翻转机构是纯电动后装式压缩垃圾车的核心部件,它可以将垃圾桶举升至一定位置,与压缩机构配合来完成垃圾的收集工作。因此,翻转机构的设计及优化具有重要的理论意义和工程实用意义。本文以纯电动后装式压缩垃圾车翻转机构作为研究对象,针对现有翻转机构运行效率低、运行过程中翻转架会撞击垃圾桶、重量较重等问题,分析了垃圾桶的轨迹要求,采用标线旋转法对翻转机构进行设计,接着对翻转机构进行了参数优化,改善了驱动油缸的驱动力,最后采用拓扑优化与形状优化结合的方法对翻转机构关键零部件进行了轻量化设计,减轻了零部件的重量。主要研究内容如下:1、翻转机构的设计。介绍了现有的纯电动后装式压缩垃圾车翻转机构的主要组成部分和工作原理,针对现有的翻转机构存在的缺点,根据在上料过程中垃圾桶的运行轨迹,采用标线旋转法,对翻转机构进行了设计,得到满足垃圾桶运行轨迹要求且效率和平顺性较好的新型翻转机构。2、翻转机构的参数优化。选择油缸驱动作为翻转机构的驱动方式,在ADAMS中建立了翻转机构的虚拟样机模型,再次验证了新型翻转机构的可行性。为了选择合适的油缸安装位置,将油缸位置坐标参数化处理,采用GRG优化算法,以油缸驱动力作为优化目标,对翻转机构进行了参数优化。3、翻转机构的有限元分析。根据翻转机构参数优化后在ADAMS中动力学仿真得到的参数,在Hyper Mesh中建立了翻转机构的有限元模型,对翻转机构进行静力学分析,得出翻转机构强度符合要求。4、翻转机构关键零部件的轻量化设计。采用变密度法,对翻转机构关键零部件进行了拓扑优化。在拓扑优化的基础上,以减重孔的形状和位置为设计变量,对翻转机构的转臂进行了形状优化,使得转臂在拓扑优化的基础上进一步减重。通过对轻量化后的翻转机构关键零部件进行有限元分析可得新型翻转机构满足强度要求,证明了所用轻量化方法的有效性。通过对翻转机构进行一系列设计和分析,最终得到了翻转效率较高、平顺性好、重量较轻的翻转机构。