工程鉆機的設計

摘要

GCPS—20型鉆機是一種復合式多功能鉆機，為適應我國深基礎工程和連續墻以及水利工程、橋梁工程的發展與需要，結合大口徑鉆機灌注樁和地下連續墻施工的特點，為解決在復雜地層、硬巖中成孔而研制，特別卵石層、基石、漂石層能大幅度提高施工效率，在各種成孔方法中是比較經濟有效的方法。

鉆機是集回轉、沖擊鉆進工藝于一體的多功能復合型鉆機，用轉盤回轉鉆進時可用于第四世紀覆蓋層，沖擊鉆進時可用于卵石、灰巖、花崗巖等硬巖地層。

本鉆機的特點是結構簡單，緊湊，而且各種操作手柄布置合理，操作簡單，便于使用與維護。

關鍵詞：  沖擊鉆進  變速箱  減速器  轉盤  

Abstract

The types GCPS-20 drill the machine is a ....

Keyword：The impact drill into     Become soon box  Deceleratethe machine     Turn the dish

目   錄

摘  要……………………………………………………………………………I

Abstract  ………………………………………………………………………II

第1章 緒論 ……………………………………………………………………1

1.1 項目的研究意…………………………………………………………1

1.2 國內外科技現狀………………………………………………………1

1.3 設計產品的用途和應用領域…………………………………………1

第2章 鉆機的總體設計 ………………………………………………………2

2.1 總體布局設計…………………………………………………………2

2.1.1 傳動系統………………………………………………………2

2.1.2 氣動系統………………………………………………………2

2.1.3 電氣系統………………………………………………………2

2.1.4 工具系統………………………………………………………2

2.1.5 各部件的功能…………………………………………………2

2.2 主要設計參數…………………………………………………………3

2.3 主要性能特點…………………………………………………………4

第3章 動力機確定 ……………………………………………………………5

3.1 按鉆頭鉆進所需功率計算……………………………………………5

3.2 按鉆機沖擊鉆進所需功率計算………………………………………7

第4章 帶輪選擇 ………………………………………………………………9

第5章 變速箱的設計及計算…………………………………………………12

5.1 變速箱的結構特點 …………………………………………………12

5.2 結構計算 ……………………………………………………………12

   5.2.1 初步選定 ……………………………………………………12

   5.2.2 選定變速箱傳動公比 ………………………………………12

   5.2.3 按彎曲強度確定齒輪模數 …………………………………13

   5.2.4 按接觸強度確定齒輪分度圓直徑與中心距 ………………14

   5.2.5 齒寬的確定 …………………………………………………15

   5.2.6 齒輪齒數確定 ………………………………………………16

   5.2.7 計算齒輪相關參數、確定齒輪 ……………………………16

5.3 錐齒輪計算 …………………………………………………………17

   5.3.1 初步計算 ……………………………………………………17

   5.3.2 幾何計算 ……………………………………………………17

5.4 齒輪校驗 ……………………………………………………………22

   5.4.1 齒輪受力分析 ………………………………………………22

   5.4.2 齒輪傳動齒面接觸疲勞強度校核 …………………………22

   5.4.3 齒輪傳動齒根彎曲疲勞強度校核 …………………………25

5.5 變速箱軸的計算 ……………………………………………………27

   5.5.1 一軸計算 ……………………………………………………27

   5.5.2 二軸計算 ……………………………………………………27

   5.5.3 三軸計算 ……………………………………………………28

5.6 軸的校驗 ……………………………………………………………28

   5.6.1 按轉矩計算 …………………………………………………28

   5.6.2 軸上受力分析 ………………………………………………29

   5.6.3 求支反力 ……………………………………………………29

   5.6.4 作彎矩和轉矩圖 ……………………………………………30

   5.6.5 確定危險截面及安全系數校核計算 ………………………33

第6章 轉盤的計算……………………………………………………………36

6.1 轉盤輸出轉速 ………………………………………………………36

6.2 大、小錐齒輪計算 …………………………………………………36

   6.2.1 初步計算 ……………………………………………………36

   6.2.3 幾何計算 ……………………………………………………37

6.3 錐齒輪齒面接觸疲勞強度校驗 ……………………………………42

   6.3.1 計算公式 ……………………………………………………42

   6.3.2 許用接觸應力計算 …………………………………………43

   6.3.3 齒面接觸強度校核結果 ……………………………………44

6.4 齒根抗彎疲勞強度校核 ……………………………………………44

   6.4.1 計算公式 ……………………………………………………44

6.4.2 齒根許用彎曲應力計算 ……………………………………45

6.4.3 齒根彎曲強度校核結果 ……………………………………46

6.5 轉盤軸結構計算 ……………………………………………………46

第7章 鉆機其余部分零部件選擇  …………………………………………48

7.1 聯軸器的選用 ………………………………………………………48

7.2 減速器齒輪安排 ……………………………………………………48

第8章 鉆機的維護保養  ……………………………………………………51

8.1 鉆機維護保養的重要性 ……………………………………………51

8.2 維護保養要求 ………………………………………………………51

8.3 主要部件保養項目 …………………………………………………52

   8.3.1 轉盤 …………………………………………………………52

   8.3.2 變速箱 ………………………………………………………52

   8.3.3 減速器 ………………………………………………………52

   8.3.4 主、副卷揚機 ………………………………………………52

   8.3.5 水龍頭 ………………………………………………………52

   8.3.6 鉆具 …………………………………………………………53

   8.3.7 沖擊卷揚機 …………………………………………………53

   8.3.8 氣路系統 ……………………………………………………53

   8.3.9 傳動鏈條 ……………………………………………………53

   8.3.10 沖擊鋼絲繩…………………………………………………53

   8.3.11 氣胎離合器…………………………………………………53

   8.3.12 主離合器……………………………………………………54

8.4 安全操作注意事項 …………………………………………………54

第9章 經濟性分析……………………………………………………………56

第10章 專題  水平定向鉆機的結構探討 …………………………………58

結 論……………………………………………………………………………64

致 謝……………………………………………………………………………65

參考文獻 ………………………………………………………………………66

附錄1中文（譯文） …………………………………………………………68

附錄2英文（原文） …………………………………………………………74