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 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…………………………………………………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章钻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章钻机的维护保养……………………………………………………51 8.1钻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章专题水平定向钻机的结构探讨…………………………………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 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 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。