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SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
王凱
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B04-15班
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
交通運(yùn)輸
是否外聘
□是■否
題目名稱
擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
1、設(shè)計(jì)目的
通過(guò)進(jìn)行裝卸垃圾車(chē)車(chē)廂和自動(dòng)傾倒液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械、液壓方面的設(shè)計(jì)能力；通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)和對(duì)設(shè)計(jì)部分所涉及的課本以外知識(shí)的自主學(xué)習(xí),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力。
2、設(shè)計(jì)意義
垃圾箱的裝運(yùn)是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的問(wèn)題，提高裝卸效率和裝卸便捷性是垃圾裝卸工作的重要內(nèi)容，目前有許多種類(lèi)型的垃圾裝卸車(chē)，功能和特點(diǎn)各不相同。擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂設(shè)計(jì)需要借鑒現(xiàn)有垃圾裝卸車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，要能夠方便地裝卸垃圾箱斗并自動(dòng)傾倒垃圾，方便城市清潔環(huán)保工作。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
1、設(shè)計(jì)內(nèi)容
認(rèn)真查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，在全面掌握擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂構(gòu)造和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合此次設(shè)計(jì)要求，完成車(chē)廂的布置和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：按給定車(chē)廂尺寸和需要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)擺臂機(jī)械。按功能要求設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，對(duì)擺臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行部分設(shè)計(jì)計(jì)算，給出主要零部件圖和裝配圖，并對(duì)部分零部件進(jìn)行校核。
2、技術(shù)要求
設(shè)計(jì)方案要合理，結(jié)構(gòu)要符合人們的使用需要。所含圖紙必須采用計(jì)算機(jī)輔助制圖，要求工整、清晰、規(guī)范。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)層次分明，數(shù)據(jù)詳實(shí)，文字簡(jiǎn)練，推理有據(jù)，內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)。內(nèi)容一般包括主要部分組成，依次為：封面；任務(wù)書(shū)；中、英文摘要；目錄；正文；參考文獻(xiàn)；致謝；附錄等。正文一般包括：理論分析、設(shè)計(jì)方案、計(jì)算方法、試驗(yàn)結(jié)果以及必要的圖表、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，正文主體要求文字簡(jiǎn)練、通順、層次清楚，重點(diǎn)突出。
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
（一）計(jì)算說(shuō)明部分
1、設(shè)計(jì)研究題目的意義及發(fā)展趨勢(shì)； 2、設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容的問(wèn)題與分析；3、設(shè)計(jì)方案的選定；
4、擺臂機(jī)構(gòu)的計(jì)算、分析與校核；5、擺臂機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算；6、擺臂機(jī)構(gòu)材料選擇與強(qiáng)度計(jì)算；7、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型；8、主要參考文獻(xiàn)及附錄等
（二）圖紙部分
擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂總裝配圖以及零件圖，總共合3張以上A0圖紙。
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告； 第4周（3月23日～3月29日）
（2）列出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)提綱，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 第5周（3月30日～4月5日）
（3）繪制草圖，繪制原理圖； 第6～7周（4月6日～4月19日）
（4）繪制總體結(jié)構(gòu)圖、提供說(shuō)明書(shū)初稿 第8～10周（4月20日～5月10日）
（5）完善設(shè)計(jì)和說(shuō)明書(shū)； 第11～15周（5月11日～6月14日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改； 第16周（6月15日～6月21日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月22日～6月28日）
五、主要參考資料
汽車(chē)設(shè)計(jì)制造相關(guān)書(shū)籍，機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)等相關(guān)資料。
[1] 王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)；
[2] 李壯云.液壓元件與系統(tǒng)；
[3] 王三民.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)；
[4] 王賢坤.機(jī)械CAD/CAM技術(shù)、應(yīng)用與開(kāi)發(fā)。
[5]液壓識(shí)圖;
[6]機(jī)構(gòu)創(chuàng)新原理;
[7]模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
擺臂垃圾車(chē)車(chē)廂設(shè)計(jì)
系部名稱： 汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 車(chē)輛工程 B04-15班
學(xué)生姓名： 王凱
指導(dǎo)教師： 韓春強(qiáng)
職 稱： 講師
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○○八年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Design of the Van Boby of Suspends the Arm Garbage Truck
Candidate：Wang Kai
Specialty：Vehicle Engineering
Class：B04-15
Supervisor：lecturer. Han Chunqiang
Heilongjiang Institute of Technology
2008-06·Harbin
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
王凱
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B04-15班
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
交通運(yùn)輸
是否外聘
□是■否
題目名稱
擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
1、研究現(xiàn)狀
２０世紀(jì)８０年代末以來(lái)，我國(guó)垃圾車(chē)的研發(fā)機(jī)構(gòu)、改裝生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加快了國(guó)產(chǎn)垃圾車(chē)新產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，使國(guó)產(chǎn)垃圾車(chē)的技術(shù)裝備水平得到較快發(fā)展和很大提高，改變了傳統(tǒng)的垃圾裝運(yùn)的作業(yè)方式，由人工作業(yè)向機(jī)械化、半機(jī)械化方向發(fā)展，垃圾車(chē)的裝備技術(shù)由簡(jiǎn)易型向技術(shù)密集型方向發(fā)展。
現(xiàn)代化垃圾車(chē)的裝備技術(shù)與生態(tài)型、現(xiàn)代化國(guó)際大都市發(fā)展相適應(yīng)，具有國(guó)際先進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新的裝備特征。從滿足單一的普通作業(yè)需求，向滿足文明作業(yè)、環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量監(jiān)管、城市容貌等作業(yè)和管理需求方向發(fā)展。其主要特征為集成化、 環(huán)?；?、人性化和數(shù)字化 。
從總體上看，由敞開(kāi)式發(fā)展到密閉式，已經(jīng)成為垃圾車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。密閉式垃圾車(chē)包括壓縮式垃圾車(chē)、自裝卸式垃圾車(chē)、車(chē)廂可卸式垃圾車(chē)等機(jī)械化密閉式垃圾收運(yùn)車(chē)輛。使車(chē)輛運(yùn)輸效率和密閉性能得到提高。
目前，我國(guó)擺臂垃圾車(chē)在功能上，部分接近國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平。但在性能上與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品還存在較大差距。生產(chǎn)企業(yè)的加工裝備簡(jiǎn)陋、工裝模具不全、工藝技術(shù)落后、生產(chǎn)規(guī)模小，低端產(chǎn)品特征明顯，整車(chē)性能較差。并且在技術(shù)上缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和概念創(chuàng)新。大部分國(guó)產(chǎn)垃圾車(chē)是以模仿進(jìn)口車(chē)功能為基礎(chǔ)來(lái)研制生產(chǎn)的，產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象較為普遍。
2、目的、依據(jù)和意義
從價(jià)格上看，密閉壓縮式垃圾車(chē)較昂貴，而擺臂式較之在價(jià)格上具有普遍優(yōu)勢(shì)。如若能在其實(shí)用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善結(jié)構(gòu)，完美其功能，那么擺臂式垃圾車(chē)會(huì)更有廣闊的市場(chǎng)空間。本人所設(shè)計(jì)的擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂就是立足于普通垃圾車(chē)的功能基礎(chǔ)之上，完善垃圾廂斗的嚴(yán)密性，防止液體的散漏造成二次污染，加大垃圾箱斗的有效利用面積，同時(shí)增加舉升缸的舉升能力，提高垃圾作業(yè)的工作時(shí)效。
擺臂式垃圾車(chē)廣泛適用與城市街道學(xué)校垃圾處理，適用全國(guó)通用垃圾斗，可一車(chē)配多個(gè)垃圾斗，各個(gè)垃圾點(diǎn)放置多個(gè)垃圾斗，廂斗可吊上放下，可自行傾倒垃圾，液壓操作，操作方便。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容,擬解決的主要問(wèn)題
1、研究的基本內(nèi)容
所要研究的主要內(nèi)容是擺臂垃圾車(chē)車(chē)廂的設(shè)計(jì)。按選定車(chē)廂尺寸和所要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)垃圾車(chē)廂斗裝置及其擺臂裝置；按功能要求設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)管路；給出主要零件圖，并對(duì)主要零部件進(jìn)行校核。
2、擬要解決的問(wèn)題
（一）擺臂垃圾車(chē)車(chē)廂的設(shè)計(jì)
（二）垃圾車(chē)廂斗的設(shè)計(jì)
（三）液壓缸在擺臂上的支點(diǎn)的確定
（四）車(chē)廂舉升裝置設(shè)計(jì)
（五）車(chē)廂液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
三、技術(shù)路線（研究方法）
通過(guò)閱讀各種與題目相關(guān)的書(shū)籍和期刊雜志，收集各類(lèi)資料，根據(jù)選定的技術(shù)參數(shù)、規(guī)格、范圍及性能確定擺臂拉圾車(chē)車(chē)廂的總體設(shè)計(jì)方案。主要對(duì)擺臂進(jìn)行民用工業(yè)要的設(shè)計(jì)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，設(shè)計(jì)和繪制工作裝配總圖及部件圖，最終得到能對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐起重要作用的新型自卸車(chē)車(chē)廂。
以下是設(shè)計(jì)流程梗概圖
汽車(chē)底盤(pán)數(shù)據(jù)收集
垃圾車(chē)車(chē)廂參數(shù)的確定及設(shè)計(jì)
垃圾車(chē)車(chē)廂廂斗的參數(shù)確定設(shè)計(jì)
擺臂垃圾車(chē)擺臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)
垃圾車(chē)液壓缸參數(shù)的確定設(shè)計(jì)及校核
垃圾車(chē)廂體、液壓缸零件圖及裝配圖繪制
撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告； 第4周（3月23日～3月29日）
（2）列出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)提綱，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 第5周（3月30日～4月5日）
（3）繪制草圖，繪制原理圖； 第6～7周（4月6日～4月19日）
（4）繪制總體結(jié)構(gòu)圖、提供說(shuō)明書(shū)初稿 第8～10周（4月20日～5月10日）
（5）完善設(shè)計(jì)和說(shuō)明書(shū)； 第11～15周（5月11日～6月14日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改； 第16周（6月15日～6月21日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月22日～6月28日）
五、參考文獻(xiàn)
[1]王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8（2006.8重?。?
[2]李壯云.液壓元件與系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.6.
[3]王三民.機(jī)械原理與設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
[4]王賢坤.機(jī)械CAD/CAM技術(shù)、應(yīng)用與開(kāi)發(fā).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.11.
[5]曲繼.機(jī)構(gòu)原理與設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2007.
[6]龔微寒.汽車(chē)現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造[M].北京：人民交通出版社,1995.
[7]余仁義,梁濤.自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē).2003,(2)：20-21.
[8]葉軍祥.自卸車(chē)液壓舉升機(jī)構(gòu)的受力分析與計(jì)算方法[J].專(zhuān)用汽車(chē).1993,(3)：15-16.
[9]劉敏杰,劉聚德.幾種舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與性能分析[J].專(zhuān)用汽車(chē).1999,(2)：23-25.
[10]蘇金泉.連桿復(fù)合式舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].汽車(chē)技術(shù).1985,(3)：15-25.
[11]唐桂云.自卸車(chē)連桿放大式舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē).1995,(4)：27-31.
[12]辛珍陽(yáng).前推連桿放大舉升機(jī)構(gòu)的改進(jìn)[J].專(zhuān)用汽車(chē).2000,(2)：26-27.
[13]楊裕強(qiáng).有多節(jié)伸縮蓋板的自卸車(chē)大廂的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2006,(3)：3-4.
[14]向曉峰.軟索在自卸車(chē)啟閉機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用[J].專(zhuān)用汽車(chē).2005,(2)：34-35.
[15]Martin W.Stockel,Martin T.Stockel.Auto Fundamentals[R].U.S.A：Goodheart Wilcox Company,2003：102-110.
[16] Bryson, George Y.; Deal III, Walter F. The automobile: A designer's dream[J]. Technology Teacher，1996，55（6）：36.
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘要 垃圾車(chē)在現(xiàn)代生活中起到的作用越來(lái)越大，越來(lái)越被人們的重視?，F(xiàn)代的垃圾車(chē) 設(shè)計(jì)在專(zhuān)用車(chē)設(shè)計(jì)中的占有的地位也越來(lái)越高。目前，垃圾車(chē)設(shè)計(jì)普遍存在著價(jià)位過(guò) 高，與當(dāng)前垃圾車(chē)的實(shí)際接受能力存有一定的距離，致使高消費(fèi)的垃圾專(zhuān)用車(chē)的消費(fèi) 量較小。本設(shè)計(jì)從市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)需求角度出發(fā)，看重實(shí)際，把設(shè)計(jì)功能較完善合理，充分 滿足功能要求作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)中,積極使用新型材料、降低成本價(jià)格,以期生產(chǎn) 出占有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),功能全，價(jià)格低，市場(chǎng)需求量較多的實(shí)用型擺臂垃圾車(chē)。 設(shè)計(jì)中，針對(duì)現(xiàn)有垃圾車(chē)廂斗由于使用環(huán)境問(wèn)題，而致使存在的廂斗易腐蝕、使 用周期短的不良現(xiàn)象，加置抗腐蝕性強(qiáng)的內(nèi)層廂體，大大延長(zhǎng)了廂斗的使用壽命，進(jìn) 一步增加了實(shí)用性。較好的解決了該類(lèi)垃圾車(chē)車(chē)廂斗的易腐蝕問(wèn)題。并且內(nèi)層材料價(jià) 格相對(duì)較低,有望成為擺臂式垃圾車(chē)密封車(chē)廂的新產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞：垃圾車(chē)；車(chē)廂；擺臂；支腿；液壓系統(tǒng) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Garbage truck the role which plays in the modern life is getting bigger and bigger, more and more by peoples 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 consumptions trash private cars 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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1概述 1
1.2擺臂式垃圾車(chē)定義及組成功用 2
1.3國(guó)內(nèi)外擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r 3
1.4擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展方向和前景 3
1.5本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容 4
第2章 擺臂式垃圾車(chē)底盤(pán)的選取 5
2.1底盤(pán)的選取 5
2.1.1汽車(chē)底盤(pán)選型要求 5
2.1.2底盤(pán)選型 5
2.1.3底盤(pán)的選取 6
2.2選用的底盤(pán)主車(chē)架的主要尺寸 7
2.3垃圾車(chē)質(zhì)量參數(shù)的估算 7
2.4本章小結(jié) 7
第3章 擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.1副車(chē)架的設(shè)計(jì) 9
3.1.1副車(chē)架外形設(shè)計(jì) 9
3.1.2副車(chē)架選材 9
3.2車(chē)廂設(shè)計(jì) 10
3.3擺臂式垃圾車(chē)車(chē)箱斗外形設(shè)計(jì) 11
3.3.1廂斗形狀的確定 11
3.3.2廂斗的密封及開(kāi)合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
3.3.3廂斗的保護(hù)設(shè)計(jì) 12
3.3.4廂斗選材 12
3.4擺臂式垃圾車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13
3.4.1擺臂液壓缸的選用 13
3.4.2擺臂的設(shè)計(jì) 13
3.5支腿的設(shè)計(jì) 14
3.6總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
3.7本章小結(jié) 15
第4章 擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂設(shè)計(jì)計(jì)算 17
4.1垃圾車(chē)副車(chē)架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 17
4.1.1副車(chē)架主要尺寸設(shè)計(jì) 17
4.1.2副車(chē)架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 17
4.2垃圾車(chē)車(chē)廂主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) 23
4.3垃圾車(chē)廂斗主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) 24
4.4擺臂設(shè)計(jì)計(jì)算 25
4.5擺臂強(qiáng)度剛度及彎曲變形的校核 29
4.5.1擺臂液壓缸最大推力的計(jì)算 29
4.5.2擺臂強(qiáng)度剛度校核 30
4.6支腿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 37
4.7本章小結(jié) 38
第5章 擺臂式垃圾車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39
5.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 39
5.1.1擺臂舉升液壓缸選型與設(shè)計(jì) 39
5.1.2擺臂舉升油泵的選型計(jì)算 40
5.1.3支腿油缸選型計(jì)算 41
5.1.4油箱容積與油管內(nèi)徑計(jì)算 42
5.1.5方向控制閥的選型 43
5.2操縱方式的選型 43
5.3液壓系統(tǒng)原理 44
5.4取力器的選擇 45
5.5本章小結(jié) 46
結(jié) 論 47
參考文獻(xiàn) 48
致 謝 49
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1概述
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市數(shù)量及人口顯著增加，城市規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大。隨著城市化進(jìn)程的加快，中國(guó)城市生活垃圾產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，年增長(zhǎng)速度在過(guò)去幾年曾達(dá)到5%—8%。到2001年,中國(guó)的城市生活垃圾清運(yùn)量近1.4億噸。近幾年，中國(guó)城市生活垃圾清運(yùn)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)開(kāi)始變緩，進(jìn)入了一個(gè)低增長(zhǎng)階段。但是，隨著城市垃圾的累積量越來(lái)越大，高效的城市垃圾處理已變的刻不容緩。
為了避免垃圾在運(yùn)輸中造成二次污染，因此，保持垃圾在運(yùn)輸過(guò)程中的全程密閉，是現(xiàn)代垃圾車(chē)最基本的要求。
據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)大量使用的密閉垃圾車(chē)主要有自卸式垃圾車(chē)、擺臂式垃圾車(chē)、車(chē)廂可卸式垃圾車(chē)以及壓縮式垃圾車(chē)。其中，自卸式垃圾車(chē)在市場(chǎng)價(jià)格上占有較大優(yōu)勢(shì)，但其在使用上要配備垃圾的裝載車(chē)輛，增加了人力和物力的成本；車(chē)廂可卸式垃圾車(chē)，同樣需要附加垃圾裝載車(chē)輛，增加了運(yùn)作費(fèi)用；壓縮式垃圾車(chē)，相當(dāng)于一個(gè)流動(dòng)垃圾中轉(zhuǎn)站，能夠把垃圾擠入車(chē)廂壓實(shí)，并具有垃圾自動(dòng)推卸等功能。壓縮式垃圾車(chē)收集垃圾方式簡(jiǎn)便、高效、壓縮比高、裝載量大，特別是其突出的密閉性好、更環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是垃圾車(chē)的主要發(fā)展趨勢(shì)。但是我國(guó)大多城市現(xiàn)有的垃圾收集是定點(diǎn)收集方式，要變固定方式為流動(dòng)方式，不僅要改變?nèi)藗兊牧?xí)慣，還要耗費(fèi)大量人力物力重建垃圾收集站。同時(shí)，垃圾車(chē)的購(gòu)買(mǎi)大部分依靠財(cái)政撥款，資金成為又一不利因素。因此，壓縮式垃圾車(chē)在很多城市無(wú)法迅速推廣，只在上海、武漢、廣州等大城市有較大比例的使用。而擺臂式垃圾車(chē)，能夠在一定程度上集括了上述幾種垃圾車(chē)的長(zhǎng)處。該車(chē)的特點(diǎn)是貨斗與車(chē)體分開(kāi)，能夠?qū)崿F(xiàn)一臺(tái)車(chē)與多個(gè)貨斗聯(lián)合作業(yè)，循環(huán)運(yùn)輸，充分提高了車(chē)輛的運(yùn)輸能力，特別適用于短途運(yùn)輸，在價(jià)格上也同樣占有較大優(yōu)勢(shì)。
本設(shè)計(jì)針對(duì)中型汽車(chē)底盤(pán)，在其性能允許范圍內(nèi)，進(jìn)行擺臂式垃圾車(chē)的車(chē)廂、擺臂、垃圾廂斗、車(chē)尾支腿及液壓系統(tǒng)的加置設(shè)計(jì)，使其能夠輕易完成垃圾清置部門(mén)的各項(xiàng)使用要求。同時(shí)，增大垃圾廂斗的盛載容積，增加一次運(yùn)輸垃圾貨物的數(shù)量，加強(qiáng)實(shí)用性。
1.2擺臂式垃圾車(chē)定義及組成功用
擺臂式垃圾車(chē)是一種既能自動(dòng)裝運(yùn)、傾卸散裝貨物,又能自裝自卸集裝箱、預(yù)制構(gòu)件、機(jī)械設(shè)備等大件物體的專(zhuān)用車(chē)輛。主要由二類(lèi)貨車(chē)底盤(pán)、擺臂機(jī)構(gòu)、車(chē)廂及廂斗、液壓操作系統(tǒng)及其他輔助機(jī)構(gòu)組成。具體各設(shè)計(jì)組成機(jī)構(gòu)與功能如下（如圖1.1）：
（1）操縱裝置：上面的按鈕與操縱桿用來(lái)控制自裝卸過(guò)程中的各個(gè)動(dòng)作；
（2）地坑式廂斗：用于盛載各種垃圾貨物；
（3）舉升液壓缸：通過(guò)控制桿的向前(向后)推動(dòng)，使主液壓缸伸縮，驅(qū)使主臂向前(向后)擺動(dòng),達(dá)到提升(放下)箱體的目的?？障鋾r(shí)可以使用快速調(diào)節(jié)功能,可讓主臂快速向后擺動(dòng),放下箱體。此時(shí),向后推動(dòng)控制桿的同時(shí),按下控制桿上的按鈕；
（4）擺臂：通過(guò)擺臂液壓缸的伸縮與拉伸動(dòng)作帶動(dòng)擺臂擺動(dòng),同時(shí)與擺臂通過(guò)鏈條相連的廂斗被帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),完成廂斗的裝與卸；
1.操縱裝置 2.箱體 3.伸縮液壓缸 4.擺臂 5.U形鋼板 6.支腿 7.車(chē)廂體 8.主車(chē)架 9.副車(chē)架 10.松木條
11. 液壓系統(tǒng)車(chē)外操縱箱 12. 液壓泵
圖1.1 擺臂式垃圾車(chē)結(jié)構(gòu)組成示意圖
（5）車(chē)廂U形鋼板部分：起到固定擺臂繞點(diǎn)的作用,同時(shí)在平行的中空鋼板里安置了支腿液壓缸與支腿；
（6）支腿及支腿液壓缸：在擺臂旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)廂斗的裝卸及垃圾貨物的傾卸時(shí),支腿打開(kāi),支撐到地面上,穩(wěn)定車(chē)身；
（7）車(chē)廂：用于放置廂斗或整體貨物；
（8）汽車(chē)底盤(pán)主車(chē)架：主要起到支撐固定擺臂垃圾車(chē)各種零部件，承載汽車(chē)?yán)浳镙d荷的作用；
（9）副車(chē)架：起到增加主車(chē)架強(qiáng)度、剛度，增加主車(chē)架抵抗彎曲變形的能力，同時(shí)輔助主車(chē)架支撐與承載；
（10）松木條：主要起到隔振吸振的作用；
（11）液壓系統(tǒng)車(chē)外操縱箱：控制液壓系統(tǒng)完成垃圾貨物的裝載或傾斜工作；
（12）液壓泵：從液壓油箱中泵取液壓油，輸出高壓力液壓油液，并使高壓力液壓油液在液壓系統(tǒng)管路中運(yùn)行，通過(guò)各種液壓閥及液壓部件完成各種需要的動(dòng)作。
此種車(chē)廣泛用于施工單位，廠礦企業(yè)，城市環(huán)衛(wèi)部門(mén)以及港口碼頭、車(chē)站，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸、裝卸的機(jī)械化。它的特點(diǎn)是貨斗與車(chē)體分開(kāi)，能實(shí)現(xiàn)一臺(tái)車(chē)與多個(gè)貨斗聯(lián)合作業(yè)，循環(huán)運(yùn)輸，充分提高了車(chē)輛的運(yùn)輸能力，特別適用于短途運(yùn)輸。當(dāng)作為垃圾車(chē)時(shí)，可廣泛適用與城市街道學(xué)校垃圾處理，適用全國(guó)通用垃圾斗，可一車(chē)配多個(gè)垃圾斗，各個(gè)垃圾點(diǎn)放置多個(gè)垃圾斗，帶自卸功能，液壓操作，傾倒方便。貨物料的傾卸過(guò)程須由外部操作,操縱桿需向上推動(dòng)[1]。
1.3國(guó)內(nèi)外擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)80年代末以來(lái)，我國(guó)垃圾車(chē)的研發(fā)機(jī)構(gòu)、改裝生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加快了國(guó)產(chǎn)垃圾車(chē)新產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，使國(guó)產(chǎn)垃圾車(chē)的技術(shù)裝備水平得到較快發(fā)展和很大提高，改變了傳統(tǒng)的垃圾裝運(yùn)的作業(yè)方式，由人工作業(yè)向機(jī)械化、半機(jī)械化方向發(fā)展，垃圾車(chē)的裝備技術(shù)由簡(jiǎn)易型向技術(shù)密集型方向發(fā)展。
目前，我國(guó)擺臂垃圾車(chē)同國(guó)外同類(lèi)垃圾車(chē)相比,在功能上已接近國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平,但在性能上還存在著較大差距。生產(chǎn)企業(yè)的加工裝備簡(jiǎn)陋、工裝模具不全、工藝技術(shù)落后、生產(chǎn)規(guī)模小，低端產(chǎn)品特征明顯，整車(chē)性能較差，并且在技術(shù)上缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和概念創(chuàng)新。
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車(chē)工業(yè)起步較早,技術(shù)較為成熟。在垃圾車(chē)處理方面,他們也已經(jīng)形成規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化,各種垃圾車(chē)的研究生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)。針對(duì)垃圾處理的流程模式,在不同的處理階段,選擇應(yīng)用不同的車(chē)型：在垃圾的收集過(guò)程中,采用壓縮式垃圾車(chē),進(jìn)行流動(dòng)式收集,再分類(lèi)整理后應(yīng)用大型全封閉式自卸車(chē)運(yùn)到再處理點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步處理。由于垃圾的最初存放處理階段較為有條理,城市環(huán)境美化要求和意識(shí)較高,擺臂式垃圾車(chē)較為少用,已有淡出趨勢(shì)。
1.4擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展方向和前景
現(xiàn)代環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)垃圾處理車(chē)的要求也越來(lái)越高。現(xiàn)代垃圾車(chē)輛的裝備技術(shù)必需與生態(tài)型、現(xiàn)代化國(guó)際大都市發(fā)展相適應(yīng)，具有國(guó)際先進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新的裝備特征,必需從滿足單一的普通作業(yè)需求，向滿足文明作業(yè)、環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量監(jiān)管、城市容貌等作業(yè)和管理需求方向發(fā)展。這些特征如下：
（1）集成化
即從一般的機(jī)械化向裝備技術(shù)集成方向發(fā)展，這是集成化的技術(shù)基礎(chǔ)；從單一功能的設(shè)備向裝備系統(tǒng)集成方向發(fā)展，這是集成化的形態(tài)體現(xiàn)。
（2）環(huán)?；?
現(xiàn)代化城市的環(huán)衛(wèi)作業(yè)車(chē)輛，將從只滿足基本作業(yè)功能需求向滿足環(huán)保作業(yè)功能需求的方向發(fā)展。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品改進(jìn)、功能完善，提高產(chǎn)品在控制污水、揚(yáng)塵、噪聲、廢氣等污染方面的性能。
（3）人性化
環(huán)衛(wèi)車(chē)輛的人性化是體現(xiàn)現(xiàn)代文明社會(huì)以人為本的理念，分別反映在操作人員工作環(huán)境和作業(yè)過(guò)程中對(duì)周?chē)h(huán)境和人們的影響二個(gè)方面。
在操作人員工作環(huán)境方面，將以提高駕駛操作的舒適性，減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度為發(fā)展目標(biāo)，使駕駛、作業(yè)人員的工作環(huán)境得到改善和提高。
在作業(yè)中對(duì)周?chē)h(huán)境和人們的影響方面，將以改變長(zhǎng)期以來(lái)環(huán)衛(wèi)車(chē)輛外形和作業(yè)的粗放形象為目標(biāo)，通過(guò)對(duì)車(chē)輛外形和性能的改進(jìn)，消除或減輕視覺(jué)污染，避免或減少作業(yè)時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境和人員的影響，使環(huán)衛(wèi)車(chē)輛與作業(yè)環(huán)境相協(xié)調(diào)。
（4）數(shù)字化
以數(shù)字化裝備理念對(duì)傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)車(chē)輛進(jìn)行技術(shù)改造和創(chuàng)新，是垃圾車(chē)裝備現(xiàn)代化發(fā)展的一種創(chuàng)新理念。
以上特征要求也正是擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展和努力優(yōu)化的方向。但是由于擺臂垃圾車(chē)車(chē)廂的容積較大,需要占用較大地方,同時(shí)不利于城市的美觀要求,擺臂式垃圾車(chē)已不是垃圾車(chē)發(fā)展的主流方向，但是在近期內(nèi)也不會(huì)被淘汰。
1.5本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容
本設(shè)計(jì)主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容,是根據(jù)垃圾貨物清置部門(mén)的使用要求，進(jìn)行目標(biāo)底盤(pán)的選取，并進(jìn)行對(duì)能實(shí)現(xiàn)特殊功能裝置的加置設(shè)計(jì)，包括車(chē)廂體的設(shè)計(jì)、擺臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、廂斗設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的選型計(jì)算以及相關(guān)設(shè)計(jì)零部件的必要?jiǎng)偠?、?qiáng)度校核等。
第2章 擺臂式垃圾車(chē)底盤(pán)的選取
從目前垃圾車(chē)生產(chǎn)廠家的廣告及市場(chǎng)上銷(xiāo)售的擺臂垃圾車(chē)噸位來(lái)看，以中型底盤(pán)車(chē)改裝的，裝載質(zhì)量在4噸左右的車(chē)型為多。本設(shè)計(jì)的擺臂垃圾車(chē)的設(shè)計(jì)目標(biāo)噸位選為4.5噸，擬選取的底盤(pán)為中型車(chē)底盤(pán)。
2.1底盤(pán)的選取
2.1.1汽車(chē)底盤(pán)選型要求
汽車(chē)底盤(pán)一般應(yīng)滿足一下要求：
（1）適用性
專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)應(yīng)適用于專(zhuān)用汽車(chē)的特殊使用功能要求,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝造型設(shè)計(jì)；
（2）可靠性
汽車(chē)底盤(pán)工作可靠,出現(xiàn)故障的幾率要小，零部件要有足夠的強(qiáng)度剛度和使用壽命，并且各總成零部件的使用壽命趨于一致；
（3）先進(jìn)性
所選汽車(chē)底盤(pán),在動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性，操作穩(wěn)定性，行駛穩(wěn)定性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類(lèi)車(chē)型的先進(jìn)水平，并且滿足國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
（4）方便性
所選底盤(pán)要便于改裝，檢查保養(yǎng)及維修，結(jié)構(gòu)緊湊與調(diào)試裝配空間合理匹配。
2.1.2底盤(pán)選型
我國(guó)目前生產(chǎn)的各類(lèi)型專(zhuān)用車(chē)輛的基本模式，大多是為了滿足在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的某一服務(wù)區(qū)域的特定使用要求，主要在已經(jīng)定型的已有車(chē)型底盤(pán)基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行車(chē)身及有特殊工作要求的裝置的再設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)已有的汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行必要的更改，以達(dá)到滿足工作需求的要求，具有合理的匹配,良好的性能。
專(zhuān)用車(chē)輛采用的底盤(pán)主要分為二類(lèi)，三類(lèi)和四類(lèi)。二類(lèi)底盤(pán)，是在整車(chē)的基礎(chǔ)之上去掉廂體；三類(lèi)底盤(pán)，是從整車(chē)上去掉貨箱和駕駛室；四類(lèi)底盤(pán)，是在三類(lèi)底盤(pán)上再去掉車(chē)架總成后剩余的散件。
選取的底盤(pán)的好壞，直接影響到專(zhuān)用車(chē)的性能。在選取汽車(chē)底盤(pán)時(shí)，主要是根據(jù)專(zhuān)用車(chē)的用途，裝載質(zhì)量，使用條件，性能指標(biāo)，專(zhuān)用裝置或設(shè)備的外形尺寸及動(dòng)力匹配等進(jìn)行。目前，進(jìn)80%的專(zhuān)用車(chē)輛采用二類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。
選取二類(lèi)汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)工作是整車(chē)總體布置和有特殊工作需求的裝置的設(shè)計(jì)，對(duì)底盤(pán)僅做輔助的性能分析和必要的強(qiáng)度校核，確保改裝后的整車(chē)性能在基本上與底盤(pán)接近,達(dá)到合理的匹配。
2.1.3底盤(pán)的選取
根據(jù)以上，本設(shè)計(jì)所用底盤(pán)主要從東風(fēng)汽油與柴油擺臂垃圾車(chē)底盤(pán)中選用。以下表2.1將兩種底盤(pán)參數(shù)列出,進(jìn)行比較：
表2.1 東風(fēng)EQ1092FJ和EQ1092F19DJ底盤(pán)參數(shù)比較
底盤(pán)型號(hào)
EQ1092FJ
EQ1092F19DJ
額定載質(zhì)量(kg)
4000
4500
整備質(zhì)量(kg)
3550
3550
外形尺寸(mm)
6605*2364*2370
6605*2364*2370
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)
EQ6100-1
YC4E140-20
排量/功率(ml/kw)
5420/99
4257/105
鋼板彈片數(shù)(前/后)
8/11+8
9/11+8
軸距(mm)
3950
3950
前輪距/后輪距(mm)
1810/1800
1810/1800
接近角/離去角(度)
34/19
34/19
前懸/后懸(mm)
1065/1590
1065/1590
燃油類(lèi)型
汽油
柴油
軸數(shù)/輪胎數(shù)
2/6
2/6
輪胎規(guī)格
9.00-20
9.00-20
駕駛室準(zhǔn)乘人數(shù)
3
3
最高車(chē)速(km/h)
90
85
由比較可以看到，EQ1092FJ和EQ1092F19DJ兩種型號(hào)底盤(pán)在整體性能上相差無(wú)幾，不同之處在于兩種底盤(pán)汽車(chē)燃用的燃料。燃用汽油的汽車(chē)底盤(pán)在價(jià)格上略占有優(yōu)勢(shì)，但在燃料價(jià)格上，然用柴油的底盤(pán)具有長(zhǎng)效優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，然用柴油的底盤(pán)載重較大，功率稍大。因此選用EQ1092F19DJ作為本次設(shè)計(jì)的底盤(pán)。
2.2選用的底盤(pán)主車(chē)架的主要尺寸
由上選用的底盤(pán)EQ1092F19DJ底盤(pán),其主車(chē)架尺寸如下：
主車(chē)架的長(zhǎng)度: 6605mm
主車(chē)架的寬度: 860mm
主車(chē)架上面尺寸到地面高度: 932mm
主車(chē)架的厚度： 60mm
2.3垃圾車(chē)質(zhì)量參數(shù)的估算
額定載重質(zhì)量是擺臂垃圾車(chē)基本使用性能的參數(shù)。由上面的敘述知道，本設(shè)計(jì)的垃圾車(chē)輛額定載質(zhì)量定位4500 kg。
整車(chē)整備質(zhì)量也是擺臂垃圾車(chē)的重要性能參數(shù)。在擺臂垃圾車(chē)車(chē)廂的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要采用同類(lèi)產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算整車(chē)整備質(zhì)量。整車(chē)整備質(zhì)量包括底盤(pán)質(zhì)量、底盤(pán)以外外加的副車(chē)架、車(chē)廂、擺臂、廂斗以及液壓系統(tǒng)等裝置的質(zhì)量，是加夠各種油液料后的空車(chē)質(zhì)量。本設(shè)計(jì)的垃圾車(chē)整車(chē)整備質(zhì)量估算為3700 kg。
裝載質(zhì)量 選取為4500kg
整車(chē)整備質(zhì)量 估算為3700kg
駕駛員質(zhì)量 65kg/人,額定載員3人,
汽車(chē)總質(zhì)量是指裝備齊全，裝滿額定貨物后的汽車(chē)質(zhì)量，包括駕駛員在內(nèi)的額定載員質(zhì)量。即：
2.4本章小結(jié)
本章按確定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，主要對(duì)東風(fēng)汽車(chē)汽油EQ1092FJ底盤(pán)和柴油EQ1092F19DJ底盤(pán)進(jìn)行了對(duì)比，選擇了這次設(shè)計(jì)的底盤(pán)，給出了選用底盤(pán)的主要參數(shù),并對(duì)所設(shè)計(jì)的擺臂垃圾車(chē)進(jìn)行了主要參數(shù)計(jì)算。
第3章 擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1副車(chē)架的設(shè)計(jì)
3.1.1副車(chē)架外形設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)擺臂式垃圾車(chē)時(shí)，所選取的二類(lèi)底盤(pán)只有主車(chē)架，為了增加車(chē)架的強(qiáng)度剛度，延長(zhǎng)車(chē)架的使用壽命，在原有主車(chē)架的基礎(chǔ)上增加了副車(chē)架。其形狀同主車(chē)架，在主副車(chē)架之間加一定厚度的松質(zhì)木條。其長(zhǎng)度同副車(chē)架的長(zhǎng)度，寬度同副車(chē)架的厚度。主副車(chē)架用u型螺栓進(jìn)行加固連接。副車(chē)架示意簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3.1。
圖3.1 副車(chē)架示意簡(jiǎn)圖
3.1.2副車(chē)架選材
在汽車(chē)制造工藝中，鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
載重汽車(chē)用中板數(shù)量較多，受力的車(chē)架縱梁和橫梁、車(chē)廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強(qiáng)度鋼板沖壓生產(chǎn)，也是適應(yīng)提高汽車(chē)承載能力、延長(zhǎng)使用壽命、降低汽車(chē)自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢(shì)。
目前，我國(guó)載重汽車(chē)車(chē)架的縱梁和橫梁已經(jīng)全部采用低合金高強(qiáng)度鋼鋼板制造。縱梁可以用抗拉強(qiáng)度為510MPa的16MnL和09SiVL(必須是用往復(fù)式扎機(jī)生產(chǎn)的)、10TiL和B510L鋼板生產(chǎn)，橫梁可以用抗拉強(qiáng)度為390MPa的08TiL和B420L鋼板來(lái)生產(chǎn)。
由以上，副車(chē)架材料選用載重汽車(chē)橫縱梁的一般選用材料,縱梁采用16MnL，橫梁采用08TiL生產(chǎn)。
3.2車(chē)廂設(shè)計(jì)
1、車(chē)廂外形設(shè)計(jì)
車(chē)廂在運(yùn)輸中起到承載的作用，其由兩部分組成。一部分用于盛放垃圾廂斗，將其設(shè)計(jì)成平面，底部與車(chē)廂大梁焊接；另一部分用于約束和放置擺臂液壓缸、支撐約束擺臂，放置支腿和支腿液壓缸，將其設(shè)計(jì)成兩片平行鋼板通過(guò)點(diǎn)焊聯(lián)結(jié)后再分別與車(chē)廂大梁和車(chē)廂側(cè)壁焊接，實(shí)現(xiàn)兩部分的一體(在本設(shè)計(jì)中稱為U型鋼板)。同時(shí)，車(chē)廂與駕駛室之間設(shè)計(jì)隔離廂板，與駕駛室空留一段距離,起到安全和便于維修檢查的作用。車(chē)廂示意圖見(jiàn)圖3.2。
1.安全擋板 2.車(chē)廂底部大梁 3.U型鋼板 4.車(chē)廂體平面薄鋼板
圖3.2 車(chē)廂示意圖
2、車(chē)廂選材
在全面分析車(chē)廂的工作條件、受力狀態(tài)、工作環(huán)境和零件失效等各種因素的前提下，選用Q235工程用鋼材。
3.3擺臂式垃圾車(chē)車(chē)箱斗外形設(shè)計(jì)
3.3.1廂斗形狀的確定
擺臂式垃圾車(chē)的廂斗一般分為方形和船形兩種形式。方形用于地坑式放置，船形置于地面，以便適用于公共場(chǎng)所、街道、生活區(qū)的垃圾收集。為了增加垃圾的運(yùn)送量和汽車(chē)的運(yùn)輸效率，加強(qiáng)實(shí)用性，本設(shè)計(jì)采用方形廂斗，廂斗呈密閉式。
3.3.2廂斗的密封及開(kāi)合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
廂斗上部采用側(cè)向柔性滑蓋，實(shí)現(xiàn)運(yùn)送中的密閉。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)示意圖3.3。
圖3.3 廂斗密封示意圖
當(dāng)將廂斗卸置到垃圾收集點(diǎn)，運(yùn)送人員可以通過(guò)人力把廂斗蓋打開(kāi)至適當(dāng)?shù)奈恢?，以供社區(qū)人進(jìn)行垃圾的投放。
后廂板采用絞接實(shí)現(xiàn)垃圾的方便傾卸。結(jié)構(gòu)見(jiàn)示意圖3.4。
圖3.4 后廂板示意圖
當(dāng)垃圾車(chē)進(jìn)行垃圾的卸置時(shí)，打開(kāi)后廂板兩側(cè)的連接削，舉升機(jī)構(gòu)升至一定高度后，后廂板在重力的作用下自行打開(kāi)，垃圾開(kāi)始傾卸。倒卸完畢后，廂斗復(fù)位。再將后廂板兩側(cè)連接削復(fù)位，防止車(chē)輛運(yùn)行中由于慣性，后廂板自行撞擊。
3.3.3廂斗的保護(hù)設(shè)計(jì)
在廂斗底部焊接合適厚度肋條以實(shí)現(xiàn)箱底與地面保留空隙，同時(shí)，除了廂斗上面的滑蓋，除了后廂板內(nèi)側(cè)加置與其他四面分離的工程硬塑以外，在廂斗的其他四面加置同廂斗形狀一致的工程硬塑，以保護(hù)廂斗防止廂斗的過(guò)早浸蝕，延長(zhǎng)廂斗的使用壽命。內(nèi)外廂斗用鉚釘連接。加置硬塑后的廂斗剖面圖見(jiàn)示意圖3.5。
圖3.5 廂斗剖面圖
3.3.4廂斗選材
1、廂斗鋼板選材
在遵循滿足使用性能要求，較好工藝性和較好經(jīng)濟(jì)性的前提下，廂斗選用選用Q235工程用鋼材。
2、廂斗工程硬塑選材
工程塑料的一般選用原則：具有良好的使用性能，優(yōu)良的工藝性及合理的經(jīng)濟(jì)性。
（1）使用性能 使用性能是選材考慮的主要問(wèn)題。
（2）工藝性能 材料加工的工藝流程要適合批量生產(chǎn)。
（3）經(jīng)濟(jì)性能 選擇材料的經(jīng)濟(jì)性是當(dāng)前注意的問(wèn)題。
考慮到廂斗的使用條件和使用環(huán)境，工程塑料的選擇要滿足耐腐蝕性的要求，要有長(zhǎng)期受酸、堿及其他腐蝕性介質(zhì)侵蝕，抵抗各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和有機(jī)溶劑等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力，同時(shí)其熱脹系數(shù)要小，粘附性要好。
滿足以上要求，可選用硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚醚等，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性原則，選擇硬聚氯乙稀作為設(shè)計(jì)所用材料。
3.4擺臂式垃圾車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
擺臂式垃圾車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)均采用車(chē)廂兩側(cè)雙杠舉升，采用液壓驅(qū)動(dòng)。舉升機(jī)構(gòu)主要由液壓缸體，擺臂和懸掛鏈條組成，主要完成裝載和傾卸放置。
擺臂式垃圾車(chē)對(duì)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求如下：
（1）裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)保證在設(shè)計(jì)的載荷下連續(xù)正常工作，工作循環(huán)不大于40s；
（2）裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)能在任何工作位置上停留。在滿載提升過(guò)程的中間位置上停留5min，其提升液壓油缸的活塞桿的沉降量不大于10mm；
（3）傾卸料的卸料角(包括后翻和側(cè)翻)不應(yīng)小于45度；
（4）卸料機(jī)構(gòu)每個(gè)工作循環(huán)(從卸料動(dòng)作開(kāi)始至復(fù)位)時(shí)間不應(yīng)大于60s；
（5）傾卸機(jī)構(gòu)在滿載的情況下，在傾卸角為20~25度位置上停留5min，其舉升液壓缸的活塞桿沉降量不應(yīng)大于10mm。
當(dāng)進(jìn)行廂斗的裝載時(shí)，液壓缸外伸的活塞桿拉動(dòng)擺臂，帶動(dòng)與擺臂相連的鏈條，將廂斗安穩(wěn)舉升到車(chē)廂上；進(jìn)行廂斗的卸載時(shí)，液壓缸的活塞桿推動(dòng)擺臂做類(lèi)似的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)廂斗的卸載；進(jìn)行垃圾的傾倒時(shí)，將吊置在擺臂上傾倒用的鐵鏈掛到廂斗的勾環(huán)上，打開(kāi)后箱體的鎖削，當(dāng)液壓缸推置廂斗到一定高度時(shí)，箱體后部被鏈條勾住抑制了后箱體的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)隨著液壓缸的繼續(xù)舉升，箱體前半部分隨之抬高，后廂蓋在自重和垃圾貨物的壓力下，自動(dòng)打開(kāi)，完成了垃圾的傾卸。
3.4.1擺臂液壓缸的選用
由于液壓缸要完成擺臂的升降，所以液壓缸選擇單桿雙作用液壓缸，在兩側(cè)各放置一個(gè)，液壓缸后座絞接固定在車(chē)廂上，活塞桿的一端和擺臂的一處合適位置絞接。其安裝結(jié)構(gòu)見(jiàn)示意圖3.6。
3.4.2擺臂的設(shè)計(jì)
1、擺臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
擺臂呈工字型，擺臂的兩側(cè)下端與U型鋼板絞接，上部用拉桿將兩側(cè)擺臂連接，在略低與拉桿處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉(zhuǎn)而跟隨著連接在其上的鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的滑動(dòng)軸，在擺臂的中部安置用于卸料并帶有鏈條的掛環(huán)。見(jiàn)示意圖3.7。
圖3.6 液壓缸示意圖
圖3.7 擺臂示意圖
2、擺臂選材
在進(jìn)行擺臂的剛度、強(qiáng)度及彎曲變形校核的前提下，考慮到較好的工藝性及合理性的經(jīng)濟(jì)性，擺臂選用Q235工程用鋼材。
3、擺臂鏈接鏈條長(zhǎng)度應(yīng)用說(shuō)明
擺臂鏈接的鐵鏈長(zhǎng)度盡量實(shí)現(xiàn)能夠剛好滿足廂斗與擺臂滑動(dòng)軸之間的距離，防止廂斗在起吊的時(shí)候廂斗底部與車(chē)廂造成過(guò)大的摩擦。
3.5支腿的設(shè)計(jì)
1、支腿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
支腿在料斗卸料，在廂斗的提升過(guò)程中或者需要時(shí)可以獨(dú)立打開(kāi)，其結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)成三角形狀，采用液壓缸實(shí)現(xiàn)支腿的打開(kāi)與伸縮收回。見(jiàn)識(shí)意圖3.8。
圖3.8 支腿示意圖
2、支腿的液壓缸的選用
由于支腿液壓缸在工作的過(guò)程中，起到打開(kāi)與收縮支腿的作用，選用雙作用單桿液壓缸，其結(jié)構(gòu)形狀同擺臂液壓缸。
3、支腿選材
在參考同類(lèi)車(chē)型支腿材料選用的基礎(chǔ)上，考慮到支腿的受力，選用Q235作為支腿材料。
3.6總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由以上對(duì)擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂各結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)說(shuō)明，進(jìn)行優(yōu)化組合后，可得整車(chē)形狀結(jié)構(gòu)，如下示意圖3.9。
3.7本章小結(jié)
本章主要對(duì)擺臂式垃圾車(chē)的車(chē)廂、廂斗、擺臂及支腿的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)進(jìn)行了說(shuō)明，確定了本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖樣，為下一章的設(shè)計(jì)計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。
圖3.9 整體結(jié)構(gòu)示意圖
第4章 擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1垃圾車(chē)副車(chē)架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1.1副車(chē)架主要尺寸設(shè)計(jì)
副車(chē)架對(duì)主車(chē)架起到加固作用，其寬度和選用的底盤(pán)的寬度相同，高度也相同，長(zhǎng)度在底盤(pán)主車(chē)架長(zhǎng)度基礎(chǔ)上去掉主車(chē)架與車(chē)廂之間的距離長(zhǎng)度。其尺寸設(shè)計(jì)如下：
副車(chē)架長(zhǎng)度： 3600mm(從車(chē)廂到駕駛室方向400mm)
副車(chē)架寬度： 860mm
副車(chē)架高度： 120mm
副車(chē)架厚度： 60mm
4.1.2副車(chē)架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核
1、額定裝載時(shí)整車(chē)重心作用點(diǎn)的求解
在擺臂垃圾車(chē)按額定裝載質(zhì)量進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，對(duì)主車(chē)架來(lái)說(shuō)，其整車(chē)重心后移。其受力簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4.1。
圖4.1 主車(chē)架額定裝載運(yùn)輸重心作用簡(jiǎn)圖
設(shè)定擺臂垃圾車(chē)在額定裝載質(zhì)量下，其前后軸承受的載荷相同，即有：
由圖，可以列出：
求得
2、副車(chē)架剪力及彎矩的求解
副車(chē)架和主車(chē)架通過(guò)U型螺栓相聯(lián)，在擺臂垃圾車(chē)額定裝載時(shí)，由主車(chē)架重心作用簡(jiǎn)圖及求得的整車(chē)重心作用點(diǎn)，可以畫(huà)出額定裝載質(zhì)量時(shí)擺臂垃圾車(chē)副車(chē)架受力簡(jiǎn)化圖4.2。
圖4.2 副車(chē)架額定裝載受力簡(jiǎn)圖
將此時(shí)受力的副車(chē)架看為簡(jiǎn)支梁(見(jiàn)下圖4.3)，以便進(jìn)行強(qiáng)度剛度及彎曲變形的校核。由圖4.4，可以列方程組：
圖4.3 副車(chē)架等效簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)圖
可求得：
=
=
即大小為59920.71N，方向與設(shè)定的方向相同。
可求得：
=
=
即大小為18773.79N，方向與設(shè)定的方向相反。
由以上，可畫(huà)出實(shí)際的副車(chē)架等效梁示意圖4.4。
圖4.4 副車(chē)架實(shí)際等效梁簡(jiǎn)圖
列出彎曲剪力及彎矩方程：
OA段
= = 59920.71 N (0
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