglybecomethemainenvironmentalsanitationgarbagecollectiontransporttype.Thesistopicselectionhasastrongengineeringbackgroundandapplicationvalue.Themaincontentincludes:1compressgarbagetruckvehiclemountedafteroverallschemedesign,andthemainworkingpartsfeederloadingmechanism,lockingmechanism,fill,packingboxes,skateboarding,pushboard,slidepushboardandpushplatedrivewayplanoptimization.2masteritscompressiondeviceprinciple,theestablishmentofthree-dimensionalmodelofcompressedgarbagetruckvehicle.After3fromtheinfluenceofcompressiontypegarbagetruckloadcapacityandloadofqualityfactors,factorssuchastheloadingAngle,compressionratioforanalysis,especiallyinviewoftheloadingAnglecompresseddeviceutilizingtheknowledgeofmechanicsandcombinedwithmulti-bodydynamicssimulationsoftwareADAMSsimulationexperiments,severalgarbagecompressionsimulationmodelisestablished,throughthecalculationresultsandsimulationresultsoftheanalysisandcomprehensiveevaluationofmutualstudyandcomparison,determinethecargarbagecompressioncompressioninstitutionsoptimalloadingAngle.4keyparametersofmountedaftercompressiongarbagetrucktocarryonthedesignresearchanddeterminetheloadingAngle,compressionratio,packingboxofthecenterofmassposition,pushthedesignparametersofdischargemechanism,cars,etc.Keywords:compressiondevice,pushingmechanism,compressionAngleandcenterofmass

目录摘要 -2-ABSTRACT -3-第一章概述 -5-压缩式垃圾车开展现状 -5-压缩式垃圾车的工作特点 -6-运动仿真分析应用 -7-论文的研究意义 -9-第二章压缩式垃圾车压缩装置的方案设计 -10-总体设计方案及工作原理 -10-装填机构原理 -11-2.3提升机构原理 -12-本章小结 -13-第三章压缩式垃圾车压缩装置参数设计 -14-装填角 -14-3.2ADAMS运动仿真软件简介 -15-3.3仿真数据分析 -16-各个机构油缸参数 -18-3.5本章小结 -28-第四章压缩式垃圾车压缩装置三维建模 -29-4.1solidwork软件介绍 -29-提升机构的三维建模 -32-压缩机构的三维建模 -34-压缩式垃圾车压缩装置装配体 -36-本章小结 -37-致谢 -38-参考文献 -39-

第一章概述1.1压缩式垃圾车开展现状随着城市建设的不断开展，城市人口不断攀升，人们对于生活环境的要求随着生活水平的提高而提高，城市生活垃圾所带来的一系列问题已经凸现出来。原有的垃圾运输设备或者垃圾中转站，已经不能满足日益增长的垃圾处理的要求。另外，在垃圾无害化处理方面，用于垃圾填埋的场地也捉襟见肘，环卫部门不得不选择城市边缘的城郊结合部作为填埋场。由于远离城市中心，造成垃圾的运输距离大大增加，使垃圾运输的费用在垃圾处理费用中所占的比例大为增加。在某些兴旺国家甚至到达80%左右。所以，现在对于垃圾处理行业来说，垃圾运输是重要的一环，并且，运输的效率是应该摆在第一位的。另外，运输工具的选择好坏，也会影响到运输过程中二次污染的产生。垃圾的两种收集运输方式，一种是在垃圾运输距离超过20Km的情况下，要设立垃圾中转站的方式；一种是直接采用垃圾运输设备运输收集。垃圾中转站一般占地面积较大，在城市面积不断增长的今天，完全依靠这种方式是不现实的。我国现阶段采用的是两种方式相结合，高效率的垃圾运输设备可方便喂入，不受地域的限制，是环卫设备开展的方向。图1.1压缩式垃圾车外形图我国的几个大城市中，垃圾处理厂距离市中心在50Km以上。按人均产生0.5kg垃圾来计算，千万人口的城市将日产5000吨左右，10吨的垃圾运输设备需要运输500次左右，这个任务是相当艰巨的。然而，目前我国城市中高性能的垃圾车还不普遍，非压缩式垃圾车采用敞开式垃圾车、加盖式垃圾车等非压缩式垃圾车，拉臂压缩式垃圾车的使用较多。主要原因是我国的垃圾运输设备开展的时间不长，国家投入不多。因此，我国垃圾生产厂家规模一般较小，我国的垃圾生产厂家普遍规模较小，年销售产值200万以上的不到100家，年销售1000万的更是只有几家而已。我国生产垃圾车的主要企业有：青海新路环卫设备制造，北京华林专用车制造公司，济南哈勒专用车制造公司，中国第一汽车集团四川专用汽车厂、上海市环境工程设计科学研究院、中日合资。南京晨光航天应用技术股份、广西玉柴专用汽车厂、湖北程力专用车厂、中联中标环卫设备制造厂等。青海新路，北京华林，济南哈勒，中联中标的规模较大，根本能满足各大城市的垃圾车的需求。这其中还包括三家中外合资企业，不是中外合资的企业的关键元件也是依赖进口，没有自主产权。但是，城市还在不断开展中，要想使垃圾设备跟上开展的需要，扩大中小企业规模，甚至上一些新的工程，建一些新的厂家都是当务之急。除此之外，还需积极的引进国外的垃圾车先进的制造技术。垃圾车起源于上个世纪初的欧洲，经过一战、二战后，垃圾车已经在全球范围内开展起来，并在兴旺国家有了广泛的使用。兴旺国家的垃圾设备技术先进，工艺成熟，自动化程度很高。国外生产垃圾车的厂家主要有：戴姆勒——克莱斯勒公司(Daimler—Chrysler)，MAN公司、许凌(Schorling)公司、依维柯(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，但我们应该看到，兴旺国家的设备在我国不一定就能适应；随着国家对环卫设备投入的增加，垃圾车的制造和研发技术有了长足的进展，与兴旺国家无论在上装还是底盘的制造上，差距都在逐渐缩小。我们应该利用后发优势，在借鉴的根底上设计出适合国情的高效率的垃圾车。1.2压缩式垃圾车的工作特点资源化、无害化原那么，加强对垃圾产生过程的管理，从源头减少垃圾的产生。垃圾处理常规方法有三种：卫生填埋、燃烧、生物堆肥燃烧法具有时间短，垃圾去除彻底等特征，但要到达国家规定的排放标准，造价极高；堆法将垃圾资源化，但肥效差，本钱高，占地面积大；因此，80%以上的垃圾处理仍然要依靠填埋。主要原因是，填埋法在我国一直沿用，技术成熟，处理量大，本钱低。但是，原有垃圾处理技术没有注意到垃圾的减量化，占地过多，后期处理工作，如滤液处理，难度很大，所以仍需要进一步改良。此外，循环利用，减少燃烧排放，都需要将垃圾分类处理。垃圾车的制造要求专用车企业在研发高性能的垃圾车时，提出了跟高的标准，可以概括为以下几个方面。(1)不同类型的垃圾转运与收集采用的设备更加具体化。(2)具有压缩功能的垃圾车普遍化，并有装置与收集装置配套。(3)跑、冒、滴、漏二次污染逐步得到解决。如增加推板的高度，在车尾加设盖板密封以及整车的接口处加装密封条等。(4)PLC及其他电器控制系统的配备，液压传动系统的配备使整车机电液一体化，自动化水平大大提高。(5)垃圾车是一种特种作业车辆，工作环境多变，要求转向具有灵活性，且通过能力较好；为节约制造本钱，应降低整车的重量，提高载质量系数；动力排放要求到达欧II及以上的排放标准；考虑到用户工作的舒适性，驾驶室要求密封，座椅弹性良好，有空调。(6)车辆复杂必然降低其可靠性，但增加一些附属装置，如除臭、清洗的设备，影响还是不大的，也是经济提高的指标。后装式垃圾车的比拟优势集运模式上，用压缩式垃圾车运输生活垃圾是具有明显的优势的。同时，有关国家法规规定，敞开式、加盖式垃圾车不能免除购置附加费，使用本钱高，密封性能差；集装箱装卸载效率低，存在滴漏污染，垃圾不可压缩。而且，摆臂式、侧装式等车型的垃圾容量小，可压缩性差，且容易产生飘、撒、洒、漏等二次污染。以上车型的劣势，使得工程界不得不寻找一种压缩比拟高、二次污染较少的车型，以提高运输的效率和经济效益，而这种设备应该是一种压缩式垃圾车。压缩式垃圾车包括后装式垃圾压缩车、侧装式垃圾压缩、前装式垃圾压缩车，以及拉臂式垃圾压缩车。而后装式垃圾压缩车具有以下几个优势。(1)装填自动化、高压缩比、大装载量、低运输本钱、较少的人员配备；(2)密封性好，跑、冒、滴、漏的问题根本得到解决；(3)收集装置人性化设计，使得垃圾投入更容易，所以不必固定设置垃圾的投放地点；(4)为城市环卫的设备配置和责任分区提供了较好的依据和支持。1.3运动仿真分析应用近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，运动仿真分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开运动仿真分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器，国防军工，船舶，铁道，石化，能源，科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面：

增加产品和工程的可靠性

在产品的设计阶段发现潜在的问题经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料本钱缩短产品投向市场的时间模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费，国际上早在60年代初就开始投入大量的人力和物力开发运动仿真分析程序，但真正的CAE软件是诞生于70年代初期，而近15年那么是CAE软件商品化的开展阶段，CAE开发商为满足市场需求和适应计算机硬、软件技术的迅速开展，在大力推销其软件产品的同时，对软件的功能、性能，用户界面和前、后处理能力，都进行了大幅度的改良与扩充。这就使得目前市场上知名的CAE软件，在功能、性能、易用性、可靠性以及对运行环境的适应性方面，根本上满足了用户的当前需求，从而帮助用户解决了成千上万个工程实际问题，同时也为科学技术的开展和工程应用做出了不可磨灭的奉献。目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。MSC-NASTRAN软件因为和NASA的特殊关系，在航空航天领域有着很高的地位，它以最早期的主要用于航空航天方面的线性运动仿真分析系统为根底，兼并了PDA公司的PATRAN，又在以冲击、接触为特长的DYNA3D的根底上组织开发了DYTRAN。近来又兼并了非线性分析软件MARC,成为目前世界上规模最大的运动仿真分析系统[4]。ANSYS软件致力于耦合场的分析计算，能够进行结构、流体、热、电磁四种场的计算，已博得了世界上数千家用户的钟爱。ADINA非线性运动仿真分析软件由著名的运动仿真专家、麻省理工学院的K.J.Bathe教授领导开发，其单一系统即可进行结构、流体、热的耦合计算。并同时具有隐式和显式两种时间积分算法。由于其在非线性求解、流固耦合分析等方面的强大功能，迅速成为运动仿真分析软件的后起之秀，现已成为非线性分析计算的首选软件。纵观当今国际上CAE软件的开展情况，可以看出运动仿真分析方法的一些开展趋势：1、与CAD软件的无缝集成当今运动仿真分析软件的一个开展趋势是与通用CAD软件的集成使用，即在用CAD软件完成部件和零件的造型设计后，能直接将模型传送到CAE软件中进行有限元网格划分并进行分析计算，如果分析的结果不满足设计要求那么重新进行设计和分析，直到满意为止，从而极大地提高了设计水平和效率。为了满足工程师快捷地解决复杂工程问题的要求。许多商业化运动仿真分析软件都开发了和著名的CAD软件〔例如Pro/ENGINEER、Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks、IDEAS、Bentley和AutoCAD等〕的接口。有些CAE软件为了实现和CAD软件的无缝集成而采用了CAD的建模技术，如ADINA软件由于采用了基于Parasolid内核的实体建模技术，能和以Parasolid为核心的CAD软件〔如Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks〕实现真正无缝的双向数据交换。的研究意义建国五十年来，我国的机械工业虽然已经有了较大的开展，具备了一定的根底和规模，初步满足国民经济和人民生活的需要。但随着世界科学技术的迅速开展，我国机械工业的技术水平和生产能力与工业兴旺国家相比还存在相当大的差距。因此，在我国以新技术改造传统产业和开发高技术含量的新产品，已成为当前机械工业以至各传统产业密切关注和改革的焦点。机电一体化技术是机械技术和电子技术的有机结合，它包括机械、电子、计算机和自动控制技术。它从系统工程的观点出发，使产品或系统实现整体优化。近年来，世界上各兴旺国家竞相开展机电一体化技术，以提高制造技术水平，实现生产系统向柔性化、智能化开展。机电一体化技术给传统的机械工业带来了革命性的变革和惊人的效益，使产业结构、生产方式和管理体制发生深刻的变化。机电一体化是当今世界机械工业技术和产品开展的主要趋势，也是我国机械工业开展的必由之路。作为国家高新技术企业，我公司一贯高度重视和密切关注国内外机电一体化技术的开展和应用情况，同时坚决要求工程技术人员努力掌握机电一体化产品和系统的设计方法和原那么，本着“应用先进的机电一体化技术，推动机械电子工业的进步〞为宗旨，开发机电一体化产品。该过程在丰富和充实国内该领域的机电产品的同时，也能提高本企业产品品位、扩大生产经营产品的种类、开拓国内机电产品市场，并力争取得一席之地，为本企业的生存和开展创造一个良好的根底。减速器的研制工作就是我公司按照国家在这一领域的开展规划的意图，根据我国广告制作市场的需求和我公司的开展需要，经过长达三年的市场调查和预测、方案的构思和评价，进行详细地设计，考虑到系统设计中的质量控制和制造过程的质量管理，而着手研制的机电一体化产品之一。

第二章压缩式垃圾车压缩装置的方案设计总体设计方案及工作原理压缩式垃圾车主要由执行机构、驱动系统以及位置检测装置等所组成。驱动系统是驱动执行机构运动的的传动装置。常用的有液压传动、电力传动和机械传动等形式。控制系统由电器控制和射流控制两种。它支配着压缩式垃圾车按规定的程序运动。位置检测装置控制压缩式垃圾车执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反应给控制系统，并与设定的位置进行比拟，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度到达设定位置。经综合考虑，本文选用液压传动方式实现垃圾自动压缩。图2.1压缩式垃圾车的压缩方案系统组成：油缸、装填机构、锁紧机构、填料器、装填箱、滑板、推板、推板滑轨原理：车厢固定在底盘车架上,装填机构位于车厢后部，其上角与车厢铰接，可由举升油缸驱动绕铰接轴转动。垃圾从装填机构后端的入口处倒入其内,并由压缩机构进行压缩,将垃圾推入车厢压实。车厢前端装有油缸驱动的卸料机构。卸出垃圾时,首先由举升油缸将装填机构举起,车厢后部呈敞开状，然后由卸料机构将垃圾推出车厢。1、装填准备阶段〔1〕垃圾倾倒机构在双作用液压缸的作用下，倒入装填器。〔2〕刮板油缸在换向阀的作用下换向收缩，刮板逆时针转动，刮板转至上止点后，回转到位。〔3〕刮板回转到位后，滑板油缸在换向阀的作用下换向伸出，方向与滑板的斜向下的倾角一致。在滑板油缸带动滑块向下运动到上止点时停止，到此为止准备阶段结束。2、装填压缩阶段〔4〕刮板油缸在换向阀的作用下换向伸出，刮板顺时针转动，开始装填箱内的垃圾清扫动作。将垃圾从进料口扒入垃圾箱，并将垃圾初步压缩，当垃圾顺时针转动到下止点后，停止运动。〔5〕换向阀换向，滑板上升。进料口较小，滑板上升时，垃圾受到进料口的挤压，垃圾通过后，产生了被研碎的效果。滑板油缸运动到带动滑块即刮板向上运动到下止点时，刮板回到初始位置，这样，装填机构完成一次循环。〔6〕推板的支撑点设在车厢的前端，而垃圾推卸完毕后的位置在垃圾箱的后端，运动行程很长，推卸力有很大，用单极缸无法完成这一任务。这里采用斜置式的多级缸直接驱动，既可配合刮板进行双向压缩，又可实现垃圾的迅速推卸。当垃圾从进料口进入垃圾箱后，推板位于垃圾箱的后端。由于推板油缸的回油路上存在一个背压阀，利用小孔节流原理实现对油路的节流作用，一方面防止推板迅速后退，另一方面形成对推板的推力，实现对垃圾的二次压缩。3、卸料准备及卸料阶段：〔7〕锁紧油缸换向阀换向，油缸收缩，锁钩脱离锁孔。装填器举升油缸换向阀换向，装填器上扬。油缸回油路上设有一个单向阀，作为平安保护元件。油缸继续运动到下止点后停止，上扬动作结束。〔8〕推板油缸开控制阀换向，油缸开始克服垃圾所受到的摩擦将垃圾推出箱体外，知道完全推出，垃圾的卸料过程结束。下一次循环的准备阶段：〔9〕装填机构油缸在换向阀的作用下换向，在回油路上也安装有背压阀，以确保装填机构下降的速度不至于过快。油缸运动下止点，装填器两侧板与垃圾箱的两侧板合缝。〔10〕锁紧油缸在换向阀的作用下换向伸长，知道油缸运动到上止点，锁钩钩进锁孔内，密封动作完成。到此为止，装填、压缩及卸料整个一个工作循环完成。装填机构原理图2.2装填机构由刮板、滑板、装填器、滑板油缸、刮板油缸及其他固定连接部件组成。主要性能是装入垃圾并进行压缩，配合卸料机构卸料，密封。2．3提升机构原理图2.3提升机构垃圾桶的提升只要求在一定角度内转动，所以不要求提升机构作整周的运动，符合这种要求的是双摇杆机构。因此，提升机构的运动由电机来带动是不理想的，这里采用的是一个双作用油缸来完成整个动作。底盘上的发动机的运动有变速箱传到液压系统的取力器，带动液压油泵，带动双作用油缸，由油缸带动双摇杆机构的摆臂，实现垃圾桶的往复运动。当双作用缸完全缩回的时候，垃圾桶处于初始位置〔地上〕；当双作用缸完全伸出时，垃圾桶处于终了位置，即垃圾完全倒进的位置。当提升机构在倾倒垃圾的过程中，装填机构的运动已经在进行。锁紧机构的运动是之前进行的，将在方案选择中进一步说明。通过比照分析，确定了压缩垃圾车的工作原理车厢固定在底盘车架上,装填机构位于车厢后部，其上角与车厢铰接，可由举升油缸驱动绕铰接轴转动。垃圾从装填机构后端的入口处倒入其内,并由压缩机构进行压缩,将垃圾推入车厢压实。车厢前端装有油缸驱动的卸料机构。卸出垃圾时,首先由举升油缸将装填机构举起,车厢后部呈敞开状，然后由卸料机构将垃圾推出车厢。

第三章压缩式垃圾车压缩装置参数设计装填角后装压缩式垃圾车能否到达设计的装载质量，两个最关键的因素分别是：刮板压缩机构的压缩能力和卸料机构的反向挤压力，对于一辆垃圾压缩车来说，其压缩效果的好与坏，是评价后装垃圾压缩车装载质量以及工作性能的重要指标。图3.1装填角要到达这样的效果，就要改善装填装置，其中最重要的一个因素就是对装填角进行合理的设计。使垃圾在进入厢体时所受到的压缩力接近水平方向，并保证箱体内的垃圾盛满的情况下还能继续将垃圾压入厢体内，这样，箱内垃圾的压缩比也会有所增加。装填角的示意图如图3.1所示，为垃圾的装填角，为垃圾箱尾端的安装角，为滑板导轨线与厢体尾端安装斜面的夹角，装填角设计合理的情况下，可保证被压缩的垃圾在进入厢体的时候受到的刮板的推挤力的水平分量尽可能大，从而使压实的效果到达最正确。因此，装填角的设计在整车设计中至关重要。目前，国内后装压缩式垃圾车的装填角的取值大多为比拟设计和经验设计，仿照国外同类设备数据，取值在39°到60°之间。本文采用基于ADAMS的装填角度仿真分析研究。3.2ADAMS运动仿真软件简介ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创立完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。ADAMS软件有两种操作系统的版本：UNIX版和WindowsNT/2000版Adams是全球运用最为广泛的711.htm"机械系统仿真软件，用户可以利用Adams在计算机上建立和测试虚拟样机，实现事实再现仿真，了解复杂机械系统设计的运动性能。MDAdams〔MD代表多学科〕是在企业级MSCSimEnterprise仿真环境中与MDNastran相互补充，提供了对于复杂的高级工程分析的完整的仿真环境，SimEnterprise是当今最为完整的集成仿真和分析技术。MDAdams的发布完全支持运动-结构耦合仿真，与MDNastran的双向集成可以释放便利地将Adams的模型输出到Nastran进行更为详细的NVH分析或应力恢复，继而进行寿命/损伤计算。MDAdams/Car应用MDAdams/Car，技术团队可以快速建立和测试整车和子系统的功能化虚拟样车。这可以帮助在车辆研发过程中节省时间、降低费用和风险，提升新车设计的品质。通过MDAdams/Car的仿真环境，汽车工程师们可以在虚拟环境中对于不同的路面、不同实际条件反复测试他们的设计，从而得到满意的结果。MDAdams/Car包含许多的功能模块用于多学科仿真。MultidisciplineValue多学科价值多学科的价值在于大大地拓广了数字分析的能力，MSC的MD技术是优化的涵盖跨学科/多学科的集成，可以充分利用现有的高性能计算技术解决大量大规模的问题。多学科技术聚焦于提升仿真效率、保证设计初期设计的有效性、提升品质、加速产品投放市场。1.新的在线帮助系统以及PDF格式文件，方便打印在MDAdams中，MSC.Software引入了一套新的电子在线帮助系统。MDAdams和MDAdams/Car的用户可以使用整个帮助系统。在帮助系统的目录表中，按照模块进行组织，更方便信息的查找和搜索。对MDAdams/View中的命令语言，新加帮助，对MDAdams/Vibration模块新加了新的理论手册。为方便打印，帮助文档提供了所有帮助文档的PDF格式。2.输出线形模型可用在NASTRAN中进行进一步的振动性能分析MDAdams/Vibration的一个新功能就是Adams2Nastran功能，该功能可以输出线形模型，用于在NASTRAN中进行进一步的振动性能分析。此功能将线性化后的ADAMS模型封装为Nastran的DMIG输入形式。一旦输出完成，用户能够利用NASTRAN强大的频响分析的功能，对系统进行精确的NVH分析和较高频域范围内系统的响应分析。3.在3D接触分析中，用于处理球体新的分析方法当模型中存在3D的球体接触碰撞时，为了得到更为精确的结果，加强了接触计算的算法，即使用真实的几何来代表球体。同旧的将球体外表用小平面表示的方法相比，这种算法解算的速度明显加快。例如，如右图所示的滚珠轴承模型，解算的速度提高3.1倍。这种算法的另一个好处是接触载荷计算的精度提高。右图所示的曲线图显示旧的算法〔黑色曲线〕和新的算法〔红色曲线〕所得到的接触载荷的区别所在。3.3仿真数据分析将模型转化为parasolid格式，最后导入到ADAMS中，建立了压缩式垃圾车的虚拟样机模型。模型含有垃圾体与装填箱接触、垃圾体与挡板接触、垃圾体与滑板接触、垃圾体与刮板接触，并建立左右挡板垃圾体为一种既有弹性又有塑性的材料，但ADAMS一般只能创立刚性模型，因此，在这里用垃圾球代替垃圾体，建模时将球的质量和密度等参数设定为垃圾的特性参数即可。下面对垃圾球在45°~60°范围内进行仿真，从而确定出装填角的具体数值。图3.239°时的水平挤压曲线图3.342°时的水平挤压曲线图3.445°时的水平挤压曲线图3.557°时的水平挤压曲线图3.660°时的水平挤压曲线由图可知，45°时的挡板所受到的挤压力是最大的。动力分析是分析工作机构在运动过程中的受力情况，也就是分析分析液压缸或液压马达的负载情况，并绘制相应的负载循环图〔F-t〕。工作机构作直线运动时，液压缸所要克服的负载为：式中：Fe—工作负载；Ff—摩擦负载；Fi—惯性负载；1〕翻斗油缸估算翻斗支架质量m1为30Kg，每桶垃圾的质量m2为80Kg，滑动摩擦系数。NNN其总负载为N。对总负载放大留余量，那么取100KN。图翻斗油缸负载循环图2〕滑板油缸估算滑板支架质量m1为125Kg，刮板质量m2为50Kg，滑动摩擦系数为0.07。N，N，N，其总负载N，对总负载放大留余量，那么取100KN。图3.8滑板油缸负载循环图刮板油缸刮板质量m1为50Kg，滑动摩擦系数为0.07。NNN对推板和刮板作受力分析。图3.9压缩装置受力分析图垃圾在填装挤压过程中，在滑板挤压力FL作用下，受压垃圾向左方移动，与此同时，厢壁作用在垃圾上的摩擦力Ff1方向与垃圾移动方向相反，其大小为：式中：S1—车厢横截面内壁周长〔m〕；x—图示的推进长度〔m〕；p—垃圾的单位膨胀力〔N/m2〕；f—垃圾与壁面的综合摩擦系数。阻碍垃圾移动的另外一个阻力是垃圾重力引起的，记作Ff2，那么有：式中：S2—近似取车厢的宽度〔m〕；—垃圾的计算密度〔kg/m3〕；h—车厢高度〔m〕；假设向前推进垃圾，必须满足以下条件：即当结构尺寸确定后，、和。、、那么随压缩程度，垃圾成分不同而变化，因此它们确实切数据很难确定。通过试验，KN/m。设，—推板行程mm—装填角，KN其总负载为KN，对总负载放大留余量，那么取200KN。图刮板油缸负载循环图4〕举升油缸估算装填厢质量为2000Kg，滑动摩擦系数为0.07。NNN其总负载为N，对总负载放大留余量，那么取200KN。5〕推板油缸估算推板质量为350Kg，滑动摩擦系数为0.07，车厢容积为13m33。NNN其总负载为N，对总负载放大留余量，那么取180KN。图推板油缸负载循环图确定液压系统主要参数液压系统工作压力选定是否合理，直接关系到整个液压系统设计的合理程度。在液压系统功率一定的情况下，假设压力选的过低，那么液压元、辅件的尺寸和自重就会增加；假设压力选的较高，那么尺寸和自重会相应减少。例如，飞机液压系统的工作压力从21MPa提高到28MPa，那么其自重下降约5%，其体积将减小13%。然而，假设液压系统压力选的过高，由于对制造液压元、辅件的材质、密封、制造精度等要求的提高，反而会增大系统的尺寸和自重，其效率和使用寿命也会相应下降，因此不能一味的追求高压。表3-1所示为目前我国几类机器常用的液压系统工作压力。根据表2-2的数据，初选系统压力P=13MPa。表3-1我国目前几类机器常用的液压系统工作压力设备类型机床农业机械、小型工程机械、工程机械的辅助机构等压力机，中、大型挖掘机，重型机械，起重运输机械等系统压力/MPa磨床组合机床龙门刨床拉床0.8～23～52～88～1010～1620～32根据需要的液压缸的理论输出F和系统选定的供油压力p来计算缸筒内径D〔m〕，计算公式如下：式中：F—液压缸的理论输出力〔N〕；p—供油压力〔MPa〕。对于活塞杆直径可以按经验公式来初步选定活塞杆直径，经验公式如下：在此处确定为。1〕翻斗油缸翻斗油缸负载F=100KN，根据公式〔2-1〕计算得D=99mm，根据表选取标准尺寸D=100mm；根据公式得d=25mm，根据表选取标准尺寸d=25mm。表3-2缸筒内径尺寸系列〔mm〕840125〔280〕1050〔140〕3201263160〔360〕1680〔180〕40020〔90〕200〔450〕25100〔220〕50032〔110〕250注：1.圆括号内尺寸为非优先选用者。2.内径上限可扩展，按R10优先数系列选用。表3-3活塞杆外径尺寸系列420561605226318062570200828802201032902501236100280144011032016451253601850140注：直径上限可扩展，按R20优先数系列选用。滑板油缸滑板油缸负载F=100KN，根据公式〕得D=99mm，根据表选取标准尺寸D=100mm；根据公式得d=25mm，根据表选取标准尺寸d=25mm。3〕刮板油缸刮板油缸负载F=200KN，根据公式计算得D=140mm，根据选取标准尺寸D=160mm；根据公式得d=40mm，根据表选取标准尺寸d=40mm。4〕举升油缸举升油缸负载F=200KN，根据公计算得D=140mm，根据表选取标准尺寸D=160mm；根据公式得d=40mm，根据表选取标准尺寸d=40mm。5〕推板油缸推板油缸由于行程较长，采用二级油缸。推板油缸负载F=180KN，根据公式计算得D1=133mm，根据表选取标准尺寸D=160mm；根据公式得d=25mm，根据表选取标准尺寸d=25mm，二级缸筒内径D2=125mm。根据活塞横截面积和液压缸运动速度来计算液压缸流量。计算公式如下：式中：D—缸筒内径；d—活塞杆直径；Vmax—液压缸的最大运动速度。1〕翻斗油缸翻斗油缸缸筒内径D=100mm，活塞杆直径d=25mm，液压缸最大运动速度Vmax=108mm/s。根据公式得q1×10-4m3/s、q2×10-4m3/s。2〕滑板油缸滑板油缸缸筒内径D=100mm，活塞杆直径d=25mm，液压缸最大运动速度Vmax=60mm/s。根据公式得q1×10-4m3/s、q2×10-4m3/s。3〕刮板油缸刮板油缸缸筒内径D=160mm，活塞杆直径d=40mm，液压缸最大运动速度Vmax=60mm/s。根据公式得q1×10-3m3/s、q2×10-3m3/s。4〕举升油缸举升油缸缸筒内径D=160mm，活塞杆直径d=40mm，液压缸最大运动速度Vmax=50mm/s。根据公式得q1×10-4m3/s、q2×10-4m3/s。5〕推板油缸滑板油缸缸筒内径D=160mm，液压缸最大运动速度Vmax×10-3m3/s。4．绘制液压系统工况图工况图包括压力循环图、流量循环图和功率循环图。它们是调整系统参数、选择液压泵、阀等元件的依据。压力循环图—〔p-t〕图通过最后确定的液压执行元件的结构尺寸，在根据实际载荷的大小，倒求出液压执行元件在其动作循环各阶段的工作压力，然后把它们绘制成〔p-t〕图。流量循环图—〔qv-t〕图根据已确定的液压缸有效工作面积或液压马达的排量，结合其运动速度算出它在工作循环中每一阶段的实际流量，把它绘制成qv-t〕图。假设系统有多个液压执行元件同时工作，要把各自的流量图叠加起来绘制出总的流量循环图。功率循环图—〔P-t〕图绘制压力循环图和总流量循环图后，根据P=pqv，即可绘出系统的功率循环图。压力循环图1〕翻斗油缸2〕滑板油缸图滑板油缸压力循环图3〕刮板油缸图刮板油缸压力循环图4〕举升油缸图举升油缸压力循环图5〕推板油缸图推板油缸压力循环图流量循环图1〕翻斗油缸图3.18翻斗油缸流量循环图2〕滑板油缸图滑板油缸流量循环图3〕刮板油缸图刮板油缸流量循环图4〕举升油缸图举升油缸流量循环图5〕推板油缸图推板油缸流量循环图3.5本章小结本章首先介绍了装填角，其中最重要的一个因素就是对装填角进行合理的设计。使垃圾在进入厢体时所受到的压缩力接近水平方向，并保证箱体内的垃圾盛满的情况下还能继续将垃圾压入厢体内，这样，箱内垃圾的压缩比也会有所增加，其次通过运动仿真，求出了装填角45°时的挡板所受到的挤压力是最大的，最后对油缸参数进行确定。

第四章压缩式垃圾车压缩装置三维建模4.1solidwork软件介绍SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的开展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最正确编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原那么得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。使用了WindowsOLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核〔由剑桥提供〕以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其它3DCAD系统相比，与SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这比拟客观地说明了越来越多的工程师使用SolidWorks，越来越多的企业雇佣SolidWorks人才。据统计，全世界用户每年使用SolidWorks的时间已达5500万小时。在美国，包括麻省理工学院〔MIT〕、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidWorks列为制造专业的必修课，国内的一些大学〔教育机构〕如清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、上海教育局等也在应用SolidWorks进行教学。Solidworks软件功能强大，组件繁多。Solidworks功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks的三大特点，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的Windows系统的用户，根本上就可以用SolidWorks来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比拟短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，用户能在比拟短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比拟简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。〞在强大的设计功能和易学易用的操作〔包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴〕协同下，使用SolidWorks，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。全动感用户界面只有SolidWorks才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的〞的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而防止了界面的零乱。崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks资源管理器是唯一一个同Windows资源器类似的CAD文件管理器。特征模版为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模版上调用标准的零件和特征，并与同事共享。SolidWorks提供的AutoCAD模拟器，使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转向三维实体设计。配置管理是SolidWorks软件体系结构中非常独特的一局部，它涉及到零件设计、装配设计和工程图。配置管理使得你能够在一个CAD文档中，通过对不同参数的变换和组合，派生出不同的零件或装配体。协同工作：SolidWorks提供了技术先进的工具，使得你通过互联网进行协同工作。通过eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一种极度压缩的、可通过电子邮件发送的、自行解压和浏览的特殊文件。通过三维托管网站展示生动的实体模型。三维托管网站是SolidWorks提供的一种效劳，你可以在任何时间、任何地点，快速地查看产品结构。SolidWorks支持Web目录，使得你将设计数据存放在互联网的文件夹中，就象存本地硬盘一样方便。用3DMeeting通过互联网实时地协同工作。3DMeeting是基于微软NetMeeting的技术而开发的专门为SolidWorks设计人员提供的协同工作环境。装配设计在SolidWorks中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks的性能得到极大的提高。SolidWorks可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干预检查和间隙检测。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。镜像部件是SolidWorks技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件〔包括具有派生关系或与其他零件具有关联关系的零件〕的新的零部件。SolidWorks用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。Solidworks是基于特征的实体造型软件，建立的三维建模比二维平面图更加直观、清晰。同时利用装配建模技术可以将零件模拟装配起来。利用装配模型可以进行后续的装配干预分析、运动仿真模拟、物性分析、运动仿真分析等，还可以在装配环境中对零件进行设计、编辑、修改。利用这些功能，能有效防止产品设计中经