XSD3016轮式洗砂机结构设计

本科论文目录TOC\o"1-3"\h\u7927摘要 [6]。本文针对XSD3016轮式洗砂机，严格按照相关结构设计标准进行设计，整体结构尽量简单、可靠，传动系统尽量稳定。在保证洗砂机工作能力的前提下，XSD3016轮式洗砂机金属结构的制造工艺要求尽量简单，安装容易，维修便利，同时其金属结构外形应尽量美观、大方。以洗砂机实际应用效果为目的出发，设计符合要求的XSD3016轮式洗砂机，保证良好的工业性能，保证设备高效、节能、可靠的优异性能。1设计目标1.1研究目的与意义“环保”是人类所面临的重要问题，随着人类思想意识的不断增强，以及社会建设的不断发展，对砂石材料的需求和要求不断提高，这就要求对砂石质量级配有所提高。而洗砂机正是配合制砂机使用并对砂石材料进行洗选的重要设备，它不仅可以清洗砂石材料表面的泥土杂质还能破坏包覆砂石材料的水汽层，起到有效的清洁作用，来提高砂石材料的质量。同时，轮式洗砂机也是近些年来洗砂领域新兴的洗砂设备REF_Ref24795\r\h[7]。XSD系列轮式洗砂机，结构简单，具有新颖的密封结构和可靠的传动装置。叶轮传动轴承装置与水和受水物料隔离，避免轴承因浸水、砂和污染物导致损坏，大大降低了故障率。清洗砂石过程中，细砂和石粉流失少，所洗建筑砂级配和细度模数达到标准要求。同时，它还具有洗净度高、处理量大、功率消耗小、使用寿命长等优点。相比于螺旋洗砂机在外观结构上具有结构简单，安装方便，占地面积小等特点；在应用上具有应用领域多，单双可选的特点；在经济性上价格较便宜。1.2国内外现状及发展趋势在我国，轮式洗砂机的发展速度比较快，从昔日引入国外技术到现在自主研发。轮式洗砂机设备技术与矿山建造、基础设施建造、房地产建造等息息相关。同时，轮式洗砂机也在不断地进行创新，在现有的基础上，继续向节约环保型的设备发展，在节省水资源、洗净度高、无污染等方面继续研发。除此之外，洗砂机正在向一机多用的方向发展。在国外，洗砂机的技术实力还比较雄厚。从产品结构上看，国外洗砂机型号众多，种类丰富；从技术上看，国外大型和特大型洗砂机技术较为前沿。

虽然轮式洗砂机应用广泛，技术成熟，但作为机械设备行业的一个分支，洗砂行业也受到原材料、钢材市场、河砂、海砂和人工砂的生产和社会需求的影响。下游产业的发展前景直接制约着洗砂机的未来需求，随着人们生活水平的不断提高，矿山建造、基础设施建设、房地产建造等对砂石材料的质量要求也在提高，这就决定轮式洗砂机的发展空间还有很大的提升，新产品的更新换代是未来发展的必然趋势。1.3主要研究内容（1）XSD3016轮式洗砂机的传动设计对XSD3016轮式洗砂机的动力传动系统进行设计优化，以达到传动链简短，传动平稳，能量损耗小的作用。（2）XSD3016轮式洗砂机的结构设计对XSD3016轮式洗砂机的各个结构进行合理的布置，使其达到结构布局紧凑，操作合理方便，各部分工作互不干涉，节约制造成本的目的。（3）XSD3016轮式洗砂机的协调性设计对XSD3016轮式洗砂机的设计要有效控制叶轮工作时的转动速度，提高砂石材料的洗净度。同时，对设计出来的装置进行优化和修改，使其工作效果尽可能达到理论效果。2设计要求2.1内容要求2.1.1产品设计要求根据设备的具体实际情况对XSD3016轮式洗砂机做以下要求：入选粒度：≤10mm。处理量：70-120t/h。耗水量：10-60t/h。叶轮转速：1.6r/min。尽量避免设备在工作过程中产生较大的额外动载荷而引起不必要的震动。2.1.2整体结构设计要求根据设备的具体使用情况，对整体结构做以下要求：（1）整体机构紧凑合理，方便维修。（2）对于易受损件进行分离式设计，可以在维修过程中方便更换。（3）因为高强度的工作环境，产品要有足够牢固的结构强度。（4）保证结构的情况下，要尽量保证机器的外观协调，机器的设计尽量保证工业美感。2.2成果要求（1）毕业设计说明书，1份。（2）XSD3016轮式洗砂机零件三维造型及装配，电子文件，1套。（3）所有非标零件图（标准CAD图）电子文件，1套。（4）相对复杂的非标零件图纸，打印图纸3张，A3图幅。（5）装配图（标准CAD图）电子文件，1张。（6）装配图图纸，打印图纸1张，A1图幅。（7）XSD3016轮式洗砂机仿真动画，1个。（8）XSD3016轮式洗砂机实物或原理展示模型，1件。3设计方案3.1设计产品的用途及其特点XSD3016轮式洗砂机主要用于：细粒度砂石物料的洗选作业。建筑、交通、冶金、水利水电等行业中各种砂石物料的清洗、筛选、除杂和脱水作业。制砂工艺中的砂子清洁，洗净砂子中的泥土、粉尘。选矿行业中的提砂作业。XSD3016轮式洗砂机主要特点：结构简单，运行稳定。轴承与水、物料分开，密封性能好。细砂和石粉流失极少，处理量大，洗净度高，可满足高等级别用料。除筛网外几乎无易损件，使用寿命长，故障率低，维修便利。功率消耗小、节约水资源。3.2总体结构组成及其工作原理3.2.1工作原理XSD3016轮式洗砂机的工作原理是电动机启动，通过带传动、减速器和齿轮传动减速后，将运动传递给主轴，主轴进而带动叶轮缓慢转动。砂石材料随给料槽进入洗槽，在叶轮的驱动下滚动，并且相互打磨，去除砂石表面的杂质，并且破坏砂石表面的水汽层，以便于脱水；同时，加水形成强冲击力水流，及时清除比重较低的杂质和异物，并从溢出口排出洗槽，完成清洗作业。清洗干净的砂石由叶片带走，最后砂石从转动的叶轮倒入出料槽，完成砂石的清洗作用REF_Ref24932\r\h[8]。3.2.2传动设计XSD3016轮式洗砂机的传动装置主要由带传动、二级减速器和齿轮传动构成。其传动设计是带传动将运动传递给二级减速器，之后二级减速器通过齿轮传动将运动传递给主轴，主轴进而带动叶轮的转动，实现整体的运动，如图3.1所示REF_Ref25030\r\h[9]。XSD3016轮式洗砂机传动过程：电动机转动时，电动机输出端将运动传递给带轮的主动轮。带轮的主动轮通过带传动系统将运动传递给带轮从动轮。带轮从动轮通过减速器将运动传递给齿轮的主动轮。齿轮主动轮通过齿轮传动将运动传递给齿轮从动轮。齿轮从动轮将运动传递给主轴。主轴将运动传递给叶轮进而实现洗砂机的运动。图3.1XSD3016轮式洗砂机传动简图3.2.3结构组成设计XSD3016轮式洗砂机的结构主要由电动机及传动装置、主轴、叶轮、洗砂池、支架等构成。电动机及传动装置：电动机是XSD3016轮式洗砂机的动力来源。传动装置采用带传动、减速器、齿轮传动来实现REF_Ref25125\r\h[10]。带传动：采用普通V带传动；带轮采用是HT200材料。带轮采用铸造的加工方式，在加工过程中要求铸件光滑平直、无影响质量的缺陷。带轮通过键连接的方式分别与电动机输入轴和减速器的输入轴相连，同时要进行轴向的固定。减速器：减速器是XSD3016轮式洗砂机传动装置不可或缺的设备，它在减速的同时可以提高输出扭矩并降低负载的惯量。本次设计中减速器采用的是二级减速器，型号为ZQ650-50-I-Z。齿轮传动：小齿轮采用是42CrMo材料，大齿轮采用是42CrMo材料。齿轮采用锻造的加工方式，锻造的材料需符合相关标准，同时加工齿轮时需进行正火和淬火处理。齿轮通过键连接的方式分别与减速器的输出端和主轴相连，同时要对齿轮进行轴向的固定。主轴：主轴是XSD3016轮式洗砂机的最主要部分，将电动机由传动装置传递的动力来带动叶轮的缓慢转动。主轴采用的是45号钢材料。叶轮：XSD3016轮式洗砂机叶轮是用于洗砂作业，其直径是3000mm，宽度是1600mm，是洗砂机的重要部件之一，也是较为脆弱的部件。它由支撑架、轮板、连接筒体、筛网、压板等结构组成。支撑架、轮板和压板采用的是Q235A材料，连接筒体采用的是45号钢，筛网采用的是优质耐磨钢。洗砂池：洗砂池采用的是Q235A材料，由钢板和槽钢焊接而成，焊接质量应符合相关焊接技术标准。支架：支架是用于安装XSD3016轮式洗砂机的电动机和减速器的装置，起到支承的作用。它采用是Q235A材料，由钢板和槽钢焊接而成，焊接质量应符合相关焊接技术标准，焊接时去除焊接应力，尽量避免焊接变形REF_Ref25256\r\h[11]。3.3主要技术参数的确定3.3.1电动机选型XSD3016轮式洗砂机是一种无调速要求，长期运转工作且负载平稳的机械，在机器启动、工作和制动时无特殊的要求。工作条件：两班制，工作平稳，室外工作。电动机每天工做12小时左右，每年工作300天。三相交流（220V/380V）电源。大批量生产。满足XSD3016轮式洗砂机的运转传动效率，降低机器工作时的噪音，增加机器工作时的平稳性，保障机器操作人员的安全。综合考虑，将XSD3016轮式洗砂机的电动机型号选定为Y200L-8。Y系列电动机拥有中心高，功率等级、安装尺寸均符合IEC\t"/item/y%E7%B3%BB%E5%88%97%E7%94%B5%E6%9C%BA/_blank"国际电工委员会标准，高效节能，振动较小，噪声较低，性能可靠，安装便利，维修方便等特点，符合设计的要求REF_Ref25373\r\h[12]。Y200L-8型号电动机参数：额定功率：15kW额定电压：380V额定电流：34.1A额定频率：50Hz额定转数：730r/min级数：8级效率：88%绝缘等级：IP443.3.2带传动装置结构设计已知电动机的功率是15kW，转数是730r/min，电动机每天工作12h，根据已知的电动机参数，对XSD3016轮式洗砂机的带传动装置进行结构设计REF_Ref25494\r\h[13]。（1）确定设计功率在考虑载荷性质和每天运转的时间等因素。设计功率应该比传递的额定功率略大REF_Ref25550\r\h[14]，即：（3-1）式中，——计算功率，kW；P——传递的额定功率，kW；——工作情况系数。表3.1工况系数载荷性质工作机原动机交流电动机（普通鼠笼式、同步电动机）、直流电动机（并激）、内燃机交流电动机（大转矩、大滑差率）、直流电动机（复激、串激）、单缸发动机的内燃机一天运转时间/h<1010-16>16<1010-16>16载荷平稳液体搅拌机、通风机、鼓风机（≤7.5kW）、离心式水泵、压缩机和轻负载输送机1.0（1.4）1.1（1.6）1.2（1.8）1.1（1.6）1.2（1.8）1.3（2.0）（续表）载荷性质工作机原动机交流电动机（普通鼠笼式、同步电动机）、直流电动机（并激）、的内燃机交流电动机（大转矩、大滑差率）、直流电动机（复激、串激）、单缸发动机的内燃机一天运转时间/h<1010-16>16<1010-16>16载荷变动小带式输送机、通风机、发电机等1.1（1.5）1.2（1.7）1.3（1.9）1.2（1.7）1.3（1.9）1.4（2.1）载荷变动较大制砖机、起重机、磨粉机等1.2（1.7）1.3（1.9）1.4（2.1）1.4（1.9）1.5（2.1）1.6（2.3）载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机1.3（1.8）1.4（2.0）1.5（2.2）1.5（2.0）1.6（2.2）1.8（2.4）XSD3016轮式洗砂机每天工作12小时，载荷变动较大，根据表3.1，故取设计功率：（2）初选带的型号根据设计功率=19.5kW和小带轮转速=730r/min，由图3.2初选带的型号，将带的型号确定为C型。图3.2普通V带选型图注：该型号是否符合要求，需考虑传动的空间位置并经过带的根数计算后确定。（3）确定带轮的基准直径①选择小带轮的基准直径因为小带轮基准直径小，则传动所在的空间小，重量轻。又因为小带轮基准直径太小，则弯曲应力太大。综合考虑，小带轮基准直径的选择应满足，并且应该取标准值。注：普通V带带轮最小基准直径应参考表3.2。表3.2普通V带带轮最小基准直径型号YZABCDE205075125200355500故小带轮的直径=200mm。②验算带速v根据带速的计算公式：（3-2）带速若过高，则离心力大，减小普通V带和带轮间的压力，易发生打滑现象；带速若太低，则传递的圆周力就会变大，导致带的根数会增加，所以对于带速v应在5m/s-25m/s之间。根据计算，该带传动带速在5m/s-25m/s之间，故满足设计要求。③计算大带轮基准直径取带传动的传动比i=3。根据大带轮基准直径的计算公式：（3-3）根据设计要求，大带轮基准直径应取标准值，参考表3.3带轮标准直径。故取。表3.3带轮标准直径YZABZABCDE63--20071--212-75--22480236-85-25090265-95-280100315106-355112375-118-400125425--132--450--140475-150500160530--170-560180630（4）确定中心距a和带的基准长度①初定中心距根据中心距确定原则的公式：（3-4）即：，取。根据带的基准长度计算公式：（3-5）根据和普通V带基准长度系列表，取接近的基准长度，故=3550mm。②确定中心距因为V带传动中心距一般设计成可调的，所以中心距a的计算公式可近似为：（3-6）又因为考虑安装、调整、补偿预紧力，中心距需要有一定的调整范围，其大小为：（3-7）故取带传动的中心距（5）验算带轮包角带轮包角的计算公式（3-8）注：至少。若过小，可考虑重新选中心距a,也可修改传动比。（6）确定带的根数zV带传动带的根数确定公式：（3-9）式中：——使用条件下，单根V带所能传递的功率；V带传动允许的最大根数，见表3.4。表3.4V带最多使用根数型号YZABCDE1256889带的型号是C型，故。V带所能传递的功率的计算公式为：（3-10）当包角时，包角修正系数为：（3-11）由传动比引起的附加功率值为：（3-12）式中：S——i和1/i中的大值。当实际带长不等于特定的带长时，引起的附加功率值为：（3-13）小带轮角速度的计算公式为：（3-14）注：C型带，，带的特定长度=3750mm。根据3-10，3-11，3-12，3-13，3-14公式可得：根据V带传动带的根数确定原则，取z=5。即带的根数为5根C型带。3.3.3减速器选型减速器是传动装置中实现电动机与工作机之间的减速设备。减速器不仅可以实现减速，还可以提高输出扭矩和降低负载惯量。ZQ型减速器是渐开线圆柱齿轮减速器，广泛适用于建筑、矿山、冶金和化工等行业。这一类型减速器具有承载能力高，体积较小、重量较轻，效率高，噪声低，振动较小等特点。XSD3016轮式洗砂机选择的型号是ZQ650-50-I-Z。公称传动比50，实际传动比48.57。3.3.4齿轮传动装置结构设计XSD3016轮式洗砂机齿轮传动装置部分是开式齿轮传动，故在齿轮传动结构设计时，根据齿根弯曲强度进行设计，按照齿面接触疲劳强度进行校核REF_Ref25752\r\h[15]。已知电动机的功率是15kW，转数是730r/min，电动机每天工作12h；带传动传动比是3，传动效率是0.95；减速器公称传动比是50，实际传动比是48.57，传动效率是0.87；叶轮转数是1.6r/min。根据已知条件对齿轮传动装置进行设计。减速器输出功率：；减速器输出转数：；齿轮传动传动比：。（1）选择材料小齿轮选择材料42CrMo，调质处理HB240-280，探伤检查，感应淬火HRC54-60；大齿轮选择材料42CrMo，正火处理HB200-230，探伤检查，感应淬火HRC54-60；齿轮精度选择8级精度REF_Ref25873\r\h[16]。查图3.3，按硬度55HRC查找，取，，弯曲疲劳强度计算的最小安全系数。根据弯曲疲劳许用应力计算公式：（3-15）图3.3齿根弯曲疲劳极限图（2）按照齿根弯曲疲劳强度进行设计①取小齿轮齿数是17，即；根据齿轮传动比计算公式：（3-16）大齿轮齿数：，圆整，取齿轮实际传动比：根据传动比验算公式：（3-17），故符合传动比要求。②小齿轮转矩根据转矩计算公式：（3-18）小齿轮转矩③确定齿形系数和应力修正系数齿形修正系数与齿廓的形状有关，与模数m无关；应力修正系数是用它来考虑齿根过渡圆角处的应力集中。根据图3.4和3.5，取，；，。图3.4齿形系数选择图图3.5应力修正系数选择图④计算，并比较大小，计算时应取较大值取⑤计算选取模数根据模数计算公式：（3-19）初步计算模数时，可选一个综合系数，可取，待参数确定后，最后求得。若两者相差较大，模数按照模数的修正公式（3-20）进行修正。模数修正公式：（3-20）取，由式3-19计算模数：根据表3.5，取m=20。表3.5圆柱齿轮的标准模数第一系列1、1.25、2、2.5、3、4、5、6、8、10、12、16、20、25、32、40、50第二系列1.75、2.25、2.75、（3.25）、3.5、（3.75）、4.5、5.5、（6.5）、7、9、（11）、14、18、22、28、（30）、36、45⑥齿轮参数的初步确定REF_Ref26017\r\h[17]齿数：，齿轮分度圆直径：，中心距：齿轮齿顶圆直径：齿轮基圆直径：齿宽：圆周速度：齿顶压力角：⑦计算载荷取使用系数，动载系数，齿向载荷分布系数，齿间载荷分配系数。根据计算载荷公式：（3-21）⑧计算齿根弯曲强度的重合度系数根据齿根弯曲强度的重合度系数计算公式：（3-22），与两者相差较小，故不用进行模数修正。齿轮传动的模数。（3）验算齿根弯曲疲劳强度根据齿根弯曲应力计算公式：（3-23），安全。，安全。（4）校核齿面接触疲劳强度①计算许用接触应力根据应力循环次数计算公式：（3-24）式中：n——齿轮转速r/min；j——齿轮每转一周同一齿面啮合的次数；——齿轮的工作寿命h。查图3.6接触强度计算的寿命系数图取，图3.6接触强度计算的寿命系数根据接触强度计算的尺寸系数公式：（3-25）根据工作硬化系数计算公式：（3-26）取接触强度计算的最小安全系数，润滑油膜影响系数根据图3.7齿面接触疲劳极限图，按硬度55HRC取：根据许用接触应力计算公式：（3-27）因，故取。图3.7齿面接触疲劳极限图（5）验算齿面接触疲劳强度根据节点区域系数计算公式：（3-28）根据接触强度的重合度系数计算公式：（3-29）取弹性系数，根据齿面接触疲劳强度计算公式：（3-30）,安全。3.3.5主轴结构设计主轴传动功率：；主轴转速：。XSD3016轮式洗砂机主轴的材料选择的是45号钢。轴承选择的是22243型轴承REF_Ref26157\r\h[18]。（1）确定各段轴的直径根据轴的直径计算公式：（3-31）取，取输入端轴的直径为210mm，轴承所在直径为215mm，键槽所在直径225mm，叶轮所在直径235mm。（2）确定各段轴的长度输入端轴的长度220mm，轴承所在轴段长度分别是80mm和85mm，键槽所在轴段长度为135mm，叶轮所在轴段长度1670mm，轴的长度2325mm。（3）主轴的强度校核REF_Ref26258\r\h[19]①动轮扭矩计算②轴上作用的扭矩③从动轮受力计算根据周向力计算公式：（3-32）根据径向力计算公式：（3-33）④H、V平面支座反力H平面支座反力：V平面支座反力:⑤计算H、V平面内的弯矩及合成弯矩H平面内的弯矩：V平面内的弯矩：计算合成弯矩：⑥计算当量弯矩⑦计算危险截面处的轴颈，满足设计要求。4三维模型4.1主要零部件三维模型4.1.1带轮三维模型带轮是XSD3016轮式洗砂机三维建模中的重要零部件，是带传动结构装置的核心。带传动共有两个带轮，位于电动机输出轴上的带轮是小带轮，位于减速器输入轴上的带轮是大带轮。根据3.3.2带传动装置结构设计的相关计算参数和图4.1带轮结构图对大小带轮进行三维建模REF_Ref26346\r\h[20]。图4.1带轮结构图（1）小带轮小带轮选用实心轮；基准直径；带的根数；带的型号是C型；孔径，；；；；槽间距；带轮槽角；带轮槽顶边圆角；带轮槽底边圆角；带轮宽。在建模过程中，首先创建圆柱体，圆柱体尺寸为；其次用【拉伸切除】命令，创建孔径，孔径分别是、；之后用【旋转切除】命令，创建带槽，先根据相关参数绘制草图，之后在进行旋转切除操作；最后用【倒角】、【圆角】命令，根据带轮结构图的倒角和圆角要求，进行边倒圆和边倒角操作。小带轮三维模型如图4.2所示。图4.2小带轮三维模型（2）大带轮大带轮选用辐板轮；基准直径；带的根数；带的型号是C型；孔径，斜度；，，；；；；槽间距；带轮槽角；带轮槽顶边圆角；带轮槽底边圆角；；带轮宽，；；。在建模过程中，首先创建圆柱体，圆柱体尺寸为；其次用【拉伸切除】命令，创建孔径，孔径是、斜度是1：10；接下来用【旋转切除】命令，创建带槽，先根据相关参数绘制草图，之后在进行旋转切除操作；之后根据椭圆辐板轮的形状和辐板理论计算的相关参数，用【拉伸切除】、【旋转接触】的命令创建大带轮的辐板，最后用【倒角】、【圆角】命令，根据带轮结构图的倒角和圆角要求，进行边倒圆和边倒角操作。大带轮三维模型如图4.3所示。图4.3大带轮三维模型4.1.2齿轮三维模型齿轮是XSD3016轮式洗砂机三维建模中的重要零部件，是齿轮传动结构装置的核心。齿轮传动为开式齿轮传动，共有两个齿轮，位于减速器输出轴上的齿轮是小齿轮，位于主轴上的齿轮为大齿轮，用大小齿轮的啮合传动来实现减速运动。根据3.3.4齿轮传动装置结构设计的相关计算参数对大小齿轮进行三维建模。（1）小齿轮小齿轮是渐开线直齿圆柱齿轮；孔径；齿数；齿宽；压力角；键槽宽；键槽顶部距离齿轮中心位置距离。在建模过程中，首先，插入Toolbox插件，齿轮选择正齿轮，并输入齿轮相关参数；其次，用【拉伸切除】命令进行键槽，小齿轮最终三维模型如图4.4所示REF_Ref26575\r\h[21]。图4.4小齿轮三维模型（2）大齿轮大齿轮是渐开线直齿圆柱齿轮；孔径；齿数；齿宽；压力角；键槽宽；键槽顶部距离齿轮中心位置距离。在建模过程中，首先，插入Toolbox插件，齿轮选择正齿轮，并输入齿轮相关参数；其次，用【拉伸切除】命令进行键槽；之后用【拉伸切除】命令创建辐板；最后用【倒圆】命令进行边倒圆操作，大齿轮最终三维模型如图4.5所示。图4.5大齿轮三维模型4.1.3主轴三维模型主轴是XSD3016轮式洗砂机三维建模中的核心零部件，用于运动的传递，带动叶轮的转动。根据3.3.5主轴结构设计相关计算参数对主轴进行三维建模。主轴上所有键槽深度；轴上所有键槽尺寸；轴断键槽长度；轴头处两个键槽长度。在建模过程中，首先用【拉伸凸台】命令，创建轴的整体外观；其次用【拉伸切除】、【镜像】命令，创建轴上键槽；最后用【倒角】、【圆角】命令，根据要求进行边倒角和边倒圆操作，主轴的三维模型如图4.6所示。图4.6主轴三维模型4.1.4叶轮三维模型叶轮是XSD3016轮式洗砂机三维建模中的核心零部件，是XSD3016轮式洗砂机工作的重要部件，叶轮是焊接件，由轮板，支架，筛网，管子等焊接安装而成，因此在绘制三维模型时，先将零部件建模完成后进行装配。叶轮尺寸为；孔径。根据XSD3016轮式洗砂机相关参数对叶轮进行三维建模。对于叶轮而言，需要创建管子、轮板、内连接圆和固定盘等零部件。在建模过程中常用操作命令有【拉伸】、【拉伸切除】、【旋转切除】、【孔】、【阵列】和【倒圆】等。零部件建模完成后，根据叶轮的设计要求进行叶轮整体装配，最终叶轮装配图如图4.7所示。图4.7叶轮三维装配模型4.2数字化装配及仿真本次设计XSD3016轮式洗砂机60个零部件，其中有24个非标准零部件、34个标准零部件和一些外采购件。其装配效果图如图4.8所示REF_Ref26987\r\h[22]。图4.8XSD3016轮式洗砂机装配整体效果图5实物模型制作5.1实物模型制作方案实物制作的方案：XSD3016轮式洗砂机实物模型，在传动方面，需要具有带传动和齿轮传动；在结构方面，需要拥有洗砂池、叶轮、轴、齿轮、减速器装置、皮带轮、皮带、电动机、支架等。5.2存在的问题和解决办法在实物制作过程中所遇到的问题：第一：由于对ABS模型专用胶水了解较少，导致使用过程中出现粘合效果不佳的状况。图5.1ABS胶水的板材粘贴效果第二：小型DIY电动机转数过快，形状为圆柱体，固定不便。图5.2电动机第三：在进行减速器模型的制作过程中，由于齿轮模型的厚度较小、手工制作存在误差，不能实现较为理想的减速传动效果。图5.3减速器模型制作效果解决问题的措施：第一：由于对ABS模型专用胶水了解较少后改为热熔胶，通过热熔胶枪和热熔胶对模型进行固定；第二：由于电动机和减速器没有达到理想效果，通过查阅相关资料，选择减速电机。5.3最终实物模型实物制作的过程中，首先制作洗砂池，所应用到的材料为椴木板；其次制作叶轮，所选用的材料为ABS板材、纱布、支架等，最后制作带传动、齿轮传动等传动装置。最终实物模型如图5.4所示。图5.4轮式洗砂机实物模型结论本次设计XSD3016轮式洗砂机，其主要研究问题是对该设备的传动系统和结构组成进行设计，在设计过程中明确了该设备的工作原理、使用领域、产品特点和设备性能，同时，利用SOLIDWORKS软件对该设备的零部件进行三维建模和整体装配。XSD3016轮式洗砂机的传动过程依次由电动机运转、带传动、减速器工作、齿轮传动和工作机运动等五个部分构成，带传动为普通V带传动，齿轮传动为开式齿轮传动。其结构组成由电动机、带轮、减速器、齿轮、叶轮、主轴、洗砂池等七个主要部分组成，通过相关的理论设计计算，选择出合理的电动机型号和减速器型号，计算出带轮、齿轮及主轴的尺寸参数。电动机型号Y200L-8；减速器型号ZQ650-50-I-Z；小带轮选用实心轮，基准直径，带的根数，带的型号是C型；大带轮选用辐板轮，基准直径，带的根数，带的型号是C型；小齿轮是渐开线直齿圆柱齿轮，模数，齿数17；大齿轮是辐板轮，模数，齿数53；主轴长度；叶轮尺寸。通过对XSD3016轮式洗砂机的结构设计和理论计算，运用建模和绘图软件合理绘制产品的三维模型和二维图纸，最后的实际效果与设计思路一致，完成了XSD3016轮式洗砂机结构的设计。参考文献[1]黄光烨,曲宝章,翟封祥,梁延德.机械工程实践与创新[M].北京:清华大学出版社,2014.8[2]翟直上.自动涡洗式洗砂机的研究[D].华中科技大学,2016[3]龚彦波.浅谈机械产品的动力与传动设计[J].建材与装饰,2017(27)：94-95[4]濮良贵等.机械设计（第九版）[M].北京:高等教育出版社,2013[5]李树军,刘杰,王丹,李翠玲.机械原理[M].北京:科学出版社,2018.1[6]巩亚东,史家顺,朱立达.机械制造技术基础[M].北京:科学出版社,2018.1[7]杜俊斌,张海强.机械结构设计中的创新设计应用研究[J].中国设备工程,2019(12)：210-211.[8]曾德江,黄均平.机械基础[M].北京:机械工业出版社,2010.1[9]韩泽光等.机械设计[M].武汉:华中科技大学出版社,2016[10]闫玉涛.机械设计基础[M].沈阳:东北大学出版社,2013[11]林华艳.机械制造技术基础[M].北京:化学工业出版社,2010.9[12]闻邦春.现代机械设计师手册（5版）[M].北京:机械工业出版社,2012[13]张思婉,宁小辉.浅谈V带传动的设计方法[J].硅谷,2010,12：160-173[14]孙志礼,闫玉涛,田万禄.机械设计[M].北京:科学出版社,2015.3：75-91[15]李文燕,朱延波,雷玲,吴志阳,党国栋.圆柱齿轮传动设计方法研究[J].机械工程师,2019(11)：55-57[16]吴宗泽.机械设计实用手册（3版）[M].北京:化学工业出版社,2010[17]孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2009.6[18]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2010.1[19]单立柱.机械结构设计中抗磨损的改造措施[J].设备管理与维修,2018(12)：97-98[20]AndrzejKołodziej,MarianDudziak,KrzysztofTalaśka.Thedirectionsofthedevelopmentofthemethodsfordesigningthegeometricformofmechanicalstructures[J].MATECWebofConferences,2019,254[21]高永祥.零件三维建模与制造[M].北京:机械工业出版,2011.1：85-89[22]陈超祥,胡其登.SOLIDWORKS®零件与装配体教程（2019版）[M].北京:机械工业出版社,2019.4：32-60附录1

附录2

附录3致谢四年的大学学习生活即将划上一个圆满的句号，而对于我的往后余生而言却仅仅是一个逗号，这将是踏上崭新征程的起点。即将毕业的我，在此对大学时光里遇到的每一个人表示衷心感谢，与君相识，三生有幸！值此论文即将付梓之时，首先，感谢我的导师，本次设计论文是在我的导师亲切关怀和耐心指导下完成的。从论文的选题、开展、撰写到定稿，导师在每一个环节都能够认真细致地帮我分析过程中出现的问题，以渊博的专业知识、丰富的实践经验、严谨的治学态度和平易近人的人格魅力对我的论文提出指导和修改意见。同时，我要感谢专业课老师们对我的教诲和指导以及辅导员们的帮助，老师们传授的知识和道理使我受益匪浅。其次，感谢朝夕相处的舍友、同学和朋友们，感谢你们的鼓励、支持和帮助给了我前进的动力，与你们的每一次讨论交谈都让我难以忘怀，你们给我大学四年的求学之路留下了许多美好瞬间。最后，感谢我的父母，感恩你们赋予我生命，感恩你们对我无微不至的照顾和细心的培养。从牙牙学语到长大成人，从幼儿园上学到大学毕业，离不开你们的默默支持和辛勤付出。如今，我已经长大成人，我将用一生来报答和感恩你们对我的养育之恩。2020年新冠肺炎疫情肆虐华夏大地，感谢祖国成为我们每一个人的坚强后盾，感谢逆行者们奔赴抗疫一线，无私奉献，正是如此，我才能安然写完论文。愿疫情早日散去，国家繁荣昌盛、国泰民安。

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。

2.制定观察计划

在观察计划中要规定明确的观察目的、重点、范围以及要搜集的材料。

3.做好观察准备

观察准备是否充分，往往影响观察的成败。

4.做好记录

在观察过程中要时时记录，不放掉任何一个关键信息。

（三）特点

观察法具有拓展人们的感性知识、启发思想等优点，但是由于其强调研究要在自然环境下进行，且不允许掺杂个人的偏见，确为实际操作带来了一定困难。

（3）实验法

实验法是指经过精心设计，在高度控制的条件下，通过操纵某些因素，从而发现变量间因果关系以验证预定假设的研究方法。核心在于对所要研究的对象在条件方面加以适当的控制，排除自然状态下无关因素的干扰。

（一）典型例子

采取实验法的一个典例是罗森塔尔效应的提出，美国心理学家罗森塔尔和L.雅各布森通过对小学生进行“未来发展趋势测验”，发现人们对他人行为的期望通常可以导致他人向期望方向改变。

（二）研究步骤

1.发现并提出问题

2.收集与问题相关的信息

3.作出假设

4.设计实验方案

5.实施实验并记录

6.分析实验现象

7.得出结论

（三）特点

1、主动变革性

观察法与调查法都