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摘要GCPS20型钻机是一种复合式多功能钻机，为适应我国深基础工程和连续墙以及水利工程、桥梁工程的发展与需要，结合大口径钻机灌注桩和地下连续墙施工的特点，为解决在复杂地层、硬岩中成孔而研制，特别卵石层、基石、漂石层能大幅度提高施工效率，在各种成孔方法中是比较经济有效的方法。钻机是集回转、冲击钻进工艺于一体的多功能复合型钻机，用转盘回转钻进时可用于第四世纪覆盖层，冲击钻进时可用于卵石、灰岩、花岗岩等硬岩地层。本钻机的特点是结构简单，紧凑，而且各种操作手柄布置合理，操作简单，便于使用与维护。关键词冲击钻进变速箱减速器转盘ABSTRACTTHETYPESGCPS20DRILLTHEMACHINEISAKINDOFCOMPOUNDTYPEMULTIFUNCTIONDRILLTHEMACHINE,INORDERTOADAPTTHEOURCOUNTRYDEVELOPMENTANDDEMANDSOFTHEDEEPFOUNDATIONANDCONSECUTIONWALLANDMARINEHYDRAULICENGINEERING,THEBRIDGEENGINEERING,COMBINETHEBIGCALIBERTODRILLTHEMACHINETOINFUSETONOTETHESTAKEANDTHECHARACTERISTICSOFUNDERGROUNDCONTINUOUSWALLCONSTRUCTION,INORDERTOSOLVETOBECOMETHEBOREBUTRESEARCHTOMANUFACTUREINCOMPLICATEDGEOLOGICSTRATA,HARDROCK,SIGNIFICANTEXALTATIONOFABILITYOFSPECIALEGGSTONELAYER,SILL,THESTONELAYERCONSTRUCTIONEFFICIENCY,ISAMOREECONOMICVALIDMETHODINVARIOUSLYBECOMETHEBOREMETHODDRILLTHEMACHINEISTOGATHERTHETURNOVERANDPOUNDATTODRILLINTOTHECRAFTINTHEINTEGRALWHOLEOFMULTIFUNCTIONANDCOMPOUNDTYPEDRILLTHEMACHINE,CANUSEDFORTOOVERLAYTHELAYERTHEFOURTHCENTURYWHILEUSINGTOTURNTHEDISHTURNOVERTODRILLINTO,CANUSEDFORTHEHARDROCKGEOLOGICSTRATAOFEGGSTONE,ASHROCK,GRANITEETCWHILEPOUNDINGATTODRILLINTODRILLTHECHARACTERISTICSOFTHEMACHINEORIGINALLYISASTRUCTURESIMPLE,TIGHTLYPACKED,ANDVARIOUSOPERATIONHANDHANDLEARRANGEREASONABLE,OPERATEINBRIEF,EASYTOUSAGEANDSUPPORTKEYWORDTHEIMPACTDRILLINTOBECOMESOONBOXDECELERATETHEMACHINETURNTHEDISH第6章转盘的计算61转盘输出转速转盘输出转速（R/MIN）13、17、21、26、42、52输入转盘转速R/MIN65、85、105、130、210、260转盘用于驱动主动钻杆及钻具回转，转盘系一级圆锥齿轮传动机构，通过大锥齿、转台、大、小补心驱动钻杆工作。62大、小锥齿轮计算621初步计算（1）按齿面接触强度计算由设计公式得13195EHPKTDU式中载荷系数K15齿数比5转矩108076TNMN估算时的齿轮许用接触应力22LIM3/1/HPNS估算结果3125807934EDM（2）按齿根抗弯强度计算由式得132FSEPKTYMZU式中K载荷系数取K15复合齿形系数取46FSFSY小齿轮齿数181Z1Z齿轮许用弯曲应力FPFES式中抗弯强度600FEFE2/NM抗弯强度的安全系数18FSFP2603/18计算321580749EMM取16MME（3）齿轮齿数1ZED2341652取181622几何计算（1）齿数181Z518902U（2）分锥角113112ARCTNZ2190378（3）大端模数6EM（4）分度圆直径1618288MM1DE1Z16901440MM22（5）外锥距73488MM1SINEDR（6）齿宽系数取03RB220464MMDE取B200MM实际齿宽系数207348REB（7）中点模数（105）138MMMR中点分度圆直径2488MM1D0512442MM2MR（8）切向变位系数001TXT高变位系数002（9）顶隙021632MMGB123691990EC（10）大端齿顶高MM16MM116AEHXM2AH大端齿根高MM019FCMM22FEX全齿高H352MMECM齿根角119ARTNARCT147738FFEHR222RCTRTFFE齿顶角149714971A2F21AF（11）顶锥角13497A22880A根锥角113FF2274972FF（12）大端齿顶圆直径112COS8216COS3198AEADHMMM243（13）冠顶距2110SIN16SIN7168KADAH1228II7823KAM（14）大端分度圆弧齿厚111TAN620TAN512ETSMXM215E（15）大端分度圆弦齿厚MM221151668SSD22（16）当量齿数18137COSVZ290469VZ当量齿轮分度圆直径221514837VMUDM2215376VV当量齿轮顶圆直径1128573VAADH26346M当量齿轮根圆直径VB1DCOS20537COS20384M264596071当量齿轮传动中心距125372384VVAD当量齿轮基圆齿距COS416COS01VBMPM（17）啮合线长度2212INVAVABVAVBVTGDD212857346375960713984SIN20AVB1199101128157095MM（18）端面重合度VABGP（19）齿中部接触线长度21205186VABMLM齿中部接触线的投影长度856BML63锥齿轮齿面接触疲劳强度校核631计算公式211AVHTHMBHELSKHPMBKFUZZDL式中中点分度圆上的切向力12080764952TMTN使用系数225AKAK动载系数由7级精度和中点节线速度V取111059/6MDNSV齿向载荷分布系数取12HKHEK有效工作齿宽取1518085EBHE端面载荷系数H/64957/23479/10/TETFBNMN取1HK节点区域系数25ZHZ中点区域系数MB22112TAN1VTVAABVVBVDDFFZZ式中参数21F2504221TAN87363751044890639MBZ1123弹性系数1898EZEZ2N/M螺旋角系数直齿轮1锥齿轮系数08KK载荷分配系数1LSZLSZ计算接触应力22518649571351890H204/NM632许用接触应力LIMNHPNLVRXWZS式中实验齿轮的接触疲劳极限1300LILIMH2/N寿命系数1NZNZ润滑油影响系数095LVRLVR工作硬化系数1WW尺寸系数1XZXZ最小安全系数11MINHSMINHS许用接触应力值21309517/PN633齿面接触强度校核结果；221045/17/HHPNMNM通过。64齿根抗弯疲劳强度校核641计算公式AVFTFFSKLFPNMKYB式中复合齿形系数SY148F2483FS重合度系数057/057/1204VAY锥齿轮系数K10322118560441BMKLY载荷分配系数LS2LSYZ齿根弯曲应力计算值21250186495780751360/3FNM2221/2FSYNM642齿根许用弯曲应力MINFEPNTRELRLTXYS式中齿根弯曲疲劳强度基本值FE260/FENM寿命系数1NTYTY相对齿根圆角敏感系数1RELREL相对齿根表面状况系数1RRLTRRLT尺寸系数XY12XY最小安全系数14MINFSMINFS许用弯曲应力值26014857/4FPN643齿根弯曲强度校核结果2212360/4857/8FFPNMMN齿轮安全，可用。65转盘轴结构计算选择轴的材料为45钢，经调质处理，材料力学性能数据为抗拉强度为屈服点650BMPA360SMPA弯曲疲劳极限扭转疲劳极限12715许用静应力许用疲劳应力180PA轴的最小直径为3MININDA式中A按定的系数取A100P功率P55KW最小转速65R/MINMINMIN计算得3IN510406D取最小轴径为MIN轴的结构如图第7章钻机其余部分零件的选择71联轴器的选择减速器与转盘之间用万向节联轴器连接，由减速器输出的最小转速为，传递的功率为55KW，计算转矩为65/MINRIN9058076PTNM联轴器的计算功率CNHANKT式中联轴器转速系数125NK轴承寿命系数18H3510H联轴器的轴间角系数15K载荷性质系数13AAK计算转矩80712581327CTNM查取，选择联轴器为0/491SWPGJBT型（72减速器齿轮安排如表721齿数模数M1Z246232632164Z3565Z2066306表7
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