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學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 系（部）：機電工程系 姓名 學(xué)號 畢業(yè) 屆別 專業(yè) 車輛工程 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 沙灘清潔車設(shè)計 指導(dǎo)教師 學(xué)歷 研究生 職稱 教授 所學(xué)專業(yè) 車輛工程 1.具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)： 設(shè)計90馬力以上拖拉機牽引的沙灘清潔機械。從拖拉機動力輸出軸取得清潔機所需的動力，液力驅(qū)動。 沙灘清潔車由撿拾部、分選部、收集垃圾部組成，撿拾和分選裝置由液壓馬達帶動，整機實現(xiàn)液壓控制。 要求 1. 完成沙灘清潔機總裝配圖及撿拾部、分選部、收集垃圾部、機架等主要部件的設(shè)計圖 2. 完成液壓系統(tǒng)設(shè)計、完成液壓馬達選型。 3. 完成主要部件的設(shè)計計算（強度、剛度） 4. 完成主要零部件圖、 2.進度安排： 3.15為止：查閱資料，完成開題報告。 3.16-4.15完成總體設(shè)計。 4.16-5.15完成部件，零件圖設(shè)計。 5.16-5.31編寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 6.1-6.4 答辯 指導(dǎo)教師（簽字）： 年1.月10 日 系（部）意見： 系主任（簽字）： 年 月 日 備注： 2 分類號 編號 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 沙灘清潔機設(shè)計 Design of Beach cleaning machine 申請學(xué)位： 工學(xué)學(xué)士 系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 車輛工程 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： （教授） 年5月20日 學(xué)院 沙灘清潔機設(shè)計 姓 名: 導(dǎo) 師： 年5月20日 學(xué)院 學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 系（部）：機電工程系 姓名 學(xué)號 畢業(yè) 屆別 專業(yè) 車輛工程 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 沙灘清潔車設(shè)計 指導(dǎo)教師 學(xué)歷 研究生 職稱 教授 所學(xué)專業(yè) 車輛工程 1.具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)： 設(shè)計90馬力以上拖拉機牽引的沙灘清潔機械。從拖拉機動力輸出軸取得清潔機所需的動力，液力驅(qū)動。 沙灘清潔車由撿拾部、分選部、收集垃圾部組成，撿拾和分選裝置由液壓馬達帶動，整機實現(xiàn)液壓控制。 要求 1. 完成沙灘清潔機總裝配圖及撿拾部、分選部、收集垃圾部、機架等主要部件的設(shè)計圖 2. 完成液壓系統(tǒng)設(shè)計、完成液壓馬達選型。 3. 完成主要部件的設(shè)計計算（強度、剛度） 4. 完成主要零部件圖、 2.進度安排： 3.15為止：查閱資料，完成開題報告。 3.16-4.15完成總體設(shè)計。 4.16-5.15完成部件，零件圖設(shè)計。 5.16-5.31編寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 6.1-6.4 答辯 指導(dǎo)教師（簽字）： 2019年1.月10 日 系（部）意見： 系主任（簽字）： 年 月 日 備注： [摘 要] 我國較發(fā)達的地區(qū)都位于海濱城市，例如上海、深圳、青島，提到這些城市,首先想到的就是大面積的海洋和沙灘，我們的思維已經(jīng)漸漸的跟隨進步的世界潛移默化的發(fā)生著改變，人們對旅游充滿了向往，人類沙灘活動的增加，給沙灘帶來了沉重的垃圾壓力。海洋里的廢物、人類活動留下的生活垃圾等造成了嚴重的污染，就在這時，沙灘清潔車應(yīng)運而生，它的存在可以幫助沙灘恢復(fù)原來的干凈。 此次課題，我所設(shè)計的沙灘清潔車可以完成拾取和篩選這兩個工作步驟，我了解到，MOREAU生產(chǎn)的沙灘清潔機產(chǎn)品RP300型只能夠?qū)⒗M行拾取操作，而不能夠?qū)λ叭〉奈镔|(zhì)進行篩選。所以我要改進這一缺點，取長補短同時擴大其優(yōu)點，應(yīng)用進我的設(shè)計。 當(dāng)滾輪把垃圾滾上輸送帶時，輸送篩網(wǎng)對來自滾輪的物質(zhì)進行篩選，確認為垃圾大小的物質(zhì)被傳送進小料斗，而其余的物質(zhì)從篩網(wǎng)漏回沙灘。清潔車的整體設(shè)計優(yōu)良，我選用質(zhì)量較輕的材料，確保本車在沙灘上行駛時，保證車輪不能陷入沙灘。 在我們學(xué)校安排的課程學(xué)習(xí)中，包括AotoCAD課程，學(xué)以致用，所以我本次的課題我將使用它來完成圖紙的測繪。 [關(guān)鍵詞] 沙灘旅游；沙灘清潔車；拾??；篩網(wǎng) Abstract： The more developed areas of our country are located in coastal cities, such as Shanghai, Shenzhen and Qingdao. When we think of these cities, we first think of the large areas of the ocean and sandy beaches. The progress of civilized life has changed people's traditional thinking and people are full of longing for tourism. The increase in human beach activities has brought heavy garbage pressure to the beach. Waste in the ocean, living debris left behind by human activities, etc. caused enormous pollution. At this time, the beach cleaning truck was created. Its existence can help the beach to return to its original cleanliness. In this project, the beach cleaning car I designed can complete the two steps of picking up and screening. I learned that the RP300 model of the beach cleaning machine produced by MOREAU can only pick up garbage and can not screen the collected materials.. So I want to improve this shortcoming, take advantage of the strengths and expand its advantages, and apply it to my design. When the roller rolls the garbage onto the conveyor belt, the conveyor sieve screens the material from the roller. The material that is confirmed to be the size of the garbage is sent to the Hopper, and the rest of the material leaks back to the beach from the screen. The overall design of the cleaning car is excellent. I choose a lighter material to ensure that the car has good passability when driving on the beach. In undergraduate studies, I studied AotoCAD and learned to use it. I said that I will use the CAD2010 to complete the mapping of the drawings. Key words：Beach tourism; Beach cleaning truck; Picking up; screen mesh 目 錄 第一章 緒論 1 1.1選題背景與研究意義 1 1.1.1沙灘清潔機的設(shè)計背景 1 1.1.2研究意義 1 1.2選題內(nèi)容與方法 2 1.2.1本設(shè)計的主要內(nèi)容 2 1.2．2本設(shè)計的研究方法 2 第二章 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 3 2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 3 2．2國外研究現(xiàn)狀 3 2.3發(fā)展趨勢 4 第三章 概念設(shè)計 6 3.1技術(shù)要求 6 3.2設(shè)計方案 6 第四章 清潔機設(shè)計 7 4.1應(yīng)用環(huán)境 7 4.2作業(yè)原理及過程 7 4.3設(shè)計參數(shù) 10 4.4主要部件設(shè)計 10 4.4.1撥沙滾輪機構(gòu) 11 4.4.2輸送篩選機構(gòu) 11 4.4.3機架機構(gòu) 12 4.4.4舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 12 4.4.5驅(qū)動系統(tǒng) 14 第五章 牽引拖拉機 15 參 考 文 獻 17 致 謝 18 第一章 緒論 1.1選題背景與研究意義 1.1.1沙灘清潔機的設(shè)計背景 我國有很多的沿海城市，并且這些城市很多都較發(fā)達，例如上海、深圳、青島。提到這些城市,首先想到的就是大面積的海洋和沙灘，我們的思維已經(jīng)漸漸的跟隨進步的世界潛移默化的發(fā)生著改變，人們對旅游充滿了向往，人類沙灘活動的增加，給沙灘帶來了沉重的垃圾壓力。海洋里的廢物、人類活動留下的生活垃圾等造成了嚴重的污染，如果垃圾長時間不清理，就會腐爛產(chǎn)生臭味，加重了海洋的污染。就在這時，沙灘清潔車應(yīng)運而生，它的存在可以幫助沙灘恢復(fù)原來的干凈。但是，有一點需要指出，現(xiàn)階段，我們中國的沙灘清潔車發(fā)展落后，關(guān)于沙灘的清潔工作，一般是由人工來完成的。美好的生活吸引著我們的目光，我們渴望生活在更好的環(huán)境里，污染必須被我們解決，所以，沙灘清潔車必須要廣泛的使用于沙灘清潔。 1.1.2研究意義 環(huán)境問題已經(jīng)成為擺在我們面前不得不去面對和正視的問題，我們不能夠去逃避，為了更好的生存，我們要著手去解決。我國有大面積的海洋和沙灘，由于各種自然或人為的因素，海洋和沙灘的污染越發(fā)嚴重，很多城市的發(fā)展被污染而滯后，停滯不前，所以我們是時候做出行動來解決這一問題，保持城市發(fā)展水平平穩(wěn)增進。 我們的思維已經(jīng)漸漸的跟隨進步的世界潛移默化的發(fā)生著改變，人們對旅游充滿了向往，人類沙灘活動的增加，給沙灘帶來了沉重的垃圾壓力。海洋里的廢物、人類活動留下的生活垃圾等造成了嚴重的污染，如果垃圾長時間不清理，就會腐爛產(chǎn)生臭味，加重了海洋的污染，影響人類的生活品質(zhì)。人類的對于保護情感越來越明顯，這一個問題已經(jīng)在慢慢地被人們廣泛的發(fā)現(xiàn)和解決。 沙灘清潔車的發(fā)展和應(yīng)用可以代替以前清理海灘的人工任務(wù)，清潔工再也不必為大面積的沙灘垃圾而感到發(fā)愁，清潔效率的提升可以更快的把干凈整潔的環(huán)境還給沙灘，同時送給人類。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1.2選題內(nèi)容與方法 1.2.1本設(shè)計的主要內(nèi)容 目前，我國沙灘清潔車發(fā)展水平雖然不比德國，但是還是有一定的參考意義，所以首先我需要對國內(nèi)應(yīng)用的沙灘清潔車進行研究，觀察我國車型的優(yōu)缺點，爭取在我的設(shè)計中改進和繼承。 我本科就讀于學(xué)院，地處中國山東煙臺，煙臺也是一個沿海城市，大面積的沙灘也時常出現(xiàn)很多垃圾，我學(xué)校旁邊的沙灘就應(yīng)用了沙灘清潔車來清潔，所以我可以就地取材，調(diào)查煙臺周邊沙灘清潔車的使用情況。分析其功能特點，需要改進的地方，這有利于我課題的進行。 本次課題的設(shè)計要求：使用拖拉機的馬力需要在九十以上，用它來牽引清潔機械，完成沙灘清潔任務(wù)。從拖拉機動力輸出軸取得清潔機所需的動力，整個機器實現(xiàn)液力驅(qū)動。沙灘清潔車由撿拾部、分選部、收集垃圾部組成，撿拾和分選裝置由液壓馬達帶動，整機實現(xiàn)液壓控制 1.2．2本設(shè)計的研究方法 （1）方法一：理論是基礎(chǔ)，作為一名本科生，我具備查閱圖書，從中汲取我所需要的知識的能力，開題初期，我先從書本中了解沙灘清潔車，明白它的大體構(gòu)造。上網(wǎng)搜索現(xiàn)在已有的類型機，研究它們的共同點和特點，在腦海中對自己的設(shè)計有個大體的印象。 （2）方法二：我是機電系的一份子，身邊的同學(xué)們都有較強的機械知識儲備，我們可以就沙灘清潔車的結(jié)構(gòu)進行討論。我們系還有優(yōu)秀的老師和和藹的教授，他們可以給我提供專業(yè)知識和相關(guān)的設(shè)計經(jīng)驗，這都促進了我課題的完成和進步。 （3）方法三：辦法總比困難多，從小學(xué)到大學(xué)，學(xué)習(xí)能力是我們必須要鍛煉的，對已經(jīng)知道的信息進行分析，從中找到我所能應(yīng)用的知識，根據(jù)自己的能力和思維，加強對清潔機構(gòu)造原理的認識與了解。  第二章 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國沙灘清潔車發(fā)展水平雖然不比德國，但是還是有一定的參考意義，所以首先我需要對國內(nèi)應(yīng)用的沙灘清潔車進行研究，觀察我國車型的優(yōu)缺點，爭取在我的設(shè)計中改進和繼承。 發(fā)現(xiàn)其優(yōu)缺點，在我的設(shè)計中進行取長補短。目前，我國的沙灘清潔機應(yīng)用得還是很少，沙灘清潔工作主要是依靠人工來完成。大面積的沙灘垃圾分布在沙灘的各個位置，清潔工人需要一步一步的撿拾，對垃圾進行收集和處理，速度慢，效率低，這嚴重制約了環(huán)境的恢復(fù)，更深一層考慮，這也拖慢了沿海城市的發(fā)展，與人們對理想生活和環(huán)境不符。 不得不承認的是，中國的關(guān)鍵技術(shù)與外國還是有一定的差距，中國特種車輛開始研究的時間就比國外延遲很多年，所以相關(guān)機型的工廠也比外國要晚幾年建成，雖然中國現(xiàn)在的發(fā)展速度快，但是之前落在后面的部分還需要一定的時間去追趕。 我國的第一臺沙灘清潔機來自湖北華舟重工公司，它的來到給很多臨海城市帶去福音，我國的沙灘清潔車在此基礎(chǔ)上不斷進步，期待我們自己的清潔車更加國際化！ 2．2國外研究現(xiàn)狀 國外率先完成工業(yè)化，比我們提前注重環(huán)境的保護問題，所以國外對于沙灘清潔車的發(fā)展比我國早，技術(shù)比我們要成熟一些。以德國AG公司為代表的外國公司，他們生產(chǎn)的沙灘清潔機在世界范圍內(nèi)都很有知名度。 德國的BeachTech系列清潔車也有一定的知名度，他們的BeachTech2000應(yīng)用率最高，它以緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計而引人注目。下面的圖片是上述提到的車型。煙臺第一海水浴場的沙灘垃圾清潔用到的是M公司生產(chǎn)的沙灘清潔機，據(jù)觀察，他的清潔效率高，獲得了一致好評。 圖2-1 RP300型沙灘清潔機 圖2-2 BeachTech2000型沙灘清潔機 圖2-3 RP300型沙灘清潔機工作原理 1—拖拉機 2—拖拉機牽引架 3—輸送網(wǎng)帶齒 4—舉升臂 5—垃圾箱 6—反轉(zhuǎn)油缸 7—舉升油缸 8—彈性齒 9—撥沙滾輪裝置 2.3發(fā)展趨勢 我國有很多的沿海城市，我們的思維已經(jīng)漸漸的跟隨進步的世界潛移默化的發(fā)生著改變，人們對旅游充滿了向往，人類沙灘活動的增加，給沙灘帶來了沉重的垃圾壓力。目前，我國的沙灘清潔機應(yīng)用得還不是很多，沙灘清潔工作主要是依靠人工來完成。大面積的沙灘垃圾分布在沙灘的各個位置，清潔工人需要一步一步的撿拾，對垃圾進行收集和處理，速度慢，效率低，這嚴重制約了環(huán)境的恢復(fù)，更深一層考慮，這也拖慢了沿海城市的發(fā)展，與人們對理想生活和環(huán)境不符。我國沙灘清潔車發(fā)展水平雖然不比德國，但是還是有一定的參考意義，它的存在可以幫助沙灘恢復(fù)原來的干凈，所以，沙灘清潔車必須要廣泛的使用于沙灘清潔。 迄今為止，我們國家的工廠都已經(jīng)發(fā)展的基本完善，目前在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，環(huán)境問題收到越來越多的重視，人們的環(huán)保意識也在增強，所以沙灘清潔機器化是一個不能夠反過來發(fā)展的趨勢。 相信中國有能力追趕上外國沙灘清潔機的發(fā)展水平，并且能夠進一步創(chuàng)造出更加符合人類的機型，讓清潔機走出中國化的發(fā)展道路。 第三章 概念設(shè)計 3.1技術(shù)要求 我所設(shè)計的沙灘清潔車具有拾取和篩選、傾斜的功能，這就要求我的撥沙滾輪裝置、傳送篩選裝置和舉升翻轉(zhuǎn)裝置滿足技術(shù)要求。撥沙滾輪裝置負責(zé)將沙灘上的垃圾或者漲潮時海水帶上沙灘的海內(nèi)廢物撥到傳送篩網(wǎng)上，篩網(wǎng)被兩端的滾筒帶動翻轉(zhuǎn)，就像傳送帶一樣，將廢物和垃圾運輸傳送進垃圾斗，一些非垃圾物就像貝殼、砂礫這樣的物質(zhì)從篩網(wǎng)口漏出，重新回到了沙灘。當(dāng)垃圾斗裝滿時，先舉升到極限位置，然后翻轉(zhuǎn)垃圾斗，將垃圾傾倒出來。 設(shè)計時需要注意機器材料的選擇，太重太厚都會使清潔機工作時的通過性不好，車輪可能會出現(xiàn)陷入沙灘的狀態(tài)。 3.2設(shè)計方案 設(shè)計之初我對BeachTech2000的影響就很深刻，恰巧煙臺萊山的沙灘旅游景區(qū)停放這一臺BeachTech2000清潔機，通過觀察和查閱資料，我對比了多臺清潔機的數(shù)據(jù)，最終決定對BeachTech2000進行深入研究，因為本科階段，我的能力有限，而這臺機器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，性能較穩(wěn)定，與我的研究能力匹配度高。 我所設(shè)計的沙灘清潔機具有拾取和篩選、傾斜的功能，前端設(shè)置撥沙滾輪裝置，中部有傳送篩選裝置，最后面設(shè)置舉升翻轉(zhuǎn)裝置滿足技術(shù)要求。撥沙滾輪裝置負責(zé)將沙灘上的垃圾或者漲潮時海水帶上沙灘的海內(nèi)廢物撥到傳送篩網(wǎng)上，篩網(wǎng)被兩端的滾筒帶動翻轉(zhuǎn)，就像傳送帶一樣，將廢物和垃圾運輸傳送進垃圾斗，一些非垃圾物就像貝殼、砂礫這樣的物質(zhì)從篩網(wǎng)口漏出，重新回到了沙灘。當(dāng)垃圾斗裝滿時，沙灘清潔車行駛到垃圾傾倒車前，先舉升到極限位置，然后翻轉(zhuǎn)垃圾斗，將垃圾傾倒出來。牽引裝置設(shè)置在機架的前面部分，通過牽引架，能夠把清潔機和拖拉機連起來，這樣清潔機就有了動力裝置。 第四章 清潔機設(shè)計 4.1應(yīng)用環(huán)境 我國有很多的沿海城市，并且這些城市很多都較發(fā)達，例如上海、深圳、青島。提到這些城市,首先想到的就是大面積的海洋和沙灘，人類生活觀念的改變使得沙灘污染問題愈來愈嚴重，沙灘清潔機就有了用武之地。 我們學(xué)校周圍的沙灘，經(jīng)常有很多居民和同學(xué)去活動，類似這樣的沙灘，因為這些沙灘在人類活動之后，因為人類環(huán)保意識并不普遍，會遺留很多活動垃圾。對于人類活動量極少的沙灘，不建議使用沙灘清潔機，因為生活垃圾數(shù)量極少時，人工撿拾較為經(jīng)濟，工作量也不會很大，使用清潔機可能會造成更大的財力支出。同時，沒有人類活動的沙灘，具有較強的自我恢復(fù)能力，仍然不需要機械清潔。 4.2作業(yè)原理及過程 清潔機前端設(shè)置撥沙滾輪裝置，撥沙滾輪裝置負責(zé)將沙灘上的垃圾或者漲潮時海水帶上沙灘的海內(nèi)廢物撥到傳送篩網(wǎng)上，這是通過滾輪的轉(zhuǎn)動達到的。篩網(wǎng)翻轉(zhuǎn)，將廢物和垃圾傳送進垃圾斗，非垃圾物從篩網(wǎng)口漏回沙灘。 撥沙滾輪裝置的構(gòu)成其實很簡單，就是滾輪，加之在滾輪上安裝彈簧齒。沙灘清潔機的拾取工作就是由它們來完成的。 圖4-1 撥沙滾輪裝置的工作原理圖 是非能將垃圾順利撥到篩網(wǎng)上取決于滾輪的速度，我在研究了各種車型之后，查閱了圖書文獻，最后決定將滾輪的轉(zhuǎn)速ω控制在80-100r/min之間，工作原理如圖4-1。 圖4-2 擺線軌跡 圖4-3 撥沙滾輪機構(gòu)的工作示意圖 1- 彈簧齒 2- 滾輪 3- 導(dǎo)沙板 4- 篩網(wǎng) 沙灘清潔機能夠提供選擇不同的工作模式。 （1）若沙灘垃圾只存在于沙灘表面，而沒有陷入沙灘中，如人們剛剛離開沙灘時留下的飲料瓶等未經(jīng)海水打濕。那么該裝置可以往下移動，使?jié)L輪上的彈簧齒不用過多進入沙子，這樣機器只會受到很小的阻力，但是清潔效果也很出色，節(jié)省了燃油消耗的同時還提高了清潔效率。 （2）若垃圾已經(jīng)被沙子覆蓋，如漲潮時，垃圾因滯留很久被海水打濕后重量增加，加之沙子覆蓋其表面，導(dǎo)致垃圾深入沙子，這時就應(yīng)該將滾輪裝置向上移動，彈簧齒進入較深的沙子層次，垃圾被耙了出來。 行走路徑不同，垃圾數(shù)量多少，都可以通過改變工作模式來改變滾輪轉(zhuǎn)速，撥沙滾輪裝置負責(zé)將沙灘上的垃圾或者漲潮時海水帶上沙灘的海內(nèi)廢物撥到傳送篩網(wǎng)上，這是通過滾輪的轉(zhuǎn)動達到的。篩網(wǎng)翻轉(zhuǎn)，將廢物和垃圾傳送進垃圾斗，非垃圾物，如砂礫、貝殼等從篩網(wǎng)口漏回沙灘。 上面提到了輸送篩選裝置，它是由篩網(wǎng)和兩個輸送滾筒組成的。液壓馬達啟動時，篩網(wǎng)兩端的兩個滾筒轉(zhuǎn)動，摩擦存在的情況下，篩網(wǎng)跟隨滾筒一起轉(zhuǎn)動，這樣垃圾就背滾動著的篩網(wǎng)傳送進了垃圾斗，因為篩網(wǎng)上有已知大小的漏洞，所以不會將誤拾取的砂礫篩進垃圾斗。 當(dāng)垃圾斗裝滿垃圾時，不能夠再繼續(xù)拾取了，這會影響工作效率，此時舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)就派上用場了。翻轉(zhuǎn)座與第一、第二連桿，再加上機身，它們四者之間鉸接構(gòu)成了四桿機構(gòu)，最后再加上垃圾底座、舉升、翻轉(zhuǎn)液壓缸組成了舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。 該機構(gòu)中有一個四桿機構(gòu)，這四個桿件分別是垃圾斗上的翻轉(zhuǎn)座，還有第一、第二連桿以及沙灘清潔機機身通過鉸接。當(dāng)垃圾斗裝滿時，沙灘清潔車行駛到垃圾傾倒車前，先舉升到極限位置，然后翻轉(zhuǎn)垃圾斗，將垃圾傾倒出來。 垃圾斗的舉升翻轉(zhuǎn)運動模擬分析如圖4-4、4-5所示， 圖 4-4 舉升示意圖 圖 4-5 翻轉(zhuǎn)示意圖 圖4-6 沙灘清潔機剖視圖 4.3設(shè)計參數(shù) 表4-1 沙灘清潔機的整體設(shè)計參數(shù)表 機身總長度 5430mm 機身寬度 2300mm 工作寬度 1850mm 機身高度 2100mm 垃圾斗容量 1.5m^3 平均清掃能力 22200m^2/h 傾卸高度 2600mm 總重量 2800kg 有效載重 1000kg 最大工作速度 15km/h 最大工作深度 300mm 4.4主要部件設(shè)計 撥沙滾輪裝置的構(gòu)成其實很簡單，就是滾輪，加之在滾輪上安裝彈簧齒。沙灘清潔機的拾取工作就是由它們來完成的。 上面提到了輸送篩選裝置，它是由篩網(wǎng)和兩個輸送滾筒組成的。液壓馬達啟動時，篩網(wǎng)兩端的兩個滾筒轉(zhuǎn)動，摩擦存在的情況下，篩網(wǎng)跟隨滾筒一起轉(zhuǎn)動，這樣垃圾就被滾動著的篩網(wǎng)傳送進了垃圾斗，因為篩網(wǎng)上有已知大小的漏洞，所以不會將誤拾取的砂礫篩進垃圾斗。 當(dāng)垃圾斗裝滿垃圾時，不能夠再繼續(xù)拾取了，這會影響工作效率，此時舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)就派上用場了。翻轉(zhuǎn)座與第一、第二連桿，再加上機身，它們四者之間鉸接構(gòu)成了四桿機構(gòu)，最后再加上垃圾底座、舉升、翻轉(zhuǎn)液壓缸組成了舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。 4.4.1撥沙滾輪機構(gòu) 清潔機前端設(shè)置撥沙滾輪裝置，撥沙滾輪裝置負責(zé)將沙灘上的垃圾或者漲潮時海水帶上沙灘的海內(nèi)廢物撥到傳送篩網(wǎng)上，這是通過滾輪的轉(zhuǎn)動達到的。篩網(wǎng)翻轉(zhuǎn)，將廢物和垃圾傳送進垃圾斗，非垃圾物從篩網(wǎng)口漏回沙灘。 撥沙滾輪裝置的構(gòu)成其實很簡單，就是滾輪，加之在滾輪上安裝彈簧齒。沙灘清潔機的拾取工作就是由它們來完成的。拾取工作是沙灘清潔機全部工作的起點，所以此項任務(wù)至關(guān)重要，因此，關(guān)于滾輪的相關(guān)參數(shù)需要合適，這組數(shù)據(jù)的得到需要經(jīng)過耐心的多次的計算。 根據(jù)對車型BeachTech2000的深入研究，我把撥沙滾輪裝置的滾動半徑確定為0.25米，最大工作深度確定為300mm，滾輪設(shè)計如圖4-7。 由已選定的數(shù)據(jù)進行計算，沙灘清潔機的前進速度確定為4米每秒。是否能將垃圾順利撥到篩網(wǎng)上取決于滾輪的速度，我在研究了各種車型之后，查閱了圖書文獻，最后決定將滾輪的轉(zhuǎn)速ω控制在80-100r/min之間。 圖4-7 滾輪設(shè)計示意圖 4.4.2輸送篩選機構(gòu) 輸送篩選裝置，它是由篩網(wǎng)和兩個輸送滾筒組成的。液壓馬達啟動時，篩網(wǎng)兩端的兩個滾筒轉(zhuǎn)動，摩擦存在的情況下，篩網(wǎng)跟隨滾筒一起轉(zhuǎn)動，滾筒的滾動速度可以根據(jù)傳感器監(jiān)測到的信息進行改變，垃圾在表面時，馬達轉(zhuǎn)速被局限于一定范圍，防止能量過度消耗。而垃圾處于沙灘較深處時，馬達轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。這樣垃圾就被滾動著的篩網(wǎng)傳送進了垃圾斗，因為篩網(wǎng)上有已知大小的漏洞，所以不會將誤拾取的砂礫篩進垃圾斗。 篩網(wǎng)上經(jīng)過的垃圾種類繁多，海水又具有較強的腐蝕性，所以篩網(wǎng)的材料應(yīng)該用性能穩(wěn)定的45鋼。網(wǎng)孔的存在是為了讓不必要的物質(zhì)漏回沙灘，所以網(wǎng)孔的選擇也十分重要。查閱多種篩網(wǎng)性能了解后我決定將型號選為一平方英寸110個網(wǎng)孔。 4.4.3機架機構(gòu) 支撐沙灘清潔機整個機器的是機架，就像人類的骨骼一樣，它不光要承受整個機身的重量，而且要其上面安裝和焊接其他零部件，同時，沙灘清潔車的工作環(huán)境又處在潮濕、腐蝕性極高的沙灘上，更加要求他的質(zhì)量要過關(guān)，所以我選擇使用性能穩(wěn)定的45鋼壓軋成型，具體尺寸如圖4-8所示。 圖4-8 機架結(jié)構(gòu)圖 1--底座 2--軸承孔 3--車橋 4--車橋連接架 4.4.4舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 當(dāng)垃圾斗裝滿垃圾時，不能夠再繼續(xù)拾取了，這會影響工作效率，此時舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)就派上用場了。翻轉(zhuǎn)座與第一、第二連桿，再加上機身，它們四者之間鉸接構(gòu)成了四桿機構(gòu)，最后再加上垃圾底座、舉升、翻轉(zhuǎn)液壓缸組成了舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。 該機構(gòu)中有一個四桿機構(gòu)，這四個桿件分別是垃圾斗上的翻轉(zhuǎn)座，還有第一、第二連桿以及沙灘清潔機機身通過鉸接。如4-9所示。當(dāng)垃圾斗裝滿時，沙灘清潔車行駛到垃圾傾倒車前，先舉升到極限位置，然后翻轉(zhuǎn)垃圾斗，將垃圾傾倒出來。 圖4-9 四桿機構(gòu)圖 1-機架 2-第二連桿 3-第一連桿 4-翻轉(zhuǎn)座 沙灘垃圾的拾取后的傾倒就是依靠沙灘清潔機垃圾斗舉升和翻轉(zhuǎn)來完成的，在這里，翻轉(zhuǎn)座的作用很大，同理，翻轉(zhuǎn)座的工作環(huán)境也是潮濕，腐蝕性強的沙灘，所以，我決定翻轉(zhuǎn)座的材料仍然選擇為45鋼，用鋼板型材焊接。 圖4-10 翻轉(zhuǎn)座示意圖 圖4-11 第一連桿示意圖 圖4-12 舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)圖 1--垃圾底座 2--翻轉(zhuǎn)液壓缸 3--翻轉(zhuǎn)座 4--第一連桿 5--第二連桿 6--舉升液壓缸 4.4.5驅(qū)動系統(tǒng) 沙灘清潔機的動力完全是拖拉機輸出的，驅(qū)動是通過液壓泵還有液壓馬達實現(xiàn)的。當(dāng)拖拉機把動力輸出給液壓泵時，油管會輸出一定的液壓油來驅(qū)動液壓馬達，液壓馬達又轉(zhuǎn)動，使舉升、翻轉(zhuǎn)液壓缸運動，滾輪上的馬達動力也來自于它。 經(jīng)過對相關(guān)類型車上油泵型號的對比，我決定油泵類型選擇功率一千瓦的CB-B型齒輪泵，液壓馬達需要滿足不同工作模式時的轉(zhuǎn)速要求，我決定選擇的是低速大轉(zhuǎn)矩的軸向柱塞式液壓馬達，轉(zhuǎn)速范圍一百轉(zhuǎn)之內(nèi)。我所使用的液壓馬達如圖4-13所示。 圖4-13 軸向柱塞式液壓馬達示意圖 第五章 牽引拖拉機 經(jīng)過設(shè)計計算，我所設(shè)計的沙灘清潔機滿載垃圾時的重量達到3000公斤左右，需選拖拉機來進行牽引。 經(jīng)過調(diào)查走訪，詢問相關(guān)人員，我最后決定使用國補東方紅90馬力四驅(qū)拖拉機來牽引我所設(shè)計的沙灘清潔車。該款拖拉機是由烏克蘭生產(chǎn)的，雖然拖拉機的整體尺寸很短，但是馬力很足。跟BeachTech2000的優(yōu)點一樣，靈巧好用。 經(jīng)過牽引架連接后的沙灘清潔機如圖。 圖5-1 牽引拖拉機示意圖 下面是該款拖拉機的相關(guān)參數(shù)： 牽引動力：2000N 外闊尺寸長*寬*高：2000*960*1100MM 拖拉機主要尺寸：輪距前輪4.00-10.后輪6.00-12 最小地隙：【變速箱下部】190MM 轉(zhuǎn)向半徑：1.85M Ⅰ檔：2.11Ⅱ檔：3.1Ⅲ檔5.39Ⅳ檔：8.04Ⅴ：11.81Ⅵ：16.92 倒Ⅰ檔1.62倒Ⅱ檔6.18 拖拉機總質(zhì)量：535千克 圖5-3 國補東方紅90馬力四驅(qū)拖拉機 15 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 參 考 文 獻 [1] 機械制圖.西南交通大學(xué)教研室編.高等教育出版社.2005. [2] 濮良貴、紀名剛主編.機械設(shè)計.高等教育出版社.2004. [3] 臧懷泉.沙灘清潔車[P].中國專利.CN01265248.2.燕山大學(xué). [4] 黎啟柏.液壓元件手冊.機械工業(yè)出版社.2000. [5] 歐陽聯(lián)格.沙灘清潔車舉升機構(gòu)性能研究.廈門理工學(xué)院 [6]姜繼海、宋錦春、高常識.液壓與氣壓傳動.高等教育出版社 [7]王彥飛.后裝壓縮式垃圾車上裝結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究.西北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006 [8]王彥飛.后裝壓縮式垃圾車上裝結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究.西北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006 [9]李秋媚.基于ADAMS的自卸車作業(yè)穩(wěn)定性分析.湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.2009 致 謝 畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，我的大學(xué)也走到了結(jié)尾，我現(xiàn)在還能想起最初我剛剛看到“沙灘清潔車設(shè)計”這個題目時的好奇，感謝這份好奇和求知給我源源不斷的動力，陪伴我順利完成了我的畢業(yè)設(shè)計。感謝親切和藹的吳教授把他的知識和資源毫無保留的奉獻給我們，關(guān)心我的設(shè)計進度，緩解我的情緒，給我勇氣和信心，并在我遇到問題停滯不前的時候，及時的提醒我，指點我。 感謝我的班主任李亮老師，他一直觀察著我的動態(tài)，詢問我學(xué)習(xí)情況，讓我全身心投入畢業(yè)設(shè)計，這些我都知道并且記在心里。 感謝學(xué)校，給我一個適合學(xué)習(xí)的環(huán)境，給我提供課外資源，幫助我了解我所到達不了的知識領(lǐng)域，我一定會記得，我的畢業(yè)設(shè)計之所以能夠順利完成，得益于我就讀于一所優(yōu)良的學(xué)校。 感謝我的同學(xué)和舍友，他們是陪伴，是促進我不斷前進的力量。遇到不懂的地方我會虛心求助他們，他們也總會幫我想出各種解答。我不是一個人在奮斗，他們是我的后盾。 最后，我要感謝從來沒選擇過放棄的自己，雖然我的設(shè)計不是最出色的，在學(xué)習(xí)過程中，我也不止一次的困惑過，失落過，但是我最終堅持完成了它。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評審表（指導(dǎo)教師用） 題 目 沙灘清潔機設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè) 車輛工程 指導(dǎo)教師 姓 名 職稱 教授 所學(xué)專業(yè) 車輛工程 是否同意參加答辯： 得分 評語： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 20 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評審表(評閱人用) 題 目 沙灘清潔機設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè) 車輛工程 指導(dǎo)教師 姓 名 職稱 教授 所學(xué)專業(yè) 車輛工程 是否同意參加答辯： 得分 評語： 評閱人（簽字）： 年 月 日 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評審表（答辯小組用） 題 目 沙灘清潔機設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 姓 名 職稱 教 授 得分 評語： 答辯委員會（小組）（全體成員簽字）： 年 月 日 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計綜合評定成績表 指導(dǎo)教師評分 評閱人評分 答辯評分 綜合評定成績(按4：2：4) 答辯委員會負責(zé)人（簽字）： 年 月 日