。鉴于以上原因，我们决定改进米钻机。经几次方案讨论决定，钻机应具有以下特点.经济耐用可靠质优价廉.便于解体搬运.体积小，重量轻.操作简单，维修方便.适用于两种钻杆.适用于合金钻头或金刚石钻头钻进.钻进速度快，效率高.动力为电机或柴油机。总体设计方案的确定经过调研和几次方案论证，考虑到现场特点，从实用角度出发，确定方案如下.考虑到井下井上和野外作业，动力可选电机或柴油机.考虑到有软岩石硬岩石的钻进，除了正常的钻进速度外，增加高速.钻机除配机动绞车外，增加了液压卡盘减轻劳动强度，节约时间，提高有效钻进速度.考虑到高转速时，绞车速度不能太快，所以增加了互锁装置，安全可靠.由于本机动力较大，动力由型带传动到变速箱的传动轴上易使传动轴弯曲，所以增加了卸荷装置.采用二级回归式变速箱，减少变速箱体积，根据不同的地质条件，选用不同的钻进速度.在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适于整体或解体搬运。尽量做到标准化,通用化，系列化。.钻机的技术特性和要求考虑到钻机的实际工作情况，根据我国当前生产技术和工艺水平，本型钻机的技术特性为.钻进深度使用或钻杆.钻孔直径开孔直径终孔直径.钻孔倾斜角度.立轴转速.立轴行程．最大液压给进压力．卡盘最大工作压力弹簧常闭式液压卡盘．立轴内孔直径．油缸最大起拔力油缸最大给进力.绞车提升速度绞车转速．绞车提升负荷弹簧，迫使活塞及移动套下移，由于移动套离开了卡瓦，主轴上的涨环的张力将卡瓦弹回到圆锥面外径的位置，完成松开钻杆的动作。卡盘夹紧力的大小，取决于碟型弹簧的轴向推力，轴向推力越大，夹紧力就越大。卡瓦对钻杆的夹紧力卡瓦对钻杆的夹紧力必须满足下式•式中最大起拔力卡瓦与钻杆的摩擦系数.。所以.碟型弹簧的轴向推力图由图可知，弹簧对卡瓦的轴向推力为••式中卡瓦与钻杆间的法向推力卡瓦的斜角.当量摩擦角ˊ储备系数.所以..ˊ碟型弹簧计算设计根据设计要求和卡盘结构形式选取蝶型弹簧的有关参数如下所述，碟型弹簧的压平时的最大理论弹力式中压平时的碟形弹簧载荷计算值碟簧厚度碟形弹簧压平时变形量计算值，弹性模量，泊松比.碟簧外径.由表可查得上述值．可知，单片碟簧不能满足所受的力的要求，故采用复合组合，则单片碟簧的载荷.有由图可得.有碟型弹簧变形量计算б•式中碟型弹簧总变形量б片弹簧的变形量弹簧片数弹簧的选择中采用十片弹簧两个组进行复合放置，则五组弹簧预压变形最低为,最大为,移动套轴向移动范围只能在所需油压的计算根据碟型弹簧的特性曲线图所示，松开卡盘时所需油压力为，式中环状油缸面积油缸直径活塞杆直径.卡瓦径向伸缩量计算..式中卡瓦径向伸缩量卡瓦的斜角.刚体强度的计算油缸壁厚为，由液压传动设计手册有式中试验压力当时工作压力油缸内径.缸体材料许用拉压力其中为材料抗拉强度安全系数.取....取,所以强度足够。.给进油缸的设计给进油缸，为双作用单活塞杆往复运动油缸，所起的作用是完成钻孔过程中的给进运动当卡钻及处理事故时，配合绞车起拔钻杆。米液压钻机，打水平孔时，需克服钻杆的自重和孔壁的摩擦力，其力为摩••式中钻杆单位长度重量.钻杆长度摩擦系数.在低速钻进时,当井底压力时,则活塞杆所产生的推力必须大于摩,即,活塞杆有效面积.油泵工作压力为..油缸直径的计算根据所需油缸最大作用力以及液压系统的最大工作压力可求得油缸直径式中油缸计算直径.油压系统的调整压力油缸最大起拔力,。由上选取油缸的直径为夹持器夹持器的作用，主要是为在回转器上升时夹紧钻杆，它是属于常开型的，当立轴进给到最大行程时，通过液压力的作用推动卡套及卡瓦夹紧钻杆。夹持器的常开状态是依靠两圈弹簧产生的推力作用的。第章可行性及经济成本分析.可行性分析设计可行性分析根据设计理论要求，通过上述的实际理论设计运算分析，可以看出该米钻机的各项性能满足设计要求。结合工厂实际生产能力，包括工厂设备条件，技术条件和工人的操作技术能力，综合给出了设计要求。所有的设计均是在理论和实际的要求下进行的，所以设计技术上是完全可行的。市场可行性分析个产品开发出来没有市场那将是个废品。所有的设计均是浪费时间和财力和人力。该设计的产品是个新型号，能满足米钻探的所有要求，弥补了原米米米等不能满足的钻探缺陷。在能源需求紧迫的情况下，急需找到解决的方法，所以单从对能源方面的要求考虑，该产品在矿业坑道作业中具有独特优势，产品的安全性能高，设计时采用了防爆设计，采用了绿色设计对环境适宜性高，且对环境无损害采用了优化设计，产品。各项布置更合理，减轻了劳动者的劳动强度。产品的各项性能要求符合市场要求，所以完全能满足市场的需要，旦投放市场，将获得向精度右左齿轮在各种转速下传递的功率转速及转矩见表表功率转速转矩•齿轮校核公式按接触强度校核计算，计算接触应力许用应力式中节点区域系数查图.机械设计手册四版三卷弹性系数由表知.接触强度计算的重合度系数由表.接触强度计算的螺旋角系数.接触强度计算的锥齿轮系数.使用系数.动载系数.接触强度计算的齿向载荷分布系数.接触强度计算的齿向载荷分配系数.传动比.接触强度计算的有效齿宽.小齿轮分度圆直径作用在锥齿轮中点端面分度圆上的名义切向力ⅹ试验齿轮的接触疲劳极限接触疲劳的最小安全系数.润滑剂系数查图.速度系数.查图.粗糙度系数.温度系数.。.齿轮校验计算因为计算接触应力.小于许用接触应力.所以满足要求，并且安全系数所以满足安全要求。即齿轮按接触疲劳强度校核满足要求。.弯曲疲劳强度校核计算计算齿根应力许用齿根应力强度条件式中使用系数.弯曲强度计算的齿向分布系数弯曲强度计算的齿向载荷分配系数弯曲强度计算的有效齿宽.锥齿轮系数中点法向模数.齿形螺旋角系数由图有.应力修正数由图有.最小安全系数.圆角敏感系数有有.表面状态系数由有.应力修正系数尺寸系数弯曲强度计算的重合度系数由式螺旋角系数..校验计算由上可知所以满足要求，在上面的校核中，接触疲劳是校核的小弧锥齿轮，弯曲强度校核的是大弧锥齿轮，即分别是最危险的齿轮，可知通过校核他们均满足各项强度要求，所以齿轮的强度满足要求。.轴径的估算齿轮受力分析齿轮中点出分度圆上的切向力齿宽中点处的径向力主动论从动轮齿宽中点处的轴向力主动论从动轮注当表示的径向力指向目标轴线方向，当时相反。当时，表示轴向力指向锥齿轮大端，当时相反。当轴交角时，大小相等，方向相反由上可知由上可知受力图分析，实际受力为轴线在竖直方向，为分析的方便将其旋转九十度分析，受力分析弯矩分析可知在点处所受弯矩最大，在点处所受的力也是最大，故点为危险截面。计算点所需的最小轴径该轴主要受扭矩，按扭转强度条件计算轴的扭转强度条件为式中扭转切应力单位为轴所受的扭矩，单位为轴的扭转截面系数，单位为轴的转速，单位为轴传递的功率，单位为计算截面处轴的直径，单位为许用扭转切应力，单位为由上可得轴的直径对于空心轴则即空心轴的内径与外径之比。由表机械设计，第七版查得带入数据有考虑实际设计情况取，需要装和的钻杆，故选取内径为。对轴进行校验，扭转校核求出轴的抗扭截面系数由表的计算公式有扭矩则有.远小于所以满足扭转强度要求。弯矩校核轴的弯扭合成强度条件为式中轴的计算应力，单位为轴所受的弯矩，单位为.轴所受的扭矩，单位为.许用弯曲应力折合系数取值为抗弯截面系数所受弯矩将上述值代入式有因远小于其弯曲疲劳极限，所以满足要求。在上述的各种较核中，均较核的最危险的截面，所以在整体上更能满足各项要求。第章液压系统的设计与计算钻机液压系统的作用实现液压卡盘的松卡钻杆动作。实现钻机钻进时给进的动作。实现强力起拔动作。实现夹持器对钻杆的夹紧动作。.液压卡盘的设计与计算卡盘的结构如附录图所示，其工作原理是夹紧钻杆依靠碟型弹簧安装时的预紧力，使移动套上移，移动套内孔为圆锥形，迫使主轴槽内的三块卡块同时向中心移动，完成卡紧动作。当松开卡盘时，是依靠加入卡盘油缸中的压力油克服碟型弹簧的弹力，并压缩碟型动路线，立轴的转速计算如下式中立轴的第档转速电机转速主动皮带轮直径大皮带轮直径传动链中各齿轮的齿数,故同理可求出第二档第三档和第四档转速分别表示如下第二档Ⅱ式中,故Ⅱ第三档Ⅲ式中内故Ⅲ.第四档Ⅳ式中内故Ⅳ考虑到皮带传动齿轮传动轴承等的效率，所以各档转速确定为。第章变速箱的设计与计算.变速箱的结构特点及设计要求结构特点变速箱的结构有变速部分分动部分操纵部分和箱体组成。本设计中变速部分和分动部分合为整体，缩小了箱体的结构尺寸。其具体特点是.采用了回归式的传动形式，箱体呈扁平状，有利于降低钻机的高度，齿轮即使移动齿轮又是结合子，因此结构紧凑.变速分动相结合，减少了零件的数目，有效利用变速箱内的空间.操纵机构采用了齿轮齿条拨叉机构，操纵灵活可靠，每个移动齿轮单独控制，并有互锁装置，这种互锁装置安全可靠，结构简单.增加了卸荷装置，减少了齿轮的受力。设计要求.在校核零件强度时，假设电机的功率全部输入变速箱，然后再输入绞车和回转器.变速箱在不更换齿轮的情况下，可连续工作小时，纯机动时间每班小时，可连续工作个月。.本设计零件的强度和寿命计算方法和数据是按机械设计手册化学工业出版社计算的。.齿轮副的强度计算与校核变速箱内各齿轮主要参数确定根据立轴转速的要求，前面已经初步选择各齿轮的齿数，由钻机的实际情况，变速箱内各齿轮的主要设计参数见表。表变速箱内齿轮的主要设计参数齿轮编号齿数模数齿宽变位系数