（毕业设计全套）非开挖水平定向钻机顶进回拖系统结构设计（打包下载）

因此，轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。

.轴的设计计算计算轴上的功率转速和转矩求作用在齿轮上的力选取轴的材料为钢，调制处理。

根据机械设计手册表取。

根据下式初步估算轴的最小直径轴的最小直径显然是安装齿轮齿条中齿轮处的直径，与齿轮的孔径相适应，根据齿轮的分度圆直径为，取然后根据齿宽，根据装配关系，取轴的结构设计拟定轴上零件装配方案本设计中非开挖水平定向钻机顶进回拖机构中主轴的结构与装配如下图.所示图.轴的结构与装配确定轴向定位和各段轴的直径和长度为了满足齿轮齿条中齿轮的轴向定位要求，轴段右端需制出轴肩，故取段的直径，左端用轴端挡圈定位，按轴端直径选择挡圈直径为。

由于齿轮与轴配合的毂孔长度为，为了保证轴端挡圈只压在齿轮上而不压在轴的端面上，故段长度比略短，现取，取初步选择滚动轴承。

因为轴承受到径向力的作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据，初步选择，其基本尺寸为，故，取。

右端轴承采用轴肩定位。

由手册查得其安装尺寸，故取取安装齿轮处的直径为齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。

已知齿轮宽度为，故取取齿轮距箱体内壁之间距离为，考虑到箱体铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁段距离，取为，已知轴承宽度，大齿轮轮毂长，则齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环宽度，故根据总体尺寸，至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。

轴上零件周向定位输出齿轮与轴的连接采用平键，按由手册查取并选择平键长度为，即选用平键为输入齿轮的平键型号为滚动轴承的周向定位是靠过盈配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。

确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径如图所示。

.轴的校核首先根据轴的装配结构图做出轴的计算简图。

在确定轴承指点位置时。

根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图如图.所示图.轴的弯矩图和扭矩图从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出轴的危险截面。

现将计算出的危险截面的及的值如表.所示表.危险截面的及值载荷垂直面水平面支反力弯矩总弯矩扭矩进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面即危险截面的强度。

根据机械设计手册中的公式和数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取，轴的计算应力为前面选择轴的材料为钢，调制处理，由机械设计手册查得。

因此故安全。

.轴承的校核根据设计要求，采用深沟球轴承，只承受径向力。

根据公式.校核轴承使用寿命.式中温度系数，取基本额定动载荷，对于滚子轴承基本额定动载荷，通过查阅机械设计手册，得.当量动载荷，因为是深沟球轴承，只承受径向力，取两个轴承中载荷较大者，得.代入公式计算得满足设计要求。

第六章辅助部件的设计计算.螺栓的设计螺栓的主要作用钻机螺栓主要作用有连接机架，并起固定整个结构主轴分别由三个个螺栓固定，由套筒进行定位安装采用普通螺栓时，靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩，假设各螺栓的预紧程度相同，即各螺栓的预紧力均为，则各螺栓联接处产生的摩擦力均相等，并假设此摩擦力集中今后作用在螺栓中心处。

为阻止接合面发生相对转对，各摩擦力应与各该螺栓的轴线到螺栓组对称中心的连线相垂直。

根据作用在箱体上的力矩平衡及联接强度的重要条件，应有式中可靠性系数，取.联接摩擦副的摩擦因数，查表得.转矩作用半径螺栓个数。

螺栓的设计计算及校核由设计计算说明书中可知，摩擦因数齿轮所受的切向力，转矩，代入得由于螺纹贯穿整个箱体，将上箱体与下箱体连接，且在同螺纹内所受拉力大小不变，故可将两端转矩平分，即两结合面处转矩于是螺纹内拉应力此接合面选用的外六角螺栓联接，在拧紧力矩作用下，螺栓除受预紧力的拉伸作用而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转切应力，使螺栓处于拉伸扭转的复合应力状态下。

因此，进行仅受预力的紧螺栓强度计算时，应综合考虑拉伸应力扭转切应力的作用。

则螺栓预紧力状态下的计算应力为螺栓的许用拉应力为式中安全系数因此，螺钉强度满足。

此时可以算得螺栓的拧紧力矩为所以，螺栓各尺寸需按照结构需要而定，根据设计计算尺寸，螺栓选用，和，。

.润滑考虑到该非开挖水平定向钻机顶进回拖机构的的工作形式，所有齿轮齿条都须润滑，但是由于齿轮齿条暴露在空气中，故采用润滑脂润滑考虑该减速器的工作形式，所有齿轮都须润滑，故采取全浸油式润滑。

为防止减速箱内润滑油泄漏和外界杂质，灰尘等侵入，各接合表面须安装密封装置，在各接合面上涂层密封胶，并用螺钉螺栓拧紧，以保证减速器的密封性。

齿轮油选用润滑油，油封下轴承采用润滑脂润滑齿轮齿条采用润滑脂润滑，其相关参数如下表.表.所示表.型润滑脂参数级数.增稠剂类型复合锂基外观颜色红色针入度工作温度滴点基础油粘度负荷值磅，四球焊接负荷失重，水冲失防锈试验，防腐蚀保护额定通过美国钢铁公司流动性指标，表.型润滑油技术参数粘度等级粘度粘度.粘度指数倾点闪点密度，.失效级数级高齿轮试验，修订.，失效级数四球抗磨试验每分转转，分钟.防锈试验海水合格分水性达到时的时间，分钟，泡沫试验顺序，倾向性稳定性，毫升毫升总结非开挖水平钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施管道电缆等的种施工机械。

本文主要内容是进行非开挖水平定向钻机顶进回拖机构的结构设计，包括齿轮齿条的设计计算减速齿轮组的设计计算轴承的选择和校核以及其他零部件的选择确定。

经过几个月的努力，终于将毕业设计完成。

在这些日子里，我查阅了机械设计手册，机械设计，机械原理等大量相关资料和书籍，也学习和熟悉了和软件并且也加强了与人团结合作的能力，可谓收获颇丰。

但同时也受到了些大的挫折，发现了些自己的大的不足之处。

设计过程综合机械设计基础的大部分内容，通过设计进步掌握了简单机械装置的设计，具备运用标准规范图册和查阅有关技术的资料的能力，提高机械设计能力。

在整个毕业设计的过程中，我和队友协作成了方案的选取与设计，零件的结构设计与计算，零件图装配图的绘制，设计说明书的编排等工作，中间虽然出现了些意见不致，但总是能很快得到统。

这次毕业设计，我接触到了些以前不是很了解的东西，学到很多关于非开挖钻机的知识，同时对制图课程所学内容进行次全面系统的复习巩固和综合运用，提高了运用绘图的能力，在绘图的过程中也锻炼了我思考问题的严密性和做事的耐心，同时，我也认识到自己所学的知识很多都只是皮毛，没有深入，导致运用时不能灵活改变运用。

在这次的设计中遇到了不少问题，如在绘图方面的操作，零件的定位与具体作用等。

通过查阅资料和指导老师周老师的精心指导下以及同学们的帮助，将这些问题解决，完成了毕业设计。

在这里向他们表示感谢。

参考文献吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.版.北京高等教育出版社，.孙桓，陈作模.机械原理.版.北京高等教育出版社，.濮良贵，纪名刚.机械设计.版.北京高等教育出版社，.苏旭平.工程材料.湖南湘潭大学出版社成大先.机械设计手册.化学工业出版社，.孙靖民.机械优化设计.版.北京机械工业出版社，.王振华.实用轴承手册.上海上海科学技术文献出版社，花蓉.非开挖水平钻机中几种主要结构的设计.探矿工程岩土钻掘工程.张代东，机械工程材料应用基础.北京机械工业出版社，.孙靖民，机械结构优化设计.哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，.钟建林，典型机械设计.版.北京机械工业出版社.刘鸿文，材料力学.版.北京高等教育出版社，.齿轮组计算结果汇总表序号名称代号计算公式计算结果模数取标准值分度圆压力角取标准值齿顶高系数取标准值径向间隙系数取标准值分度圆直径中心距齿顶高齿根高.按齿根弯曲疲劳强度校核根据齿根弯曲疲劳强度校核公式.校核齿轮.