目录 摘要……………………………………………………………………………I Abstract ………………………………………………………………………II 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章金相抛光机的总体设计………………………………………………………2 2.1总体布局设计…………………………………………………………2 2.1.1传动系统………………………………………………………2 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按金相抛光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…………………………………………………12 5.1变速箱的结构特点…………………………………………………12 5.2结构计算……………………………………………………………12 5.2.1初步选定……………………………………………………12 5.2.2选定变速箱传动公比………………………………………12 5.2.3按弯曲强度确定齿轮模数…………………………………13 5.2.4按接触强度确定齿轮分度圆直径与中心距………………14 5.2.5齿宽的确定…………………………………………………15 5.2.6齿轮齿数确定………………………………………………16 5.2.7计算齿轮相关参数、确定齿轮……………………………16 5.3锥齿轮计算…………………………………………………………17 5.3.1初步计算……………………………………………………17 5.3.2几何计算……………………………………………………17 5.4齿轮校验……………………………………………………………22 5.4.1齿轮受力分析………………………………………………22 5.4.2齿轮传动齿面接触疲劳强度校核…………………………22 5.4.3齿轮传动齿根弯曲疲劳强度校核…………………………25 5.5变速箱轴的计算……………………………………………………27 5.5.1一轴计算……………………………………………………27 5.5.2二轴计算……………………………………………………27 5.5.3三轴计算……………………………………………………28 5.6轴的校验……………………………………………………………28 5.6.1按转矩计算…………………………………………………28 5.6.2轴上受力分析………………………………………………29 5.6.3求支反力……………………………………………………29 5.6.4作弯矩和转矩图……………………………………………30 5.6.5确定危险截面及安全系数校核计算………………………33 第6章转盘的计算……………………………………………………………36 6.1转盘输出转速………………………………………………………36 6.2大、小锥齿轮计算…………………………………………………36 6.2.1初步计算……………………………………………………36 6.2.3几何计算……………………………………………………37 6.3锥齿轮齿面接触疲劳强度校验……………………………………42 6.3.1计算公式……………………………………………………42 6.3.2许用接触应力计算…………………………………………43 6.3.3齿面接触强度校核结果……………………………………44 6.4齿根抗弯疲劳强度校核……………………………………………44 6.4.1计算公式……………………………………………………44 6.4.2齿根许用弯曲应力计算……………………………………45 6.4.3齿根弯曲强度校核结果……………………………………46 6.5转盘轴结构计算……………………………………………………46 第7章金相抛光机其余部分零部件选择…………………………………………48 7.1联轴器的选用………………………………………………………48 7.2减速器齿轮安排……………………………………………………48 第8章金相抛光机的维护保养……………………………………………………51 8.1金相抛光机维护保养的重要性……………………………………………51 8.2维护保养要求………………………………………………………51 8.3主要部件保养项目…………………………………………………52 8.3.1转盘…………………………………………………………52 8.3.2变速箱………………………………………………………52 8.3.3减速器………………………………………………………52 8.3.4主、副卷扬机………………………………………………52 8.3.5水龙头………………………………………………………52 8.3.6钻具…………………………………………………………53 8.3.7冲击卷扬机…………………………………………………53 8.3.8气路系统……………………………………………………53 8.3.9传动链条……………………………………………………53 8.3.10冲击钢丝绳…………………………………………………53 8.3.11气胎离合器…………………………………………………53 8.3.12主离合器……………………………………………………54 8.4安全操作注意事项…………………………………………………54 第9章经济性分析……………………………………………………………56 第10章专题水平定向金相抛光机的结构探讨…………………………………58 结论……………………………………………………………………………64 致谢……………………………………………………………………………65 参考文献………………………………………………………………………66 附录1中文（译文） …………………………………………………………68 附录2英文（原文） …………………………………………………………74 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,将对金相抛光机技术要求更高、金相抛光机不仅要具有高效性、环保性，更要具有复合性。通常使用的金相抛光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金相抛光机，它可有效的解决上述问题。我相信这台金相抛光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,各类和施工的数量激增,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施工金相抛光机的力度,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 这台金相抛光机设计为散装式转盘冲击、回转复合式多功能金相抛光机，适用于基础和连续墙以及水利、钻凿高层纺织、港口基础桩孔的钻进，也用于大口径水井及其他孔的钻，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。 主要应用于水利、纺织、矿井钻进等领域。 第2章金相抛光机的总体设计 2.1总体布局设计 金相抛光机由底座、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。 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。 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/mi
n) 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/mi
n) 13, 17, 21, 26, 42, 52 7.主机动力型号(功率) YD280S 55 KW (1480 r/mi
n ) 8.钻塔额定负载( kN) 180 9.空压机型号(排量，压力) UB 300500 （3.55 /mi
n, 0.8 MP） 10.配备砂石泵型号（型号） 6BS (180 /h) 或8BS（340 /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