GCPS—20型工程钻机的设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 20 型钻机是一种 多功能 复合式 的工程 钻机， 可以有效 提高我国深基础工程和连续墙以及水利工程、桥梁工程的施工效率 。 本篇论文重点设计了工程钻机的传动系统， 查阅相关机械手册， 按照机械设计 的要求 和机械原理的原则， 进行了 包括电机的的确定，带轮的选择，和变速箱的设计及计算， 变速箱的设计包括 结构计算 和 轴的计算 ，分别 对变速箱进行齿轮校 验和轴 的校验 ，同时 进行弯矩和扭矩的计算， 确定危险截面及安全系数校核计算 ，并且 确定 联轴器 等其余部分零部件。 关键词： 工程钻机 ， 传动系统 ， 变速箱 ， 校核 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 he is a of of of on of of in of of of of of of on at of to of as of 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目 录 1 绪论 1 目的研究意 义 1 内外科技现状 1 计产品的用途和应用领域 1 2 钻机的总体设计 2 体布局设计 2 动系统 2 动系统 2 气系统 2 具系统 2 部件的功能 2 要设计参数 3 3 电 机确定 4 钻头钻进所需功率计算 4 钻机冲击钻进所需功率计算 6 4 带轮选择 6 5 变速箱的设计及计算 9 速箱的结构特点 9 构计算 9 步选定 9 定变速箱传动公比 9 弯曲强度确定齿轮模数 10 接触强度确定齿轮分度圆直径与中心距 11 宽的确定 11 轮齿数确定 12 算齿轮相关参数、确定齿轮 13 轮校验 13 轮受力分析 13 轮传动齿面接触疲劳强度校核 14 轮传动齿根弯曲疲劳强度校核 16 速箱轴的计算 18 轴计算 18 轴计算 19 轴计算 19 的校验 19 转矩计算 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 上受力分析 20 支反力 21 弯矩和转矩图 21 定危险截面及安全系数校核计算 23 6 钻机其余部分零部件选择 26 轴器的选用 26 速器齿轮安排 27 7 结 束语 29 致谢 30 参考文献 31 英文文献名称（虚拟制造技术）买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1 绪论 目的研究意义 随着西气东输 、京沪高速铁路等一批国家重点项目的陆续启动 ,国家 对 基本建设的投入持续增长 ,对工程钻机 技术 要求更高 ， 钻机不仅要具有 高效 性 、环保 性，更要具有复合性。通常使用的工程钻机在工作时只有钻进，当遇到较为坚硬的岩石层，如卵石、灰岩、花 岗岩等硬岩石地层，就不得不改变钻进方位，或另钻它孔，为解决此问题在老师的指导下我设计这台带有冲击钻的多功能复合型钻机，它可有效的解决上述问题。我相信这台钻机一定会有很广阔的市场前景 ! 内外的科技现状 随着全球经济的高速发展 ,各类建筑和工程施工的数量激增 ,工程难度日益加大 ,质量要求越来越高 ,极大的推动了各类基础处理施工技术的发展 ,尤其是近 20 年来 ,由于建筑的大型化和高层化 ,各种处理范围广 ,效率高 ,污染少 ,成本低的深基础施工工法 ， 如大型旋挖桩、地下连续墙、各种锚固、高压旋喷、深层搅拌等已成为基础工 程施工的重要手段。而现有国产基础施工设备效率低下 ,污染严重 ,不能适应新施工技术的要求 ,施工企业一直在大量进口该类设备。加大开发适合我国国情的新型基础工程施工钻机的力度 ,满足市场急需 ,替代进口 ,是该类设备制造业的首要任务。 计产品的用途和应用领域 这台钻机设计为散装式转盘冲击、回转复合式多功能钻机，适用于基础工程和连续墙以及水利工程、钻凿高层建筑、桥梁、港口基础桩孔的钻进，也用于大口径水井及其他工程孔的钻，主要用于第四世纪地层及其卵石、灰岩、花岗岩、漂石层等硬岩地层。 主要应用于建筑工程、水利工程、 桥梁工程、矿井钻进等领域。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 2 钻机的总体设计 体布局设计 钻机由底座、传动装置、减速器（分动箱）、主副卷扬机、冲击卷扬机、转盘、钻塔、气动系统、电气系统、工具系统组成。 动系统 电机的动力经皮带传至变速器，变速器为一进三出结构，一路输出经齿轮传至主副卷扬机；一路输出至减速器，经由万向轴传至转盘，供回转钻进；一路输出经链轮传动冲击卷扬机，供冲击提升。 动系统 空压机输出压力气，由空气包至气控箱，分两路经操纵阀控制，传至冲击卷扬机两只气胎离合器，完成冲击提升及 降落。 气系统 控制电机启动及关闭，为气动系统提供电源控制，为操纵箱提供控制系统。 具系统 游动滑车、水龙头、主动钻杆、孔内钻杆、加重块、刮刀钻头、垫叉组成回转钻进工具系统。游动滑车、水龙头、孔内钻杆、冲击排渣管、冲击钻头、孔口导向工具、垫叉组成冲击钻进工具系统。 部件的功能 转盘 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。 减速器 减速器是进一步降低转速、提高扭矩而设计的，有两档变速，由双联滑动 齿轮实行。 变速箱 变速箱为二轴一级变速箱，有三挡变速，由单、双联齿轮滑移实现变速。变速箱内有正、反转装置，由双向牙嵌离合器实现，单向牙嵌离合器实现卷扬机离合。 主、付卷扬机 主、付卷扬机均为行星式卷扬机，靠制动行星轮来实现钻具的提升。 底座 底座由滑台、下座、油缸、孔口板组成，转盘、卷扬机组固定于滑台上，钻塔固定于下座上，油缸一端固定于滑台，另一端与孔口板相联，油缸用于滑台的后移和孔口板开合。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 钻塔 钻塔用于悬挂游动滑车、水龙头和提升器等提升设备，结构形式为“ n”型，钻塔内设有导向槽和 主动钻杆后置悬挂装置。导向槽用于水龙头导向，悬挂装置用于换接钻杆时主动钻杆不落地。钻塔起落由油缸完成。 要设计参数 (1) 冲击卷扬机 提升能力 （ 60 提升速度 （ m/s） 2) 冲击行程 (m) 4 (3) 冲击次数 (1/ 6 14 (4) 冲锤质量 ( 3000 5000 (5) 主、副卷扬机 提升能力 (单绳 30 卷绳 速度 (m) 6) 转盘转速 (r/ 13, 17, 21, 26, 42, 52 (7) 主机动力型号 (功率 ) 55 1480 r/ (8) 钻塔额定负载 ( 180 (9) 空压机型号 ( 排量，压力 ) 00 500 （ m /P） (10) 配备砂石泵型号（型号） 6180 3m /h) 或 8340 3m /h） (11) 外型尺寸 （长 高） 1000012) 重量 主机重量 （ t） 全套设备总重 （ t） 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 3 电 机确定 根据现场需要，电 机的选择偏大些，加大储备系数，这样可以提高钻进效率。 钻头所需功率计算 设电机输出实际功率为 N。 N。 中： 钻机所需功率 j（ 回转钻进所需功率 （ 效率 =y 油泵所需功率 （ 1+3 式中 : 井底破碎岩石、土层所需功率 （ 钻 头与孔底摩擦所需功率 （ 回转钻杆所需功率 （ 1+3的计算 3060000/4 3 Am （ 1） 其中： 取 m=4 钻进时 =26 r/ 试取 h= 其值见表 3A= 2 2 2 2( ) / 4 ( 1 0 0 0 ) / 4 7 8 5 0D d c m （ 2） f e n (R+r)/1944800 （ 3） 式中： f=0.5 擦系数 e= R=200cm r=03= (当 nS ,该轴 钻机的装配图 示意图 如下图图 5 图 5机装配示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 6 钻机其余部分 零件的选择 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 65 / 传递的功率为 55算转矩为： m i 5 0 9 5 5 0 5 5 8 0 8 0 . 7 765 （ 44） 联轴器的计算功率：C n h a K K K K T （ 45） 式中 联轴器转速系数 轴承寿命系数 335 10 联轴器的轴间角系数 K =1.5 载荷性质系数 式（ 45）得： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 计算转矩 8 0 8 0 . 7 7 1 . 2 5 1 . 8 1 . 1 5 1 . 3 2 7 . 2 N m 查取 下 表 选择联轴器为： 3241 实物图如下图图 6图 6减速器齿轮安排 如 下 表 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 齿数 模数 m 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 表 降速比： 1 3 5 1 8 23 4 4 2i 2 2 2 1 8 2 . 54 7 4 2i 输入转速为（ r/ 167、 261、 519 输出转速为（ r/ 65、 85、 105、 130、 210、 260 各轴转速为，如 下 表 表 示： 表 输入转速（ r/ 一 轴 二 轴 三 轴 传动比 转速（ r/ 传动比 转速（ r/ 167 167 5 5 261 261 195 130 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 105 519 519 390 260 315 210 7 结束语 是 专门用于建设施工 的专业 钻机。 本篇论文重点设计了工程钻机的传动系统，查阅相关机械手册，按照机械设计的要求和机 械原理的原则，进行了变速箱的设计及计算，变速箱的设计包括 结构计算 和 轴的计算 ，分别对变速箱进行 齿轮校 验和轴 的校验 ，同时进行弯矩和扭矩的计算， 确定危险截面及安全系数校核计算 ，并且确定 联轴器 等其余部分零部件。 产品的目的在于以最低的成本， 实现产品必要的功能，从而达到用户满意，增加制造企业和用户的经济效益 ，使工程钻机 性价比更高。 此钻机主要用于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，在设计中尽可能的简化结构，降低成本。 本钻 机 利用国内外先进技术和成功经验，结合我国国情和钻机的具体使用要求。 力求简单和适用 ， 采用纯机械系统 尽可能地利用最少的液压元件来实现钻机所具备的各种动作。这样，能够降低故障发生概率，提高能量利用率和钻机的可靠性，降低工人劳动强度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 致谢 四年的大学生活即将结束，在这四年里我学会了不少的东 西，无论在学习上、生活中、思想上都有很大的转变，从一开始带着家人 的殷切希望，怀着充实自我，掌握一技之长，为以后找工作，实现自己的人生价值的目标作努力，到最后找工作进一步接触社会，学到一些从理论上学不到东西， 增加了许多经验，这一切的成果都离不开众多可敬师长谆谆教导、不厌其烦的耐心讲解传授，以及许多同学、朋友的坦诚相见 、 砥励共勉；加上自己对本专业有一定的兴趣，特别是在毕业设计期间，大家更是同心努力希望自己把设计搞好，因为这是四年大学生活最后的收尾工作，它是我们平时对我们所学的课程理解，接受能力，熟知程度，以及记忆能力的一个体现 。 在这四年中，从基础课到专业课四五十门，但这都是零散的，成块吸收 ， 而最终的毕业设计就是把这些零散、成块的知识有条理、系统化，综合运用。达到检验所学程度的目的，既是对综合运用知识的能力的培养， 又是为将来走上工作岗位的做的一次实战模拟。 工程钻机对我来说是陌生的，因为平时接触这方面的知识很少。在整个设计过程中，我学会了如何 把所学的知识 应用到设计中去，不是单一的设计一件东西， 而是 要灵活运用，举一反三，能运用到别的设计中去，不过，在设计上还有很多缺陷，需要进一步完善， 希望各位领导和老师提出意见，批评指正，使以后不再 犯同样的错误，不断成熟 、 进步，在 此 我感谢各位领导和老师的孜孜不倦的教悔和热心帮助。 经过了近 3 个月的时间 ,我的毕业设计终于作完了 ,在整个设计过程中我尊敬的老师们和我的同学给予了我很大的帮助， 在此我深表感谢，没有他 们的帮助我很难将这次毕业设计做好。我更加感谢的我的指导老师牛爱青 老师，在我的整个设计过程中都给予了我很大的支持和帮助，在此 ,我对牛 老师衷心的说一声谢谢 。 我还要感谢院里的领导，因为是他们为我提供买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 了这次机会。 谢谢 ! 参考文献 1 濮良贵纪明刚机械设计（第八版） M 高等教育出版社， 2007 2 赵运才机电工程专业英语 M 北京大学出版社 2006 3 施平机械工程 专业英语（第八版） M 哈尔滨工程大学出版社， 2007 4 胡家秀简明机械零件设计使用手册 J 机械工业出版社 1999 5 现代机械传动手册编辑委员会 J 现代机械传动手册 2001 6 王世刚张春宜，徐起贺机械设计实践 M 哈尔滨工程大学出版社， 2001 7 王宪军赵存友机械设计 M 哈尔滨工程大学出版社， 2002 8 王知行刘廷荣机械原理 M 高等教育出版社， 2007 9 成大先机械设计手册减（变）速速器电机与电器 J 化学工业出版 社，2004 10 成大先机械设计手册联接与紧固 M 化学工业出版社， 2004 11 20型工程钻机使用说明 L 上海金泰股份有限公司探矿机械厂 12 王隆太先进制造技术 M 机械工业出版社， 2003 13 陈铁鸣机械设计 M 哈尔滨工业大学出版社， 2002 14 王文斌机械设计手册（新版） M 机械工业出版社， 2004 15 卜炎中国机械设计大典 M 江西科学技术出版社， 2002 16 殷琨发展中的冲击回转钻进技术 J 探矿工程（第 5期）， 1997 17 李华机械制造技术 M 机械工业出版社， 1997 18 张跃峰，陈通编著 1版 M 清华大学出版社 2006 19 ， A 1983 20 L买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1971 21 L ， 1989 22 L ， 1975 23 H， L ， 1978 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 本科生 毕业论 文（ 设计 ） 开题报 告 题目名称 ： 20 型工程钻机的设计 学生姓名 专业 机电技术教育 学号 指导教师姓名 所学专业 农机修造 职称 完成期限 一、选题的目的意义 随着国家 4 万亿基本建设的资金投入，由于大量基础设施建设的需要，对工程钻机技术的要求更高，钻机不仅要具有高效性、环保性，更要具有复合性。通常使用的工程钻机在工作时只有钻进，但当遇到较为坚硬的岩石层。如卵石、灰岩、花岗岩等岩石地层 ，就不得不改进钻进方位，或另钻它孔，为解决此问题在老师的指导下我设计这台带有冲击钻的多功能复合型钻机，它可有效的解决上述问题，我相信这台钻机一定会有很广阔的市场前景 ! 二、国内外研究现状 随着全球经济的高速发展 ,各类建筑和工程施工的数量激增 ,工程难度日益加大 ,质量要求越来越高 ,极大的推动了各类基础处理施工技术的发展 ,尤其是近 20 年来 ,由于建筑的大型化和高层化 ,各种处理范围广 ,效率高 ,污染少 ,成本低的深基础施工工法，如大型旋挖桩、地下连续墙、各种锚固、高压旋喷、深层搅拌等已成为基础工程施工的重要手段。而 现有国产基础施工设备效率低下 ,污染严重 ,不能适应新施工技术的要求 ,施工企业一直在大量进口该类设备。加大开发适合我国国情的新型基础工程施工钻机的力度 ,满足市场急需 ,替代进口 ,是该类设备制造业的首要任务。 三、主要研究内容 这台钻机设计为散装式转盘冲击、回转复合式多功能钻机，适用于基础工程和连续墙以及水利工程、钻凿高层建筑、桥梁、港口基础桩孔的钻进，也用于大口径水井及其他工程孔的钻，主要用于第四世纪地层及其卵石、灰岩、花岗岩、漂石层等硬岩地层。 主要应用于建筑工程、水利工程、桥梁工程、矿井钻进等领域。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 首先查阅 有关钻机 设计的相关资料， 了解 钻机 的组成和 钻机 设计的一般步骤，了解当前实际生产中 钻机 的应用情况，确定零件加工工艺，根据零件工艺精度等要求， 确定钻机个主要结构 类型。 根据机械 设计手册查阅 确定钻机 相关参数，进行相关计算。按需要选用标准件和通用件型号，确定非标准件形状 、 尺寸，根据参数选取 电机 设备。 绘制钻机 装配图。 五、 主要参考文献与资料 20型工程钻机使用说明 上海金泰股份有限公司探矿机械厂， 1998 机械设计手册减（变）速速器电机与 电器 化学工业出版 社， 2004 发展中的冲击回转钻进技术 探矿工程（第 5期）， 1997 简明机械零件设计使用手册 机械工业出版社 1999 机械设计手册联接与紧固 化学工业出版社， 2004 六、 指导教师审批意见 签名： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 本科生 毕业论 文（ 设计 ）任 务书 题目名称 ： 20 型工程钻机的设计 学生姓名 所学专业 机电技术教育 学号 指导教师姓名 所学专业 农机修造 职称 完成期限 一、论文（设计）主要内容及主要技术指标 20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。 2. 技术指标 ： 提升能力 （ 60 提升速度 （ m/s） . 转盘转速 (r/ 13, 17, 21, 26, 42, 52 3. 主机动力型号 (功率 ) 55 1480 r/ 4. 钻塔额定负载 ( 180 二、 毕业论文（设计）的基本要求 告 ：有 400字左右的中英文摘要，正文后有 20篇左右的参考文献， 其中 正文中要 引用 5篇以上文献，并注明文献出处。 000汉字的与本课题有关的外文翻译资料。 数在 20000字以上。 图纸。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 三、毕业论文（设计）进度安排 年 12月 16日 年 12月 21日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成 英 文资料翻译和开题报告。 2. 20*年 2 月 16 27 日（第 1），指导教师审核开题报告、 设计方案 和英 文资料翻译。 3. 20*年 3月 2日 4日（第 3毕业设计单元部分设计。 4. 20*年 4月 20日 0日（第 10），毕业设计中期检查。 5. 20*年 5月 4日 2 日（第 12设计仿真、程序调试、线路板制作调试， 整理、撰写毕业设计报告 。 6. 20*年 5 月 25 5 日（第 15）上交毕业设计报告 ，指导教师、评阅教师审查评阅 设计报告 ， 毕业设计答辩资格审查。毕业设计 答辩 ， 学生修改整理 设计报告 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 本科 毕业论 文（ 设计 ）中