（独家原创）后装压缩式垃圾车装填机构优化设计（全套CAD图纸） ㊣ 精品文档 值得下载

（其他） 10 后记修改稿.doc

（其他） 12 参考文献XOUGAI.doc

（其他） 3目录.doc

（其他） 5摘要 关键字修改稿.doc

（其他） 6第一章前言修改稿.doc

（其他） 7 第二章工作装置XIOUGAI.doc

（其他） 8 第三章XIOUGAI.doc

（其他） 9 第四章 结论修改稿.doc

（其他） 封面及附录等.doc

（其他） 后装压缩式垃圾车装填机构优化设计论文.doc

（图纸） 垃圾车总图.dwg

（图纸） 清扫板总成.dwg

（其他） 任务书.doc

（图纸） 压实板总成.dwg

（其他） 英文.doc

在压实油缸选定，即压实油缸的推力已经确定的情况下，装填角越小，压实油缸推力的水平分量越大，压实效果越好，但是水平分量增大时，其垂直分量变小，使向上的分力减小，也会降低压缩效果。

因此，应综合考虑压实油缸的推力的水平和垂直分量，使之达到最佳压实效果。

根据上述分析，确定装填机构的优化目标为清扫机构的优化目标为工作平稳，在清扫油缸的有效动作范围内，要求清扫油缸运动尽量平稳，从而使液压系统的压力波动尽可能地小。

由于装填角的正确选取，对于装填机构的工作效率以及整车的设计质量有着决定性的影响，因此为了使压实油缸能兼顾压实油缸推力的水平分量和垂直分量，可将压实机构的优化目标确定为在压实油缸的有效动作范围内，要求压实油缸运动尽量平稳，液压系统的压力波动尽可能地小。

.装填机构运动学分析如图所示，在中，由余弦定理得清扫油缸工作，使得清扫板绕点转动，由式知，其转速与清扫油缸的伸缩速度之比为在中由于在压实油缸动作时，已经为固定值，可以作为常量处理，所以由上式可得现在求的表达式由于在压实油缸向上运动的过程中，为定值，则在中，由正弦定理有由上式得联立式式得.设计变量的确定由上述分析可知，影响装填机构工作的主要参数为等七个参数。

如果要使装填机构够平稳工作，应使这些参数的取值最合理，由于和是参变量，在优化前其值给定，因此，优化设计变量为。

．分目标函数的建立由式可知，油缸运动的平稳性可以用速比函数来表示。

即对于清扫油缸运动的平稳性要求可以转化为在清扫油缸有效运动范围内，使得最大速比与最小速比的比值尽可能地小。

因此，清扫机构的目标函数为显然，油缸运动的平稳性可以用速比函数来表示。

因此，对于压实油缸运动的平稳性要求可以转化为在压实油缸有效运动范围内，使得最大速比与最小速比的比值尽可能地小。

因此，压实机构的目标函数为．约束函数的建立装填机构的约束有三类.结构约束.性能约束.边界约束。

.结构约束工作周期内，先使清扫板逆时针旋转，完成准备工作，当压实油缸动作，使得清扫油缸下降到清扫位置以后，再使之顺时针旋转，进行对垃圾的清扫，即预压缩。

设计时，应保证清扫油缸的伸缩使得清扫板的旋转平稳且应在规定的角度范围内转动，于是有工作周期内，先使压实板下降，在清扫板完成预压缩以后，再使压实板上升，对垃圾进行压缩，最终推进车厢，压实油缸的升降使角发生变化，于是有车厢的后倾角为.性能约束要求清扫油缸伸出的长度要合理，且应保证油缸的伸出长度使得清扫板不能发生自锁。

要求压实油缸伸出的长度要合理，有.边界约束优化参数的边界约束要根据实际情况确定，在设计时，应根据实际情况给出些普遍的边界约束条件，在得到结果以后再根据情况进行取舍。

基于上述考虑，现设以下边界约束优化计算初始数据初选最不利的装填角为，代入式进行计算，根据计算出的的值，初步选定压实油缸的缸径，再结合压缩比装载厢和车厢总容积，初步确定型后装压缩式垃圾车的有关技术数据如表。

优化计算过程显然，本优化计算属于多目标函数优化设计问题，计算公式复杂，并且需要优化的参数有五个，因此不适宜采用必须计算函数梯度的算法。

计算时首先采用乘除法将两个单目标函数统起来，即统目标函数为显然，优化目标函数的值逼近.时，装填机构各个部分的尺寸是最合理的，能最大限度地满足使用要求。

随机方向搜索法不需要求偏导数，程序简单，计算时收敛性较好，因此，统目标函数后，采用随机方向搜索法，求得最优解。

采用语言编程，程序框图如图，源程序见附录，程序运行过程如下给定设计变量数目初始变量的上下限初始步长，步长收敛精度，产生随机方向最大次数随机产生初始点在区间，利用产生的随机数，随机产生初始点的分量，求得检验的可行性条件如果满足，则进行下步，否则重新随机产生初始点，直至成为可行的初始点在区间产生随机数，得单位随机向量，沿方向迭代，得到新的迭代点检验新的点的可行性如果满足，进行，否则转至检验新点的下降性，计算，若，进行，否则转至继续沿方向迭代，得到新的迭代点，返回如果，则置，进行，否则返回如果，则进行，否则返回如果，则输出最优解终止迭代否则将步长减半，即，返回，继续进行迭代。

优化设计分析与评估在设计装填机构时应考虑其使用状况，应尽可能使装填机构工作平稳，满足其运动要求，延长其使用寿命装填机构应与装填斗的容积匹配，如果装填机构相对装填斗太大，尽管能满足使用要求，但却造成了能源和原材料的浪费，增加制造成本，装填机构相对装填斗太小，则会降低生产效率，有可能出现动力不足对垃圾的压实力不足清扫垃圾不完全等，造成二次污染，缩短装填机构的使用寿命。

优化设计的结果如表，对型后装压缩式垃圾车装填机构进行优化设计的结果表明的值由.降到.，说明优化设计模型建立正确，大大增加了装填机构工作的平稳性通过优化设计后的参数在满足使用要求的同时，减小了机构，避免了“大马拉小车”的现象，为整车的设计更加合理创造了条件达到了在满足设计要求的前提下节约原材料降低制造成本的目的。

表装填机构初始设计数据参数初始数据与水平面的夹角初始值终止值旋转角度清扫板长度压实板长度清扫油缸初始长度清扫油缸伸长量压实油缸初始长度压实油缸伸长量表装填机构优化设计结果参数优化后数据压实油缸初始长度.压实油缸伸长量.压实板长度.清扫板长度第四章结论通过对型后装压缩式垃圾车以下简称垃圾车的分析结果表明在垃圾车的整车基本参数给定，即在车厢容积装载质量和整车总质量确定的情况下，本优化设计的结果能使装填机构能最大限度地将垃圾压缩，并且压缩平稳能获取最大的压缩力，达到了预期的设计目标装填机构的压实油缸压缩力的水平分力增大卸料机构的推力降低装填机构的压实力满足了在即车厢将装满垃圾时将垃圾压缩进车厢的设计要求。