“碧水一號”水面垃圾收集船設計

機械設計制造及其自動化論文，論文編號:JX1223  論文字數:15353.頁數:32

摘要
 
 本文主要對水面垃圾收集船主體進行詳細的設計、計算、校核、選型。分析了水面垃圾收集船需要實現的功能要求，了解了同類水面垃圾收集船的工作原理，基本結構，系統組成及功能；研究了“碧水一號”水面垃圾收集船的系統構成及功能，各零部件的的設計方法以及系統的實現方式。
 “碧水一號”垃圾收集船是一種解決水面漂浮垃圾問題的一種新型機械設備，它有操作簡便、安全可靠和造價低廉等特點，適合于城市河道、湖泊及風景區等水域環境推廣使用。“碧水一號”水面垃圾收集船主要針對的是城市和風景區河道、湖泊水域的水面垃圾收集。根據調查和分析，城市和風景區河道、湖泊水域的水面垃圾主要有爛蔬菜、塑料袋、軟包裝、飲料盒、塑料泡沫等。所以收集船采用鋼絲網翻斗作為垃圾的收集機構，這樣易于收集垃圾，而且可以使水從網洞中流走，從而收集的大部分都是垃圾。因為垃圾很可能堆積在在兩側的江岸、堤壩、湖邊及拐角回流區，所以該垃圾收集船采用了一個可以把垃圾從角落撥到垃圾收集水域的可動的擋板引導裝置。為了提高水面垃圾收集的收集效率，船要有連續收集的能力，所以水面垃圾收集船的收集機構采用具有循環工作能力的四桿機構。另外，為了使船具備在無動力的情況下的收集能力，該水面垃圾收集船采用了一個葉輪，使垃圾進入收集水域。
 設計主要包括了水面垃圾收集船的結構，裝配，選材，電機選擇，以及標準件的選擇。本文對設計中，水面垃圾收集船的結構圖，裝配圖，零件圖，都有詳細的說明。
關鍵詞：船 垃圾收集 漂浮物 環境保護

Abstract
 This paper is mainly about the detailed design, calculation, verification & selection of the floating refuse collection boat. It analyzes the functional requirements which the floating refuse collection boat have to meet. It understands the working principle, basic structure, composition and functions of the similar refuse collection vessel, and it studies system structure, function, design methods of parts and the realization of the “green water NO.1”floating refuse collection boat.
 “Green water NO.1”floating refuse collection boat is a new type of mechanical equipment to solve the problem of floating refuse on the water .It is easy-operation, reliable and low cost and suitable for urban rivers, lakes and scenic areas and so on. “Green water NO.1”floating refuse collection boat is aimed primarily at collecting the floating refuse in urban and scenic rivers, lakes. According to the survey and analysis, there are rotten vegetables, garbage, plastic bags, flexible packaging, beverage bottles, and plastic foam in urban and scenic rivers, lakes. Therefore, the floating refuse collection boat uses a steel mesh dump as the refuse collection mechanical body, which can make the boat collect refuse easily and can make the water flow away from the refuse, leaving the refuse alone. Because the refuse is likely to accumulate in the river on both sides, the dam, the lake and the corner recirculation zone, the refuse collection boat use a movable guide device which can move the refuse from the corner of the waters to the refuse collection area. In order to improve the refuse collection efficiency in the collection and make it enable to collect refuse continuously, so this boat uses a 4-stick mechanical body as refuse collection mechanical body. In addition, in order to make it have the collection capacity in the case of no power, the refuse collection boat uses an impeller which can move refuse into the collection area.
 This design includes structure, assembly, material, electrical choice and the choice of standard parts of the floating refuse collection boat. In this paper, the design of the floating refuse collection boat, assembly, parts map have detailed instructions.
Keywords：Boat；Refuse collection；Floats；Environment protection

目錄
中文摘要 I
Abstract II
目錄 III
第1章  緒論 1
1.1  設計的背景與意義 1
1.2  國內外的水面垃圾收集的情況 2
1.3 設計的性質和任務 3
第2章 “碧水一號”水面垃圾收集船設計相關基礎――虛擬裝配技術〔3〕 4
2.1  基本概念 4
 2.1.1虛擬裝配 4
 2.1.2裝配關系 4
2.1.3裝配約束 5
2.2  基于裝配約束的產品設計 6
2.2.1基于裝配約束的CAD設計思想〔4〕 6
2.2.2基于裝配約束的產品CAD設計方法 6
2.3  本設計采用的設計軟件――Solidworks2007 6
第3章 機電傳動及其控制系統 8
3.1  機電傳動 8
3.2  控制系統 8
第4章 機械設計簡介 10
4.1  設計準則 10
4.2尺寸公差和表面粗糙度 11
第5章 水面垃圾收集船主機原理方案構思和擬定 13
5.1  整體方案 13
5.2  方案創新點 14
5.2.1葉輪機構 14
5.2.2間歇翻斗機構 15
5.2.3擋板機構 15
5.2.4外觀結構設計 15
5.2.5擋布設計 15
5.2.6其他 15
5.3  船體結構和尺寸設計 16
5.3.1船體結構設計 16
5.3.2船體尺寸設計 16
5.4  機構設計 16
5.4.1擋板引導裝置的設計 16
5.4.2葉輪的設計 17
5.4.3間歇性翻斗機構的設計 18
5.4.4動力驅動機構的設計 19
5.4.5方向控制機構的設計 19
5.4  虛擬裝配 20
第6章 理論設計計算 22
6.1  船體運行速度計算 22
6.2  引導裝置各項數據計算 22
6.2  翻斗四桿機構尺寸計算 23
6.2  翻斗機構電機選用，周期和間歇時間計算 23
6.2  轉向時間計算 24
第7章 設計總結 25
參考文獻 27
致 謝 26
附錄（模型實物照片） 28