论文总字数：18008字

摘 要

本文介绍了一种通过计算机辅助设计和结构优化设计研究所设计的可用于垃圾分类处理过程中的搅拌过程所需要的搅拌装置。垃圾分类处理所需的搅拌装置在一些工厂已经有过了可用于实际处理的大型工作机械，本文所介绍的搅拌装置是通过研究分析已经成功投入使用的搅拌装置，结合自己的设计理念，设计出的一种全新的用于垃圾分类处理的搅拌装置，具有可实际制造，可实际使用的设计目的。并通过对所设计的搅拌装置进行关键零件制造工艺的研究达到优化结构的目的，有助于进一步提高搅拌装置的经济性和实用性

论文主要研究了餐厨垃圾处理设备中的搅拌装置的结构和关键零部件的设计制造工艺，自主设计出了一种全新结构的垃圾分类处理搅拌装置，并结合其建模，装配等过程叙述了其设计过程和主要零件的制造工艺。还研究了该搅拌装置的强度和刚度，通过有限元分析，对其强度刚度进行了研究校核，并进行改善。

研究结果表明：最初设计的搅拌装置强度刚度合格，方案切实可行，然而强度富余较多，材料的经济性不是很好，对此特别进行了处理的重新设计研究。

本文的特色：自主设计，并通过自己的研究对所涉及的设备进行结构优化处理，通过计算机辅助设计出方案切实可行的垃圾分类搅拌装置，在方案有不合理之处时，及时进行改进。

关键词：计算机辅助设计；垃圾分类处理；搅拌装置；结构优化

Abstract

This paper introduces a kind of agitation device which is designed by the Research Institute of computer aided design and structural optimization and can be used in the process of waste classification and treatment. In some factories, there are large-scale working machines that can be used in the actual treatment of the mixing device for garbage classification. The mixing device introduced in this paper is a kind of new mixing device for garbage classification and treatment, which is designed based on the research and analysis of the mixing device that has been successfully put into use. It can be actually manufactured and used Design purpose. And through the research on the manufacturing process of the key parts of the designed mixing device, the purpose of optimizing the structure is achieved, which is helpful to further improve the economy and practicability of the mixing device

This paper mainly studies the structure of the mixing device and the design and manufacturing process of the key parts in the kitchen waste treatment equipment. A new structure of garbage sorting and mixing device is designed independently, and its design process and the manufacturing process of the main parts are described in combination with its modeling and assembly process. In addition, the strength and rigidity of the mixing device are studied. Through the finite element analysis, the strength and rigidity of the mixing device are studied, checked and improved.

The research results show that the strength and rigidity of the initial design of the mixing device are qualified, and the scheme is feasible, but the strength is abundant, and the material economy is not very good, so the redesign of the treatment is carried out.

The characteristics of this paper: self-designed, and through their own research on the structure of the equipment involved in the optimization, through the computer-aided design of a practical scheme of waste classification and mixing device, in the scheme has unreasonable, timely improvement.

Keyword：Computer aided design; Garbage sorting; Mixing device; Structural optimiz

目录

第1章 绪论 1

1.1 生活垃圾处理国内外研究现状分析 1

第2章 搅拌装置总体的初步设计 4

2.1 搅拌装置的技术方案 4

2.2 搅拌装置零部件的初步设计 5

2.3 搅拌装置所需零件的三维建模 9

2.3.1搅拌装置所需搅拌叶片的三位建模 9

2.3.2 搅拌装置所需传动轴的三维建模 11

2.3.3 搅拌装置所需叶片连接装置的三维建模 12

2.3.4 搅拌装置所需调心球轴承的三维建模 13

2.3.5 搅拌装置所需轴承座的三维建模 14

2.3.6 拌装置所需的联轴器的3D建模 15

2.3.7电动机和减速箱的三维建模 15

2.4搅拌装置所有零部件的装配 16

2.4.1 搅拌装置关键零件的装配 16

2.4.2 搅拌装置其他零部件的总体装配工作 17

2.4.3 装配件的爆炸图的制作 18

第3章 垃圾分类搅拌装置有限元刚强度的分析 19

3.1 搅拌装置整体模型的主要受力分析 19

3.2 有限元分析过程 20

第4章 总结和心得 29

参考文献 30

致谢 32

绪论

1.1 生活垃圾处理国内外研究现状分析

20年代以来，中国以非常快的速度发展壮大，普通民众的生活水平有了明显的提高，生活垃圾和餐厨垃圾的产生速度也变得越来越快。中国许多经济发达的都市每天产生的垃圾超过3000吨，其中餐厨垃圾的约50％。与其他垃圾相比，餐厨垃圾易腐烂且营养丰富，水和有机物含量都比较高。由于含水量高，餐厨垃圾不满足垃圾焚烧的发热量要求，也不适合直接填埋，焚烧和垃圾填埋会产生大量有机垃圾。同时，从厨房垃圾中会产生“垃圾猪”和“沲水油”。大量厨房垃圾进入二级市场，对人类健康构成了巨大的潜在风险^[1,2]。国内生活垃圾的处理重视程度从一开始的没有人关注的到现在的整个社会越来越多地鼓励餐厨垃圾的管理和处置。在1990年代，发达国家中的大多数国家都对餐厨废物的处理和处置技术进行了研究，并且近年来，人们也逐渐关注与厨房垃圾管理有关的家庭问题。中国仍在致力于研发以解决这一问题。餐厨垃圾的处置是一个令人关注的问题，并且在世界各地迫切需要解决。根据不同的国家和不同的地区需要有不同的政策来进行处理。目前，中国和大多数世界发达国家的城市餐厨垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧法、堆肥法、沼气发酵法等。根据20年代初的报告统计可以表明，大发达国家处理餐厨垃圾以焚烧法为主，日本、新加坡、法国、比利时、德国、荷兰、瑞士、丹麦、瑞典等国所采用焚烧的比例分别为 80%、40%、34％、39%、34%、37%、 57%、58%、50%。中国处理生活垃圾的方法主要是填埋法，填埋法处理餐厨垃圾占比80％，焚烧法 处理餐厨垃圾占比15％^[3,4]。 这些年以来，随着土地资源的日益紧张，焚烧垃圾所产生的热值逐渐增高，中国越来越多的城市和地区采用焚烧法处理餐厨垃圾，堆肥处理法由于一些原因处于停滞不前状态，卫生填埋场处理场的数量和处理能力正在以一定的速度发展中。根据中国建设部统计数据资料：截止 2010年9月，全中国共有849 座市县共建的餐厨垃圾无害处理场， 其中有90座焚烧厂，80座堆肥厂，670余座卫生填埋场有76座综合处理厂。无害化处理餐厨垃圾的能力很强，可以达到每日399702吨^[5,6,7]。

餐厨垃圾处理的发展：对生活垃圾所产生的餐厨垃圾进行分类收集，对其进行垃圾前处理，是解决餐厨垃圾污染的有效方法和前提。要达到减少餐厨垃圾运费，降低处理垃圾难度，垃圾总处理体积变小的目的，可以采用分类收集的办法。此外，餐厨垃圾收集能使餐厨垃圾处理技术变得简易可行，提高餐厨垃圾处理效率。餐厨垃圾分类收集后，对于不同的成分要采用不同的处理方式，可把易降解的有机物垃圾分选出来进行单独处理，尽量有害垃圾在填埋法处理中的含量，减少环境污染^[8]。将其中的可燃成分进行焚烧发电，提高热效率。目前，世界上大多数发达国家的餐厨垃圾处理技术分类明确，监督严格。对垃圾进行分类应该成为民众们的生活习惯，也应该是社会对民众的基本要求。但是在中国，目前大多数先进城市仍然是采用混合收集的办法，对所有垃圾进行统一处理，这样的作法导致很多有害物质如废旧电池等没有经过明确正确的分类而直接进入了垃圾填埋场进行填埋处理，这会导致一些不好的结果。比如在无形中大大增加了运输量和填埋量，更是加大了无害化处理的难度^[9]。我国应该对世界上发达国家生活垃圾的处理方法和策略进行学习。首先应该加大宣传力度，这样能提高普通民众的环保意识，需要让生活垃圾分类的观念深入人心，才能真正的做到时刻垃圾分类。其次，要加大生活垃圾处理装置的研究力度，研制出好用高效率的设备，使垃圾分类后的处理更加容易方便，最后，需要有健全的法律法规，政策进行引导，政府进行调控^[10,11]。

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