非开挖施工技术是20世纪70年代末在西方发达国家星期并逐渐走向成熟的地下管线铺设、修复和更换的新技术。与传统的挖槽施工法相比，非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合成本低、社会效益显著等优点。因此，有人称其为地下营线施工的一项技术革命。在一些发达国家，非开挖技术的应用已十分普遍，施工工作量急剧增加。随着我国经济的发展，城市通讯、电力、煤气、自来水等地下管线的铺设及陈旧管线的改造任务也逐渐增多。发展我国的非开挖铺管技术，具有十分广阔的市场应用前景和十分重要的意义。

2、工作内容与需要提供的基础资料

水平定向钻机是目前广泛使用的一种重要的非开挖管道铺设施工机械。动力箱是水平定向钻机的关键部件之一，它以液压马达为动力源，通过传动机构，使钻杆实现旋转和进退运动，克服地层阻力完成钻空作业任务。

任务内容与工作要求：

（1）结合钻杆输出参数与要求，提出动力箱传动和结构的细化方案；

（2）基于载荷分析和强度理论，进行动力箱传动机构的主参数设计；

（3）于载荷分析和强度理论，进行动力箱关键零部件的结构参数设计和寿命估计；

（4）进行动力箱结构设计，完成部件图和主要零件图。

（3）钻杆技术参数：

①、最大进给力/回拖力：600kN；（2）最大转矩：40kN.m;

②、转动速度范围：0～100rpm；（4）移动速度范围：0～20m/min。

动力箱技术要求：

③、采用液压马达+直齿轮传动实现钻杆旋转运动；

④、采用液压马达+齿轮齿条传动实现钻杆钻进或回拖运动；

在满足承载能力要求的前提下，希望传动机构和动力箱结构尽可能紧凑。

3、要求完成的成果和相应的技术指标

（1）文档

3000汉字的英文翻译并附原文；

开题报告一份，总字数不少于3000汉字；

毕业设计报告（论文）一份，字数不少于10000汉字，符合规范化格式要求。

毕业设计业务总结一份（进入学生档案）；

（2）实物成果（如：图纸、软硬件、产品等）的规格与数量或性能指标要求;

完成设计图纸（装配图A0一张，零件图一套）;

二、工作进度要求（按周次填写）

第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。

第2周英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，上传至“毕业设计管理系统”,译文封面用标准模板。围绕课题查阅文献资料。

第3周查阅文献资料，撰写开题报告。

第4周完成开题报告，经指导老师批阅合格并确认后，上传至“毕业设计管理系统”。开题报告封面用标准模板。

第5周完成方案设计、电机选型、运动设计及承载能力设计。

第6周进行初步结构设计。

第7周中期检查，在“毕业设计管理系统”上完成“中期检查报告”的填写。

第8周绘制装配图。

第9周完成装配图。

第10周完成零件图。

第11周完成“毕业设计报告（论文）”的撰写，并提交给指导老师批阅和确认。

第12周上传“毕业设计报告（论文）”和附件至“毕业设计管理系统”。封面用标准模板。

第13周评阅、成果验收，规范化检查。

第14周答辩评分

三、主要参考文献（3～5篇）

[1]沙永柏，刘宝仁，于萍．非开挖导向钻机给进机构分析[J]．探矿工程(岩土钻掘工程)，2005，(5)：4648

[2]张启君，张忠海，常仁齐，郑华，马瑞永．ZDl245／ZD2070型水平定向钻机的设计[J]．探矿工程(岩土钻掘工程)，2004，(4)：3840

[3]吴晓军，马新，郑午．DX300型非开挖导向钻机给进机构的设计[J]．世界地质，2001，20(1)：100104

[4]吴宗泽．机械设计实用手册[M]．北京：化学工业出版社．2005

[5]成大先，机械设计手册单行本—液压传动[M]，北京：化学工业出版社，2004

[6]徐成宇．有限元方法在非开挖钻机动力头主轴设计中的应用[D]．吉林大学硕士学位论文，2002.5

[7]刘坤，吴磊．ANSYS有限元方法精解[M]．北京：国防工业出版社．2005

[8]周宁．ANSYS机械工程应用实例[M]．北京：中国水利水电出版社，2006

[9]颜纯文，蒋国盛，叶建良．非开挖铺设地下管线工程技术[M]．上海：上海科学技术出版社，2005

[10]王智明，马保松，索忠伟．钻孔与非开挖机械[M]．北京：化学工业出版社，2006

[11]张启君，张忠海，常仁齐，郑华，马瑞永．浅谈ZD系列水平定向钻机的结构设计[J]．建筑机械化，2004，(4)：6668

[12]赵丁选，杨力夫等．国内外非开挖定向钻机及智能技术[J]．吉林大学学报(工学版)，2005，35(1)：4448

[13]Struzziery J J，Spruch A A A，Blondin C A．Trenchless pipeline for urban renewal project[J]．Journal of New England Water Environment Association，1998，32(2)：118125

[14]Wu M C，Tung P C，Hsieh T Y．Improvement of the horizontal directional drilling method by using an autonomous land vehicle with a radio direction finding system[J]．Automation in Construction，2002，(11)：7588

[15]Xu Li，Zhang Guozheng，Ma Weiguo，Tang Shizhong，Li Yiliang，Ge Xindong，Gu Zhen．Research on no Dig Directional Drilling Pipeline Laying Technique－The research on directional drilling tool[J]．Engineering Sciences，2004，2(4)：7582

A0装配图.gif

A2大齿轮轴.gif

A2大齿轮轴套筒.gif

A2上箱体.gif

A2下箱体.gif

A3大齿轮.gif

A3支撑螺栓.gif

A3轴上2.gif

A3主轴端盖.gif

A4侧板.gif

A4顶板.gif

A4小齿轮.gif

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