1_【毕业设计论文】GCPS—20型复合式多功能钻机 说明书【有对应的CAD图】

XX 大学 毕业设计(论文) 毕业设计（论文）题目 所 在学 院 专业 班级 姓名 学号 指 导老 师 年月日 声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本 设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了 谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年作者签名：日期：年 月月 日日 毕业设计版权使用授权书 本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院 保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕 业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的 毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。 保密保密在年解密后适用本授权书；在年解密后适用本授权书； 本设计属于：本设计属于： 不保密不保密。 （请在以上相应的方框内打（请在以上相应的方框内打“” ） 作者签名：日期：年月日作者签名：日期：年月日 指导教师签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日 毕业设计答辩小组成员名单 姓名职称单位备注 机械设计服务(有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 组长 注：样稿，论文不完整，勿抄袭 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计论文 GCPS20 型复合式多功能钻机 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 A b s t r a c t T h e t y p e s G C P S - 2 0 d r i l l t h e m a c h i n e i s a k i n d o f c o m p o u n d t y p e m u l t i - f u n c t i o n d r i l l t h e m a c h i n e , i n o r d e r t o a d a p t t h e o u r c o u n t r y d e v e l o p m e n t a n d d e m a n d s o f t h e d e e p f o u n d a t i o n a n d c o n s e c u t i o n w a l l a n d m a r i n e h y d r a u l i c e n g i n e e r i n g , t h e b r i d g e e n g i n e e r i n g , c o m b i n e t h e b i g c a l i b e r t o d r i l l t h e m a c h i n e t o i n f u s e t o n o t e t h e s t a k e a n d t h e 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 c h a r a c t e r i s t i c s o f u n d e r g r o u n d c o n t i n u o u s w a l l c o n s t r u c t i o n , i n o r d e r t o s o l v e t o b e c o m e t h e b o r e b u t r e s e a r c h t o m a n u f a c t u r e i n c o m p l i c a t e d g e o l o g i c s t r a t a , h a r d r o c k , s i g n i f i c a n t e x a l t a t i o n o f a b i l i t y o f s p e c i a l e g g s t o n e l a y e r , s i l l , t h e s t o n e l a y e r c o n s t r u c t i o n e f f i c i e n c y , i s a m o r e e c o n o m i c v a l i d m e t h o d i n v a r i o u s l y b e c o m e t h e b o r e m e t h o d . D r i l l t h e m a c h i n e i s t o g a t h e r t h e t u r n - o v e r a n d p o u n d a t t o d r i l l i n t o t h e c r a f t i n t h e i n t e g r a l w h o l e o f m u l t i - f u n c t i o n a n d c o m p o u n d t y p e d r i l l t h e m a c h i n e , c a n u s e d f o r t o o v e r l a y t h e l a y e r t h e f o u r t h c e n t u r y w h i l e u s i n g t o t u r n t h e d i s h t u r n - o v e r t o d r i l l i n t o , c a n u s e d f o r t h e h a r d r o c k g e o l o g i c s t r a t a o f e g g s t o n e , a s h r o c k , g r a n i t e . . . e t c . w h i l e p o u n d i n g a t t o d r i l l i n t o . D r i l l t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e m a c h i n e o r i g i n a l l y i s a s t r u c t u r e s i m p l e , t i g h t l y p a c k e d , a n d v a r i o u s o p e r a t i o n h a n d h a n d l e a r r a n g e r e a s o n a b l e , o p e r a t e i n b r i e f , e a s y t o u s a g e a n d s u p p o r t . 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 K e y w o r d ：T h e i m p a c t d r i l l i n t o B e c o m e s o o n b o x D e c e l e r a t e t h e m a c h i n e T u r n t h e d i s h 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 摘 要I Abstract I I 第 1 章 绪论 1 1 . 1 项目的研究意1 1 . 2 国内外科技现状1 1 . 3 设计产品的用途和应用领域1 第 2 章 钻机的总体设计 2 2 . 1 总体布局设计2 2 . 1 . 1 传动系统2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 . 1 . 2 气动系统2 2 . 1 . 3 电气系统2 2 . 1 . 4 工具系统2 2 . 1 . 5 各部件的功能2 2 . 2 主要设计参数3 2 . 3 主要性能特点4 第 3 章 动力机确定 5 3 . 1 按钻头钻进所需功率计算5 3 . 2 按钻机冲击钻进所需功率计算7 第 4 章 带轮选择 9 第 5 章 变速箱的设计及计算1 2 5 . 1 变速箱的结构特点 1 2 5 . 2 结构计算 1 2 5 . 2 . 1 初步选定 1 2 5 . 2 . 2 选定变速箱传动公比 1 2 5 . 2 . 3 按弯曲强度确定齿轮模数 1 3 5 . 2 . 4 按接触强度确定齿轮分度圆直径与中心距 1 4 5 . 2 . 5 齿宽的确定 1 5 5 . 2 . 6 齿轮齿数确定 1 6 5 . 2 . 7 计算齿轮相关参数、确定齿轮 1 6 5 . 3 锥齿轮计算 1 7 5 . 3 . 1 初步计算 1 7 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 . 3 . 2 几何计算 1 7 5 . 4 齿轮校验 2 2 5 . 4 . 1 齿轮受力分析 2 2 5 . 4 . 2 齿轮传动齿面接触疲劳强度校核 2 2 5 . 4 . 3 齿轮传动齿根弯曲疲劳强度校核 2 5 5 . 5 变速箱轴的计算 2 7 5 . 5 . 1 一轴计算 2 7 5 . 5 . 2 二轴计算 2 7 5 . 5 . 3 三轴计算 2 8 5 . 6 轴的校验 2 8 5 . 6 . 1 按转矩计算 2 8 5 . 6 . 2 轴上受力分析 2 9 5 . 6 . 3 求支反力 2 9 5 . 6 . 4 作弯矩和转矩图 3 0 5 . 6 . 5 确定危险截面及安全系数校核计算 3 3 第 6 章 转盘的计算3 6 6 . 1 转盘输出转速 3 6 6 . 2 大、小锥齿轮计算 3 6 6 . 2 . 1 初步计算 3 6 6 . 2 . 3 几何计算 3 7 6 . 3 锥齿轮齿面接触疲劳强度校验 4 2 6 . 3 . 1 计算公式 4 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 6 . 3 . 2 许用接触应力计算 4 3 6 . 3 . 3 齿面接触强度校核结果 4 4 6 . 4 齿根抗弯疲劳强度校核 4 4 6 . 4 . 1 计算公式 4 4 6 . 4 . 2 齿根许用弯曲应力计算 4 5 6 . 4 . 3 齿根弯曲强度校核结果 4 6 6 . 5 转盘轴结构计算 4 6 第 7 章 钻机其余部分零部件选择 4 8 7 . 1 联轴器的选用 48 7 . 2 减速器齿轮安排 4 8 第 8 章 钻机的维护保养 5 1 8 . 1 钻机维护保养的重要性 5 1 8 . 2 维护保养要求 5 1 8 . 3 主要部件保养项目 5 2 8 . 3 . 1 转盘 5 2 8 . 3 . 2 变速箱 5 2 8 . 3 . 3 减速器 5 2 8 . 3 . 4 主、副卷扬机 5 2 8 . 3 . 5 水龙头 5 2 8 . 3 . 6 钻具 5 3 8 . 3 . 7 冲击卷扬机 5 3 8 . 3 . 8 气路系统 5 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 8 . 3 . 9 传动链条 5 3 8 . 3 . 1 0 冲击钢丝绳5 3 8 . 3 . 1 1 气胎离合器5 3 8 . 3 . 1 2 主离合器5 4 8 . 4 安全操作注意事项 5 4 第 9 章 经济性分析5 6 第 1 0 章 专题 水平定向钻机的结构探讨 5 8 结 论6 4 致 谢6 5 参考文献 6 6 附录 1 中文（译文） 6 8 附录 2 英文（原文） 7 4 1 第 1 章 绪 论 1.1 项目的研究意义 随着国家基本建设的投入持续增长,尤其是像京沪高速铁路、 奥运场馆等一 批国家重点项目的陆续启动,将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! 1.2 国内外的科技现状 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。 1.3 设计产品的用途和应用领域 2 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。 第 2 章 钻机的总体设计 2.1 总体布局设计 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。 2.1.1 传动系统 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。 2.1.2 气动系统 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。 3 2.1.3 电气系统 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。 2.1.4 工具系统 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。 2.1.5 各部件的功能 1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。 2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。 3 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。 4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。 5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。 6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。 4 2.2 主要设计参数 1. 冲击卷扬机 提升能力 （kN） 60 提升速度 （m/s） 0.4 .05 0.6 2. 冲击行程 (m) 0.54 3. 冲击次数 (1/min) 614 4. 冲锤质量 (kg) 30005000 5. 主、副卷扬机 提升能力 (单绳 kN) 30 卷绳速度 (m) 0.45, 0.68, 1.13, 1.69 0.31, 0.46, 0.77, 1.15 6. 转盘转速 (r/min) 13, 17, 21, 26, 42, 52 7. 主机动力型号(功率) YD280S 55 KW (1480 r/min ) 8. 钻塔额定负载 ( kN) 180 9. 空压机型号( 排量，压力) UB 300500 （3.55 3 m/min, 0.8 MP） 10. 配备砂石泵型号（型号） 6BS (180 3 m/h) 或 8BS（340 3 m/h） 11. 外型尺寸 （长 X 宽 X 高） 10000X2400X1700 12. 重量 主机重量 （t） 10.4 全套设备总重 （t） 28 5 2.3 主要性能特点 这台钻机的主要性能特点是： 1. 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； 2. 最大钻孔直径为 2000 毫米； 3. 钻机为机械传动，机械、液压操动，操作方便、可靠； 4. 钻机转速范围广，有 6 档变速，适用于不同地层要求，利于提高钻进效 率； 5. 整套设备安装在滑撬式底座上，对孔就位方便，机动性强 6. 液压操纵滑台平移让出孔口，孔口开阔，起下大直径钻具灵活、方便； 7. 钻塔上设有导向槽，有助于提高钻孔垂直度，降低超径系数。钻塔上有 水龙头后置悬挂装置，主动钻杆不落地，减轻劳动强度，缩短辅助作业 时间； 8. 主、付卷扬机均采用行星式卷扬机构，提生能力强，辅助水龙头后置悬 挂装置，可实现塔上无人作业； 9. 钻进可采用加重块加压（根据不同地层选用） ； 10. 排渣方式为泵吸反循环， 排屑效率高， 减少孔底重复破碎， 钻进速度快； 11. 整机尺寸设计合理，便于汽车运输及安装； 12. 动力为电机； 13. 经济耐用、性能可靠。 6 第 3 章 动力机确定 根据现场需要，动力机的选择偏大些，加大储备系数，这样可以提高钻进 效率。 3 . 1 按钻头所需功率计算 设电机输出实际功率为 N 。 N 。1 . 2 Nj 式中：Nj 钻机所需功率 K W Nj（NhNy）/ 式中: Nh 回转钻进所需功率 （K W ） 效率 = 0 . 8 Ny 油泵所需功率 （K W ） Nh= N1+ N2+ N3 式中: N1 井底破碎岩石、土层所需功率 （K W ） N2 钻头与孔底摩擦所需功率 （K W ） 7 N3 回转钻杆所需功率 （K W ） 1. Nh=N1+N2+N3的计算 N1=3060000/ 43 Amnh 其中： m- - - 钻头切削刀数 取 m=4 n- - - 转盘转数 钻进时 min n =26 r/min h- - - 转进速度 试取 h=0.8cm/min - - - 岩石抗压强度 其值见表 3- 1 A- - - 井底破碎环状面积 A= 2222 ()/4(1000)/47850Ddcm= 2. N 2=fen (R+r)/1944800 式中： f- - - 钻具与岩石直间的摩擦系数 f=0.5 e- - - 侧摩擦系数 e=1.1 R- - - 钻头外圆半径 R=200cm r- - - 钻头内孔半径 r=0cm 3. N3= 7 . 1211 108 . 7nLd (当 n S,该轴 H 截面是安全的。 48 第 6 章 转 盘 的 计 算 6.1 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/min): 65、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。 49 6.2 大、小 锥 齿 轮 计 算 6 . 2 . 1 初步计算 （1 ）按齿面接触强度计算 由设计公式 1 3 1 1951 e HP KT d u 得 式中： 载荷系数 K = 1 . 5 齿数比 u =5 转矩： 1 95509550 55 8080.77 65 P TN m n = 估算时的齿轮许用接触应力 22 lim 1300 /1182/ 1.1 H HP H N mmN mm S = 估算结果 3 1 2 1.5 8080.77 1951234.44 5 1182 e dmm = （2 ）按齿根抗弯强度计算 由式 1 3 22 1 32 1 FS e FP KTY m Zu + 得： 式中 K载荷系数 取 K=1.5 50 FS Y复合齿形系数 取 FS Y= 4.6 1 Z小齿轮齿数 1 Z=18 FP 齿轮许用弯曲应力 FP = FE F S 式中 FE 抗弯强度 FE =600 2 /N mm F S 抗弯强度的安全系数 F S = 1 . 8 FP = 2 600 333.33/ 1.8 N mm= 计算 3 22 1.5 8080.77 4.6 3214.9 1851 333.33 e mmm = + 取 e m =16 mm （3）齿轮齿数 1 Z 1e e d m = 234.44 14.6525 16 = 取 1 Z = 1 8 51 6 . 2 . 2 几何计算 （1 ） 齿数 1 Z = 1 8 21 Zu Z= 5 1 8 = 9 0 （2 ） 分锥角 1 = 1 2 arctan Z Z = 1 1 . 3 2 1 9011.378.7= = ? （3 ） 大端模数 16 e mmm= （4 ） 分度圆直径 1d = e m 1 Z = 1 6 1 8 = 2 8 8 m m 2 d = e m 2 Z = 1 6 9 0 = 1 4 4 0 m m （5 ） 外锥距 1 1 2sin e d R = 7 3 4 . 8 8 m m （6 ） 齿宽系数 取 R = 0 . 3 52 b =d e R = 2 2 0 . 4 6 4 m m 取 b = 2 0 0 m m 实际齿宽系数 200 0.272 734.88 R e b R = （7 ） 中点模数 m m = e m （1 - 0 . 5R ）= 1 3 . 8 m m 中点分度圆直径 1m d=1(1 0.5) R d= 2 4 8 . 8 m m 22(1 0.5) mR dd= 1 2 4 4 . 2 m m （8 ） 切向变位系数 1t x = 0 2t x = 0 高变位系数 1x = 0 2x = 0 （9 ） 顶隙 e ccm =0 . 2 1 6 = 3 . 2 m m ( G B 1 2 3 6 9 - 1 9 9 0 ) （1 0 ）大端齿顶高 11 (1)16 ae hx m=+= m m 2a h= 1 6 m m 大端齿根高 11 (1)(1 0.20) 1619.2 fe hcx m =+=+= m m 22 (1)(1 0.20) 1619.2 fe hcx m =+=+= m m 53 全齿高 h =(2) e c m += 3 5 . 2 m m 齿根角 1 1 19.2 arctanarctan1.497 734.88 f f e h R = ? 2 2 19.2 arctanarctan1.497 734.88 f f e h R = ? 齿顶角 1a = 2f = 1 . 4 9 7 21af = 1 . 4 9 7 （1 1 ） 顶锥角 111 11.31.49712.797 aa =+=+= ? 222 78.71.7780.47 aa =+=+= ? 根锥角 111 11.31.4979.803 ff = ? 222 78.71.49777.203 ff = ? （1 2 ） 大端齿顶圆直径 1111 2cos288 2 16cos11.3319.38 aea ddhmm=+=+ = ? 2222 2cos1446.32 aea ddh=+=m m （1 3 ） 冠顶距 54 2 111 1440 sin16sin11.3716.87 22 ka d Ahmmmm = 1 222 288 sin16 sin78.7128.32 22 ka d Ahmmmm = （1 4 ）大端分度圆弧齿厚 111 2tan162 0 tan20025.12 22 et smxxmm =+=+ += ? 21 25.12 e smsmm= （1 5 ） 大端分度圆弦齿厚 22 1 11 22 1 25.12 125.12125.12 66 288 s ss d = ? m m 2 2 22 2 2 125.12 6 s ss d = ? （1 6 ） 当量齿数 1 1 1 18 18.37 coscos11.3 v z z = 55 2 2 2 90 463.39 coscos78.7 v z z = 当量齿轮分度圆直径 22 11 151 248.8253.73 5 vm u ddmm u + = () 22 21 5253.736343.25 vV du dmm= 当量齿轮顶圆直径 11 2253.73 2 16285.73 vava ddhmm=+=+= 22 26343.25 2 166375.25 vava ddhmm=+=+= 当量齿轮根圆直径 vb11 dcos20(253.73 cos20 )238.43 v dmmmm= ? vb22 dcos20(6343.25 cos20 )5960.71 v dmmmm= ? 当量齿轮传动中心距 () 12 11 (253.736343.25)3298.49 22 vvv addmm=+=+= 当量齿轮基圆齿距 cos3.14 16 cos2047.21 vbm pmmm= ? 56 （17）啮合线长度 () 2222 1122 1 sin 2 vavavbvavbvvt gdddda=+ () 2222 1122 1 285.73238.436375.255960.713298.49sin20 2 vavbvavb =+ ? = 1199.10 - 1128.15 = 70.95 mm （18） 端面重合度 70.95 1.50 47.21 va va vb g p = （19） 齿中部接触线长度 21 2 200 1.501 188.56 1.50 va bm va b lmm = 齿中部接触线的投影长度 188.56 bmbm llmm = = 6.3 锥齿轮齿面接触疲劳强度校核 6.3.1 计算公式 2 1 1 AVHHt HMBHELSKHP mbm K K KKF u ZZ Z Z Z Z d lu + = 式中 中点分度圆上的切向力 57 1 1 20002000 8080.77 64957.96 248.8 t m T FN d = A K 使用系数 A K =2.25 V K 动载系数 由 7 级精度和中点节线速度 11 1.0579/ 60 1000 m m d n m s = 取 V K =1.1 H K 齿向载荷分布系数 取 H e K =1.2 有效工作齿宽 0.85 e bb 取 H K =1.5H e K =1.8 H K 端面载荷系数 /64957.96/200324.79/100/ tet F bF bNN mmN mm= 取 H K =1 H Z 节点区域系数 H Z =2.5 MB Z 中点区域系数 58 22 1212 1122 tan 11 vt M B vava vbVvbV Z ddFF dZdZ = 式中 参数 1 F =2 () 2 2 1.52 11.04F = 22 1 tan20 2285.736375.251.04 11 238.4318.375960.71463.39 M B Z = ? =1.123 E Z 弹性系数 E Z =189.8 2 N/mm Z螺旋角系数 直齿轮 Z=1 K Z 锥齿轮系数 K Z =0.8 LS Z载荷分配系数 LS Z=1 计算接触应力 2 2.25 1.1 1.8 1 64957.9651 1.123 2.5 189.8 1 1 0.8 248.8 188.565 H + = 2 1044.5/N mm= 59 6.3.2 许用接触应力 lim min H HPNLVRXW H Z ZZ Z S = 式中 limH 实验齿轮的接触疲劳极限 limH =1300 2 /N mm N Z 寿命系数 N Z =1 LVR Z润滑油影响系数 LVR Z=0.95 W Z 工作硬化系数 W Z =1 X Z 尺寸系数 X Z =1 minH S最小安全系数 minH S=1.1 许用接触应力值 2 1300 1 0.95 1 1 1127.1/ 1.1 HP N mm= = 6.3.3 齿面接触强度校核结果 22 1044.5/1127.1/ HHP N mmN mm=； 60 通过。 6.4 齿根抗弯疲劳强度校核 6.4.1 计算公式 AVFFt FFSKLSFP nm K K KKF Y Y Y Y bm = 式中 FS Y复合齿形系数 1 4.8 FS Y= 2 4.83 FS Y= Y重合度系数 0.250.75/0.250.75/1.520.74 va Y=+=+= K Y 锥齿轮系数 22 11188.56200 11 44200188.56 bm K bm lb Y bl =+=+ =1.03 LS Y载荷分配系数 2 1 LSLS YZ= 61 齿根弯曲应力计算值 2 1 2.25 1.05 1.8 64957.96 4.8 0.75 1 1 360.3/ 200 13.8 F N mm = = 2 2 21 1 4.8 360.3361.8/ 4.82 FS FF FS Y N mm Y = 6.4.2 齿根许用弯曲应力 min FE FPNTrelTRrelTX F Y YYY S = 式中 FE 齿根弯曲疲劳强度基本值 2 600/ FE N mm= NT Y寿命系数 NT Y=1 relT Y相对齿根圆角敏感系数 rel Y=1 RrelT Y相对齿根表面状况系数 RrelT Y=1 X Y 尺寸系数 12 1 XX YY= minF S最小安全系数 minF S=1.4 许用弯曲应力值 62 2 600 1 1 1 1428.57/ 1.4 FP N mm= = 6.4.3 齿根弯曲强度校核结果 22 1 22 2 360.3/428.57/ 361.8/428.57/ FFP FFP N mmN mm N mmN mm = = 齿轮安全，可用。 6.5 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650 b MPa = 屈服点360 s MPa = 弯曲疲劳极限 1 270MPa= 扭转疲劳极限 1 155MPa= 许用静应力 1 260MPa+= 许用疲劳应力 1 180207MPa= 轴的最小直径为 63 3 min min P dA n 式中 A按 定的系数 取 A= 100 P功率 P=55 KW min n最小转速 min n=65 r/min 计算得 3 min 55 110104.04 65 dmm= 取最小轴径为 min 105dmm= 轴的结构如图： 64 第 7 章 钻机其余部分零件的选择 7.1 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 65 65 /minr，传递的功率为 55KW，计算转矩为： min 95509550 55 8080.77 65 P TN m n = 联轴器的计算功率： Cnhan TT KKKKT = 式中 n K 联轴器转速系数 n K =1.25 h K 轴承寿命系数 3 35 10 h K =1.8 K联轴器的轴间角系数 K=1.5 a K 载荷性质系数 a K =1.3 计算转矩 8080.77 1.25 1.8 1.15 1.327.2 C TKN m= 查取， 选择联轴器为：200/ 3241 1991)SWPGJB T型（ 7.2 减速器齿轮安排 如表 7.21 66 齿数 模数 m 1 Z 2 4 6 2 Z 3 2 6 3 Z 2 1 6 4 Z 3 5 6 5 Z 2 0 6 6 Z 3 0 6 表 7.21 降速比： 1 35 18 2 34 42 i = 2 22 18 2.5 47 42 i = 67 输入转速为（r/min） ：167、261、519 输出转速为（r/min） ：65、85、105、130、210、260 各轴转速为，如表 7.22 二 轴 三 轴 输入转速 （r/min） 一 轴 传动比 转速（r/min） 传动比 转速（r/min） 1 2 1.33 Z Z = 127.5 85 167 167 3 4 1.7 Z Z = 97.5 65 261 261 1 2 1.33 Z Z = 195 130 68 3 4 1.7 Z Z = 157.5 105 1 2 1.33 Z Z = 390 260 519 519 3 4 1.7 Z Z = 315 5 6 1.5 Z Z = 210 表 7.22 第 8 章 钻机的维护与保养 8.1 钻机维护保养的重要性 69 钻机的使用寿命在很大程度上取决于对它的维护保养，钻机的使用者必须 全面的了解钻机的各种结构、作用原理、安全操作、维护保养等各方面的知识， 认真的做好维护保养工作，不但能够延长钻机的使用寿命还能防止不必要的机 械故障，提高钻机的工作效率和经济效益。 8.2 维护保养的要求 1. 钻机各部表面和机台上，必须保清洁。 2. 对各轴承和摩擦副必须经常注意温升情况。轴承温升不大于40?，最高 温升不大于80?。如超过比值应停车检查。 3. 谁时注意各齿轮副和传动件的运转响声，发现异常声响应立即停车检 查。 4. 随时观察钻机各部件的运转情况，如发现不正常的振动、晃动、位移等 现象应及时检查处理。 5. 如发现漏油、漏气、非正常漏水、及紧固件松动等现象，应及时检查和 消除。 6. 经常检查三角皮带及链条的松紧程度和破裂，检查各防护罩的牢固程 度，避免发生以外事故。 7. 气路系统操作时， 要观察气压表是否正常， 如有异常现象， 应立即修理。 8. 按润滑要求及时进行润滑。 9. 在气温过低或过高时钻进，在复杂地层中钻进，可适当缩短期。 10. 钻机停止使用时，空压机及储气筒中空气应全部排空。 11. 本钻机用的润滑油、润滑脂如下： 变速箱、减速器和转盘： 120 号工业齿轮油（冬季用） 90 号工业齿轮油（夏季用） 其他部位润滑油： 70 润滑脂： 钙基润滑脂 空压机： 非溶剂性油 气动三联件： 20 号机油 8.3 主要部件保养项目 8.3.1 转盘 1. 经常检查转盘定位螺栓的松紧，确保转盘工作是稳定 2. 经常检查转盘内润滑油是否渗进泥等杂物， 并及时清除。 检查液面高底， 保证正常润滑。 3. 定期检查推力轴承间隙大小，并加以调整，避免使转盘产生不必要的 冲击和轴承摩损。 8.3.2 变速箱 1. 变速箱用油必须干净，清洁 2. 定期观察箱内齿轮啮合情况，如影响手把定位，应更换相应的联接件， 保证操作的准确性。 3. 把手的定位装置要保证弹