非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

《非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】（48頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目： 非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2010963128 姓 名： 王望 指導(dǎo)教師： 周友行 完成日期： 非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [摘要 ]： 本文 通過(guò)分析 非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，應(yīng)用和具體的檢測(cè)方法，經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料、討論， 提出了一種利用齒輪齒條傳動(dòng)的解決方案，并詳細(xì)設(shè)計(jì)了一種用于非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)動(dòng)力頭頂進(jìn)回拖功能。該頂進(jìn)回拖系統(tǒng)包括電機(jī)、聯(lián)軸器、減速箱、齒輪齒條、動(dòng)力頭 、導(dǎo)軌 等核心部分， 通過(guò) 圖，最終完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的書寫和外文翻譯。 [關(guān)鍵詞 ] 非開(kāi)挖；水平定向鉆機(jī)；頂進(jìn)回拖；齒輪齒條 a by of at to is to to of of is by of 目 錄 第一章 緒論 ........................................................ 1 .......... 1 壓油缸進(jìn)給方式 ....................................... 1 馬達(dá) .................................... 2 壓馬達(dá) ............................... 2 機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 ................................. 3 ......................................... 3 ......................................... 4 .................................. 5 要關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo) ........................... 6 義 ................................................... 6 鍵技術(shù)指標(biāo) ........................................... 6 第二章 總體方案及動(dòng)力頭導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................ 7 體方案設(shè)計(jì) ................................................ 7 ........................................... 7 ........................................... 8 力頭與導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................... 8 .................................................. 9 ..................................... 9 動(dòng)機(jī)型號(hào)及技術(shù)參數(shù) .................................. 10 第三章 減速箱齒輪組設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................... 12 ....................................... 12 ............................................ 12 輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................... 12 .................................... 14 ..................................... 16 .................................. 16 .............................................. 16 第四章 齒輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 ..................................... 18 ........................................... 19 計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總 ........................................... 21 第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 ......................................... 23 ............................................... 23 的校核 ................................................... 25 ................................................. 26 第六章 輔助部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................... 28 ................................................. 28 ........................................ 28 .................................. 28 滑 ....................................................... 30 總 結(jié) ............................................................ 32 參考文獻(xiàn) .......................................................... 33 翻 譯 ............................................................ 34 1 第一章 緒論 開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)常見(jiàn)的頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及發(fā)展現(xiàn)狀 非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的不同，對(duì)進(jìn)給回拖力的影響相當(dāng) 大，水平鉆機(jī)中常用的回拖機(jī)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為液壓油缸進(jìn)給方式、馬達(dá) 壓馬達(dá) 據(jù)提供進(jìn)給回拖速度與力的不同，結(jié)構(gòu)可分為液壓油缸倍速進(jìn)給機(jī)構(gòu)，馬達(dá) 壓油缸進(jìn)給方式 1、油缸直推式進(jìn)給方式：該方式采用一個(gè)或多個(gè)油缸直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給回拖動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)如下圖 點(diǎn)是傳動(dòng)最簡(jiǎn)單，無(wú)需任何其它中間傳動(dòng)原件，動(dòng)力頭滑架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工；缺點(diǎn)是油缸形成略大于鉆桿長(zhǎng)度，在大載荷，長(zhǎng)行程的工況下可能存在油缸壓桿穩(wěn)定性問(wèn)題。 圖 壓油缸直推式進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖 2、油缸倍速機(jī)構(gòu)：該方式使用油缸通過(guò)鏈輪，鏈條等中間傳動(dòng)原件驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給回拖動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)如下圖 力頭的行程與進(jìn)給回拖速度是油缸的 2倍，因而被稱為倍速機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使得鉆機(jī)軸向尺寸小于油缸直推進(jìn)給方式，在同等進(jìn)給行程下油缸壓桿穩(wěn)定性不如直推式敏感，鉆機(jī)適應(yīng)性更強(qiáng)，其缺點(diǎn)是油缸有效推力只利用了一半，傳動(dòng)環(huán)節(jié)較多，油缸拆卸不便。 2 圖 壓油缸倍速進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖 馬達(dá) 馬達(dá) 動(dòng)一對(duì)減速器，由減速器驅(qū)動(dòng)鏈輪鏈條，由鏈輪鏈條向動(dòng)力頭提供進(jìn)給回拖力，其結(jié)構(gòu)如下圖 機(jī)構(gòu)回拖進(jìn)給行程不受限制，能提供足夠的進(jìn)給力，工作速度快，工作平穩(wěn)， 結(jié)構(gòu)緊湊，成本適中。但馬達(dá)排量和體積都增大了。圖 1壓馬達(dá) 壓馬達(dá) 液壓馬達(dá)－齒輪齒條回拖式：通過(guò)一組或多組液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪，與固定于機(jī)架的的齒條做相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭的進(jìn)給回拖動(dòng)作 ,其結(jié)構(gòu)如下圖 示。這種結(jié)構(gòu)承載能力強(qiáng)，不受進(jìn)給長(zhǎng)度限制，但液壓馬達(dá)布置在動(dòng)力頭或動(dòng)力頭托架 上，因此動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸大，適用于大噸位的鉆機(jī)。 3 圖 壓馬達(dá) 開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 隨著我國(guó)城市化建設(shè)的迅速發(fā)展 ， 非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。非開(kāi)挖行業(yè)作為一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)方興未艾。水平定向鉆機(jī) (稱 廣泛使用的一種非開(kāi)挖產(chǎn)品，主要用于供水、煤氣、電力、電訊、天然氣、石油等管線的鋪設(shè)或更新。我國(guó) 預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將處于急速發(fā)展的上升時(shí)期。 外 現(xiàn)狀 始于 20 世紀(jì) 70 年代末期，隨著技術(shù)與裝備的不斷改進(jìn)和完善， 80年代中期在發(fā)達(dá)國(guó)家才逐漸為人們認(rèn)可和接受，得以迅速發(fā)展，并以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)前景得到了世界各國(guó)的重視。據(jù)了解，目前國(guó)外大約有 30多家 型生產(chǎn)廠家有 司、 威猛公司、凱斯公司等。 技術(shù)性能先進(jìn)、操作性能良好 ,目前生產(chǎn)的系列產(chǎn)品有 中 定向鉆是其在我國(guó)銷售的主導(dǎo)產(chǎn)品。威猛公司的產(chǎn)品系列有： 1A 、 5A 、 0A 、6 、 0 、 4 、 00 、 00 、 20 、 20 、00 。美國(guó) 司生產(chǎn)的 60 系列 5 種型號(hào)分別為 6010、 6030、 6060、6080、 60100，其中凱斯 6030型定向鉆是其在我國(guó)銷售的主導(dǎo)產(chǎn)品。美國(guó)凱斯公 4 司是發(fā)展水平定向鉆較晚的公司，但生產(chǎn)的產(chǎn)品性能先進(jìn)，尤其是在 制、自動(dòng)更換鉆桿等方面有其獨(dú)特的先進(jìn)性和優(yōu)越性。另外還有美國(guó)的 司、國(guó)的 司、英國(guó)的 司、瑞士的 司、加拿大的 司和意大利的 司等。 目前國(guó)外 產(chǎn)品大都具有以下幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn)：主軸驅(qū)動(dòng)齒輪箱采用高強(qiáng)度鋼體結(jié)構(gòu) , 傳動(dòng)扭矩大 ,性能可靠；全自動(dòng)的鉆桿裝卸存取裝置；大流量的泥漿供應(yīng)系統(tǒng)和流量自動(dòng)控制裝置；先進(jìn)的液壓負(fù)載反饋，多種電氣邏輯控制系統(tǒng) ,，高質(zhì)量的 子電路系統(tǒng)確保長(zhǎng)時(shí)間的可靠工作；高強(qiáng)度整體式 鉆桿以及鉆進(jìn)和回拖鉆具；快速錨固定位裝置；先進(jìn)的電子導(dǎo)向發(fā)射和接收系統(tǒng)。 總之，國(guó)外 品規(guī)格齊全，自動(dòng)化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，地層適應(yīng)性強(qiáng)，均為履帶底盤驅(qū)動(dòng)，機(jī)動(dòng)性能好，設(shè)計(jì)體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念，功能齊全。 回拖力 50～ 700矩 1 200～ 40 000能指標(biāo)覆蓋范圍大，功率匹配合理、可靠，技術(shù)水平含量高，尤其是在 動(dòng)更換鉆桿等方面有其獨(dú)特的先進(jìn)性和優(yōu)越性。目前國(guó)外 型化、硬巖作業(yè)、機(jī)械自動(dòng)化（含自備式錨固系統(tǒng)、鉆桿自動(dòng)堆放與提取、鉆桿連接自動(dòng)潤(rùn)滑、防觸電系統(tǒng)等自動(dòng)化作業(yè)功能）、超深度導(dǎo)向監(jiān)控等趨勢(shì)發(fā)展。 內(nèi) 現(xiàn)狀 目前我國(guó) 品整體的水平相對(duì)落后， 個(gè)階段。 第一階段為技術(shù)引進(jìn)期。即 80年代 中期至 90年代中期，我國(guó)的 立了自己的設(shè)計(jì)、研制基地，并開(kāi)發(fā)出一定數(shù)量和規(guī)格的 第二階段為研發(fā)期。即 90年代中期以后，原地礦部、建設(shè)部、冶金部等一些相關(guān)單位，在一些小型 要產(chǎn)品有中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所生產(chǎn)的 開(kāi)挖定向鉆機(jī) 。連云港黃海機(jī)械廠與首鋼地質(zhì)勘察院共同開(kāi)發(fā)了 北京派普萊非開(kāi)挖技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)了 這兩家生產(chǎn)的均是拖式非開(kāi)挖鉆機(jī)。這些水平定向鉆整機(jī)技術(shù)性能尚無(wú)法與外國(guó)產(chǎn)品抗衡，但價(jià)格低廉，在國(guó)內(nèi)占有一定的市場(chǎng)。雖然這一時(shí)期國(guó)內(nèi)水平定向鉆的產(chǎn)品已是液壓控制 ,但其自動(dòng)化程度較低 ,輔助工作時(shí)間較長(zhǎng) ， 工作效率低 ,且鉆桿采用磨擦 5 焊結(jié)構(gòu) ,焊縫處經(jīng)常斷裂 ,出現(xiàn)嚴(yán)重的施工質(zhì)量事故，影響了施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。 第三階段 為發(fā)展期與進(jìn)口期，即 “ 十五 ” 期間國(guó)內(nèi)大、中、小 系列產(chǎn)品有了很大發(fā)展。如中聯(lián)重科、深圳鉆通、廊坊諾地、北京土行孫、南京地龍、連云港黃海等公司，其鉆機(jī)回拖力一般在 35t 以內(nèi)，控制系統(tǒng)為液控，自動(dòng)化程度較低，生產(chǎn)效率低，人員勞動(dòng)強(qiáng)度高，絕大部分型號(hào)為拖式。中聯(lián)重科公司產(chǎn)品型號(hào)為 回拖力 15～ 25t。該公司的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)硬巖施工工程中占有一定的地位。廊坊華元機(jī)電的產(chǎn)品型號(hào)為 拖力在 25～ 300t。徐工 科技 用了機(jī)電液集成的液比例控制、防觸電報(bào)警等世界一流技術(shù)，進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)的系列產(chǎn)品。據(jù)調(diào)查， 2002 年度國(guó)內(nèi)新增 00臺(tái)，國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)的市場(chǎng)占有率已提高到 67%，其中新增大型鉆機(jī)（回拖力大于 45011臺(tái) ,其中 6臺(tái)為進(jìn)口設(shè)備。2001～ 2003年 ,國(guó)內(nèi)新增加 50臺(tái)，目前國(guó)外公司的 主要有美國(guó)的凱斯公司、 司、威猛公司等 ， 2003年 ，我國(guó)進(jìn)口 28 臺(tái)。 論文研究的主要內(nèi)容和特色 本論文主要進(jìn)行非開(kāi)挖定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，頂進(jìn) 回拖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的不同，對(duì)進(jìn)給回拖力的影響相當(dāng)大，水平鉆機(jī)中常用的頂進(jìn)回拖機(jī)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為液壓油缸進(jìn)給方式、馬達(dá) 壓馬達(dá) 據(jù)提供進(jìn)給回拖速度與力的不同，結(jié)構(gòu)可分為液壓油缸倍速進(jìn)給機(jī)構(gòu)，馬達(dá) 圖 輪齒條傳動(dòng)原理圖 6 通過(guò)采用如圖 善水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖時(shí)的 動(dòng)態(tài)性能，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。因?yàn)辇X輪齒條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所能傳遞的功率高，技術(shù)成熟，成本低，可以得到廣泛的應(yīng)用。 論文研究的意義及主要關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo) 義 隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的投入持續(xù)增長(zhǎng)，尤其是一批國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的陸續(xù)啟動(dòng)，將對(duì)工程鉆機(jī)技術(shù)要求更高。鉆機(jī)不僅要具有高效性、環(huán)保性。更要具有復(fù)雜性和安全性，通常使用的工程機(jī)械在使用時(shí)只具有鉆進(jìn)功能或者采用其他不合理的傳動(dòng)方式，且鉆進(jìn)力有限，當(dāng)遇到堅(jiān)硬的巖石，如卵石、灰?guī)r、花崗巖等硬巖石地層，就不得不改變鉆進(jìn)方位，或者另鉆他孔，為了解決此問(wèn)題，我在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)計(jì)算采用齒輪齒條傳動(dòng)的非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖機(jī)構(gòu)，優(yōu)化水平定向鉆機(jī)性能。增大鉆機(jī)傳遞功率，克服較大阻力，它有效的解決了設(shè)定的問(wèn)題。 鍵技術(shù)指標(biāo) （ 1）通過(guò)合理的設(shè)計(jì)與布局確保裝置具有良好的工作平穩(wěn)性，既具有較低的震動(dòng)頻率，并能有效的控制噪聲。 （ 2）合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以確保電機(jī)、齒輪、齒條、鉆頭之間所有的力與力矩的可靠傳遞，使裝置具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求。 （ 3）便于布置，要考慮給齒輪齒條部分留出足夠的空間。 （ 4）所有零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與使用壽命。 （ 5）制造成本低。便于維修保養(yǎng)。 7 第二章 總體方案及動(dòng)力頭導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)算 體方案設(shè)計(jì) 體方案內(nèi)容 本畢業(yè)設(shè)計(jì)擬采用齒輪齒條傳動(dòng)的形式傳遞動(dòng)力，如圖 ： 圖 體方案示意圖 采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪組減速、齒輪齒條傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)非開(kāi)挖定向鉆機(jī)動(dòng)力頭頂進(jìn)或者回拖。本方案主要包括四個(gè)部分：（ 1）電動(dòng)機(jī)；（ 2）減速齒輪組；（ 3）齒輪齒條；（ 4）動(dòng)力頭。 電動(dòng)機(jī)：通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)所需功率，通過(guò)查閱相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)，提供整個(gè)系統(tǒng)所需的動(dòng)力； 減速齒輪組：電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速較高，而動(dòng)力頭所需的鉆進(jìn)速度較低，則要求齒輪齒條傳遞的速度較低，通過(guò)減速齒輪組，既能傳遞較大的功率，又能將電機(jī)轉(zhuǎn)速降低至所需的目標(biāo)轉(zhuǎn)速； 齒輪齒條：齒輪齒條傳動(dòng)是本設(shè)計(jì)的 重點(diǎn)內(nèi)容，它將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成齒條的直線位移，既水平定向鉆機(jī)的動(dòng)力頭的頂進(jìn)和回拖； 動(dòng)力頭：動(dòng)力頭是實(shí)現(xiàn)鉆孔功能的核心部件，另行設(shè)計(jì)。 8 計(jì)方案特點(diǎn) 1、采用電機(jī)驅(qū)動(dòng) 與傳統(tǒng)的水平定向鉆機(jī)相比，傳統(tǒng)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)多采用液壓驅(qū)動(dòng)，液壓系統(tǒng)具有效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、容易發(fā)生火災(zāi)、易發(fā)生泄漏等缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，既能滿足所需功率需求，又具有通用性高、價(jià)格便宜、能源供應(yīng)方便等優(yōu)點(diǎn)，而且電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性優(yōu)良、可調(diào)式性能好，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化了整個(gè)水平定向鉆機(jī)的能源裝置。 2、采用齒輪齒條傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng)承載力大，傳動(dòng)精度高，可以無(wú)限長(zhǎng)度對(duì)接延續(xù)、傳動(dòng)速度高，適合本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求。而且齒輪齒條傳動(dòng)技術(shù)成熟、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、已大批量生產(chǎn)，采用齒輪齒條傳動(dòng)大大簡(jiǎn)化了水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)制造成本。 力頭與導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)回拖功能，動(dòng)力頭需在導(dǎo)軌上產(chǎn)生向前向后的位移，動(dòng)力頭與導(dǎo)軌之間存在摩擦，且精度要求較高；為了減小能量損失，動(dòng)力頭與導(dǎo)軌的接觸采用滑動(dòng)接觸的方法；采用齒輪齒條傳動(dòng)，動(dòng)力頭存在傾覆力矩，為了防止傾覆力矩對(duì)非開(kāi)挖水平鉆機(jī)頂進(jìn)回拖機(jī)構(gòu)動(dòng)力頭的影響，接觸結(jié)構(gòu)需要有防傾覆功能。 綜合動(dòng)力頭與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)所需滿足的精度高、速度較高、防傾覆的功能特點(diǎn)，采用如圖 圖 力頭與導(dǎo)軌接觸結(jié)構(gòu)示意圖 圖中： M—— 為整個(gè)動(dòng)力頭與導(dǎo)軌接觸結(jié)構(gòu)的高度， M=80 9 W—— 為整個(gè)動(dòng)力頭與導(dǎo)軌接觸 結(jié)構(gòu)的寬度， W=50； L—— 為整個(gè)動(dòng)力頭和導(dǎo)軌接觸結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度， L=160 根據(jù)齒條的長(zhǎng)度，得導(dǎo)軌長(zhǎng)度； 此結(jié)構(gòu)形式的滑動(dòng)導(dǎo)軌具有防傾覆的特點(diǎn)，有效的防止了齒輪齒條中傾覆力矩對(duì)動(dòng)力頭的影響；且傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高、承受載荷較大，滿足本設(shè)計(jì)要求。 設(shè)計(jì)的滑動(dòng)導(dǎo)軌如下圖 圖 軌裝配圖 動(dòng)機(jī)選型 動(dòng)機(jī)選型設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)此設(shè)計(jì)要求，整個(gè)非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)如下表 表 要設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 最大推拉力 200大推拉速度 15m/土角度 10～ 20 度 通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，查的各機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值如下表 10 表 2械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值 機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副 效率 η 十字滑塊聯(lián)軸器 溝球軸承 柱齒輪傳動(dòng) 輪齒條傳動(dòng) 擦傳動(dòng) 據(jù)此畢業(yè)設(shè)計(jì)的參數(shù)要求，整個(gè)非開(kāi)挖定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按照所給的最大參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： 非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖裝置所需功率可以由公式（ 2得，即 (2式中： F—— 推拉力，； V—— 推拉速度，； 經(jīng)計(jì)算得： 電動(dòng)機(jī)所提供動(dòng)力需經(jīng)過(guò)各級(jí)傳動(dòng)然后驅(qū)動(dòng)非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)動(dòng)力頭頂進(jìn)回拖，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得各級(jí)傳動(dòng)效率，可以根據(jù)公式（ 2得電動(dòng)機(jī)所需提供功率： (2式中： —— 頂進(jìn)回拖裝置所需最大功率， P=50 —— 電動(dòng)機(jī)額定功率； η —— 傳動(dòng)效率，由公式（ 2： （ 2 通過(guò)上式可以求得電動(dòng)機(jī)額定功率：； 動(dòng)機(jī)型號(hào)及技術(shù)參數(shù) 查閱相關(guān)電動(dòng)機(jī)選型手冊(cè)，根據(jù)所需額定功率為選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)，考慮到要留有一定的功率余量，應(yīng)選取額定功率大于 取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為： 280相關(guān)參數(shù)如下表 11 表 機(jī)技術(shù)參數(shù) 電機(jī)型號(hào) 額定功率（ 滿載轉(zhuǎn)速（） 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量（ 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 5 740 20 12 第三章 減速箱齒輪組設(shè)計(jì)計(jì)算 速箱齒輪組設(shè)計(jì)計(jì)算 動(dòng)比分配 通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比；綜合考慮非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖機(jī)構(gòu)最大進(jìn)給速度，根據(jù)公式（ (式中： i—— 傳動(dòng)比； —— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，； —— 齒輪齒條傳動(dòng)中齒輪轉(zhuǎn)速；根據(jù)公式（ （ 式中：； d—— 齒輪齒條組中齒輪分度圓直徑； 取單級(jí)減速齒輪組傳動(dòng)比 i= 輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)； 2）定向鉆機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用 7級(jí)精度； 2）材料選擇。因非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)速度不高，有粉塵，查閱相關(guān)手冊(cè)小齒輪材料選擇 40質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45鋼（ 調(diào)質(zhì)），硬度為240者硬度差為 40 4）選小齒輪齒數(shù)1 17z ?，大齒輪齒數(shù)為2 3 7 6 1z ? ? ?； 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1）根據(jù)公式（ 齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： 13 ? ?21312 12 . 3 2 t ???? ????（ 式中： 1）試選載荷系數(shù) ； 2）計(jì)算小齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩 6 6159 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 7 5 0 . 9 8 0 . 9 97409 . 3 1 0 m m m? ? ? ? ?? ? ?? ? ?。 3）查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取齒寬系數(shù) ?； 4）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得材料彈性影響系數(shù)為 ? ； 5）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限001? ，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 502? ； 6）由機(jī)械設(shè)計(jì)式 10 9116 0 6 0 7 4 0 1 ( 2 8 3 6 5 1 0 ) 2 . 5 9 3 1 0hN n j L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 822 . 5 9 3 1 0 5 . 1 8 1 05N ?? ? ? 7）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10接觸疲勞壽命系數(shù) 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式 10： ? ? M P i ??? ?? ? ? M P 2l i ??? ?? （ 2）計(jì)算 1）由公式（ 算小齒輪分度圓直徑 3 9 . 3 1 0 4 . 6 1 8 9 . 82 . 3 21 3 . 6 5 4 09 2 . 4 ( 9 4 )m ?????????取 整 數(shù) 值 d 2）計(jì)算圓周速度 4 7 4 0 / 3 . 6 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s m s? ? ??? ? ??? 14 3）計(jì)算齒寬 b 、模數(shù)1 0 . 8 9 4 7 5 . 2d m m m m?? ? ? ?，齒寬取為 b=75 1178 3 . 920m ? ? 2 . 2 5 2 . 2 5 3 . 9 8 . 7 7th m m m m m? ? ? ? 7 5 . 4 4/ 8 . 6 08 . 7 7 4）計(jì)算載荷系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10取使用系數(shù) 1?根據(jù) v m s? ， 7 級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 10得 1.1? 直齒輪， 1??由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱非對(duì)稱布置時(shí)， ?由 / ， ?，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè) 10 ?；故根據(jù)式（ 得載荷系數(shù)為： 1 1 . 1 1 1 . 4 1 2 1 . 5 5A v H K K K??? ? ? ? ? ?（ 5）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 3311 1 . 5 59 4 8 21 . 3d m m m ? ?（ 6）計(jì)算模數(shù) 1182 4 . 120dm m m m ? ? 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)齒輪模數(shù)推薦表，綜合計(jì)算結(jié)果分析，故齒輪模數(shù)。 速齒輪組結(jié)果匯總 通過(guò)計(jì)算，減速齒輪組計(jì)算結(jié)果如下表 示： 表 輪組計(jì)算結(jié)果匯總表 15 序號(hào) 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 1 模數(shù) 4 分度圓壓力角 ? 取標(biāo)準(zhǔn)值 20? ?? 3 齒頂高系數(shù) *取標(biāo)準(zhǔn)值 * 1 4 徑向間隙系數(shù) *c 取標(biāo)準(zhǔn)值 * 5 分度圓直徑 d 11d 2d 4 1 7 6 8d m m m m? ? ?2 4 6 1 2 4 4d m m m m? ? ?6 中心距 a 156a 16 齒頂高 6 17 齒根高 12 ()f f ah h m h c? ? ?**12 ()f f ah h m h c? ? ?=5齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式（ 核齒輪： （ (式中： —— 為載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力校正系數(shù)，通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10—— 齒形系數(shù)，通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10 K—— 載荷系數(shù)，； b—— 齒寬， b=75 —— 小齒輪圓周力，。 算彎曲疲勞許用應(yīng)力 1) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 001 ?? ， 大齒輪彎 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 802 ?? ； 2） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 10 3） 計(jì)算彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式 10 ? ? 111 0 . 8 6 5 0 0 3 0 7 . 1 41 . 4F N F M P ?? ? ? ? ? 222 0 . 9 3 8 0 2 4 4 . 2 91 . 4F N F M P ?? ? ? 取較小值，即。 核計(jì)算 17 將參數(shù)代入公式得： 故滿足設(shè)計(jì)要求。 18 第四章 齒輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 齒輪齒條傳動(dòng)是非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心傳動(dòng)部件，將電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變成齒條的直線位移，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平定向鉆機(jī)的頂進(jìn)回拖功能。齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)成熟、傳動(dòng)精度高、傳遞的功率大、速度較高、適宜大批量生產(chǎn)，能夠滿足本設(shè)計(jì)功能需求。 齒輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如下表 表 輪齒條設(shè)計(jì)參數(shù) 名稱 計(jì)算公式 參數(shù) 輸入轉(zhuǎn)速（ r/ 205 最大推拉速度（ m/ 20 輸入轉(zhuǎn)矩（） 輸入功率（ 輪齒條傳動(dòng)原理如下圖 圖 輪齒條傳動(dòng)原理圖 19 其嚙合線12于齒條的基圓為無(wú)窮大，所以嚙合線與齒條基圓的切點(diǎn)2 齒輪與齒條嚙合時(shí)，不論是否標(biāo)準(zhǔn)安裝（齒輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝即為齒輪的分度圓與齒條的分度圓相切），其嚙合角 '? 恒等于齒輪分度圓壓力角 ? ，也等于齒條的齒形角；齒輪的節(jié)圓也恒與分度圓重合。只是在非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線與分度線不再重合。 齒輪與齒條正確嚙合條件是基圓齒距相等，齒條的基圓齒距是其兩相鄰齒廓同側(cè)直線的垂直距離，即 c o s c o m? ? ???。 齒輪與齒條的實(shí)際嚙合線為12齒條頂線及齒輪齒頂圓與嚙合線12 輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪齒條傳動(dòng) , 齒輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，齒條作直線運(yùn)動(dòng)，齒條可以看作一個(gè)齒數(shù) 無(wú)窮多的齒輪的一部分，這時(shí)齒輪的各圓均變?yōu)橹本€，作為齒廓曲線的漸開(kāi)線也變?yōu)橹本€。齒條直線的速度 v 與齒輪分度圓直徑 d 、轉(zhuǎn)速 n 之間的關(guān)系為式（ 示： v = ( / )60dn m m s? （ 式中 ： d—— 齒輪分度圓直徑， n —— 齒輪轉(zhuǎn)速， V—— 齒條直線速度， v=20; 計(jì)算得齒輪齒條中齒輪分度圓直徑 d=32為要留有一定余量，分度圓直徑取 60 1、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1）、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料 1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的傳動(dòng)方案，選用直齒齒輪齒條傳動(dòng)； 2）定向鉆機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用 7級(jí)精度； 3）材料選擇。因非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)速度不高，有粉塵，查閱相關(guān)手冊(cè)小 20 齒輪材料選擇 40質(zhì)），硬度為 280條材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240者硬度差為 40 4）齒輪齒條中齒輪齒數(shù)； （ 2）根據(jù)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式（ 計(jì)齒輪 ? ?13 212 F a S ??? ????（ 式中： 1） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 001 ?? ， 大齒輪 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 802 ?? ； 2） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 10得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3） 計(jì)算彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式 10 ? ? 111 0 . 8 6 5 0 0 3 0 7 . 1 41 . 4F N F M P ?? ? ? ? ? 222 0 . 9 3 8 0 2 4 4 . 2 91 . 4F N F M P ?? ? ? 取較小值，即； 4） 計(jì)算載荷系數(shù)，； 5）查取齒形系數(shù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10的 5） 查取應(yīng)力校正系數(shù)查得 6） 計(jì)算大小齒輪的? ?加以比較： ? ? 0 1 3 9 7 5 6 8 4 1 ???F Y ?? ? 0 1 5 9 4 7 9 7 2 2 ???F Y ?大齒輪的數(shù)值大； 21 （ 3）計(jì)算 63 22 1 . 4 7 3 . 1 8 1 0 0 . 0 1 5 9 90 . 8 4 2 1 . 6 23 . 9 7? ?????? 根據(jù)計(jì)算值，通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4。 可以算得齒輪齒數(shù) 15，為避免產(chǎn)生根切，取齒輪齒數(shù)為。 計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總 通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，齒輪齒條相關(guān)參數(shù)如下表 示： 表 輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表 項(xiàng)目名稱 計(jì)算公式及代號(hào) 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 齒輪齒數(shù) 1z 17 模數(shù) m 4基本齒廓 壓力角 ? 20? 齒頂高系數(shù) *隙系數(shù) *C 寬 齒輪 1b 40齒條 2b 50齒條長(zhǎng)度 L 600齒輪分度圓直徑 1d 68齒頂高 齒輪 *11h m? 4齒條 *22h m? 4齒根高 齒輪 **11()h c m?? 5條 **21()h c m?? 5 22 齒高 齒輪 h h?? 9齒條 齒輪中心到齒條中心距 120齒距 齒條齒數(shù) 2 p?? 12 23 第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 軸是組成機(jī)器的主要零件之一，一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此，軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、計(jì)算軸上的功率 P、轉(zhuǎn)速 n、和轉(zhuǎn)矩 T 2、求作用在齒輪上的力 3、選取軸的材料為 45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1510A ?。根據(jù)下式初步估算軸的最小直徑： 33m i n 0 6 9 . 8 51 1 0 4 6 . 8205 m m m ? ? ?軸的最小直徑顯然是安裝齒輪齒條中齒輪處的直徑 ，與齒輪的孔徑相適應(yīng)，根據(jù)齒輪的分度圓直徑為 68 47I ?；然后根據(jù)齒寬 40據(jù)裝配關(guān)系，取 34I ?； 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）擬定軸上零件裝配方案 24 圖 的結(jié)構(gòu)與裝配 （ 2） 確定軸向定位和各段軸的直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿足齒輪齒條中齒輪的軸向定位要求， 取 的直徑 50m m? ?，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑選擇擋圈直徑為 D=5591由于齒輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 L=40了保證軸端擋圈只壓在齒輪上而不壓在軸的端面上，故 長(zhǎng)度比 b 略短，現(xiàn)取 34I ?，取 45?； 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)檩S承受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承， 參照工作要求并根據(jù) 49m m? ?，初步選擇 6011（ 297其基本尺寸為 5 5 9 0 1 8d D B m m m m m m? ? ? ? ?，故 55I I I I V V I I I V I I I Id d m m????，取42Vl ? 。右端軸承采用軸肩定位。由手冊(cè)查得其安裝尺寸 62ad ，故取 60m m? ?； 3） 取安裝齒輪處的直徑為 70d ?齒輪的左端與左軸承之間采用套筒 定位。已知齒輪寬度為 70取 64l ?； 4） 取齒輪距箱體內(nèi)壁之間距離為 20慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動(dòng) 軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取為 5知軸承寬度 18T ，大齒輪輪轂長(zhǎng)2 70B 則 42Vl ? 5） 齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取 h=10，則；軸環(huán)寬度，故 ; 25 6） 根據(jù)總體尺寸，； 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 （ 3）軸上零件周向定位 輸出齒輪與軸的連接采用平鍵，按 47I ?由手冊(cè)查取并選擇平鍵長(zhǎng)度為 25選用平鍵為 1 4 9 2 5b h l m m m m m m? ? ? ? ?； 輸入齒輪的平鍵型號(hào)為 2 0 1 2 5 0b h l m m m m m m? ? ? ? ?滾動(dòng)軸承的周向定位是靠過(guò)盈配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 (4)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45??，各軸肩處的圓角半徑如圖所示。 的校核 首先根據(jù)軸的裝配結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承指點(diǎn)位置時(shí)。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖 示： 圖 的彎矩圖和扭矩圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的危險(xiǎn)截面的 的值如表 26 表 險(xiǎn)截面的 值 載荷 垂直面 V 水平面 H 支反力 F 1 3 0 6 8 2 2 8 9 8 4 3 0 6 2 9 1 矩 M 1 9 6 9 3 4 . 8 4 m m?? 5 4 1 0 7 3 . 0 4 m m?? 總彎矩 5 7 5 7 9 7 . 7 0M N m m?? 扭矩 T 63 . 1 8 1 0T N m m? ? ? 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的公式和數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力為： 222223()5 7 5 7 9 7 . 7 0 ( 0 . 6 3 1 8 0 0 0 0 )5 4 . 10 . 1 7 0a a M P a????????前面選擇軸的材料為 45鋼，調(diào)制處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 1 ??? 。因此， ][1?? ??安全。 承的校核 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用深溝球軸承 6011，只承受徑向力。根據(jù)公式（ 核軸承使用壽命： ?????????? 0106 （ 式中： 溫度系數(shù)，取 1?本額定動(dòng)載荷 C=75200N， ? —— 對(duì)于滾子軸承310??； 27 C—— 基本額定動(dòng)載荷，通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 C=P—— 當(dāng)量動(dòng)載荷，因?yàn)槭巧顪锨蜉S承，只承受徑向力， P= 代入公式計(jì)算得： 106331 0 1 3 0 . 2 1 0 1 6 6 0 9 4 ( )6 0 2 0 5 3 0 6 8 . 5 2??????? ??滿足設(shè)計(jì)要求。 28 第六章 輔助部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 栓的設(shè)計(jì) 栓的主要作用 鉆機(jī)螺栓主要作用有： （ 1）、 連接機(jī)架 ,并起固定整個(gè)結(jié)構(gòu)； （ 2）、 主軸分別由三個(gè)個(gè)螺栓固定，由套筒進(jìn)行定位安裝； 采用普通螺栓時(shí)，靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩 T，假設(shè)各螺栓的預(yù)緊程度相同，即各螺栓的預(yù)緊力均為0F，則各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生的摩擦力均相等，并假設(shè)此摩擦力集中今后作用在螺栓中心處。為阻止接合面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)對(duì)，各摩擦力應(yīng)與各該螺栓的軸線到螺栓組對(duì)稱中心 O 的連線相垂直。根據(jù)作用在箱體上的力矩平衡及聯(lián)接強(qiáng)度的重要條件，應(yīng)有 n??0（ 6 式中 可靠性系數(shù)，取 —— 聯(lián)接摩擦副的摩擦因數(shù)，查 [2]表 5 = r—— 轉(zhuǎn)矩作用半徑； z—— 螺栓個(gè)數(shù)。 栓的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 由 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書中可知1 318T ?r=90z=61，摩擦因數(shù) 齒輪所受的切向力11 2000轉(zhuǎn)矩311 2 0 0 0 1 0b b r ? ? ? ?，代入得1 1 1 164 3 . 220bb T ? ? 29 由于螺紋貫穿整個(gè)箱體，將上箱體與下箱體連接，且在同一螺紋內(nèi)所受拉力大小不變，故可將兩端轉(zhuǎn)矩平分，即兩結(jié)合面處轉(zhuǎn)矩 4 1 3 0 . 8 82 M??? 于是螺紋內(nèi)拉應(yīng)力21 . 2 4 1 3 0 . 8 8 1 7 9 9 9 . 50 . 1 5 0 . 1 5 3 1 2???此接合面選用 擰緊力矩作用下，螺栓除受預(yù)緊力2F 的拉伸作用而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力外，還受螺紋摩擦力矩的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，使螺栓處于拉伸扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下。因此，進(jìn)行僅受預(yù)力的緊螺栓強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)綜合考慮 拉伸應(yīng)力扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的作用。 則螺栓預(yù)緊力狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力為： 212211 7 9 9 9 . 51 . 3 1 . 3 1 1 6 . 40 . 0 1 644F M P ??? ? ? ??螺栓的許用拉應(yīng)力為： 2 2 5 ??? n ? 中 n—— 安全系數(shù)； ?1因此，螺釘強(qiáng)度滿足。 此時(shí)可以算得螺栓的擰緊力矩為 020 . 2 0 . 2 1 7 9 9 9 . 5 0 . 0 1 6 5 8T F d N m? ? ? ? ? ?所以，螺栓各尺寸需按照結(jié)構(gòu)需要而定，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸，螺栓選用 =2616,L=38 30 滑 考慮到該非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)頂進(jìn)回拖機(jī)構(gòu)的的工作形式，所有齒輪齒條都須潤(rùn)滑，但是由于齒輪齒條暴露在空氣中，故采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑；考慮該減速器的工作形式，所有齒輪都須潤(rùn)滑，故采取全浸油式潤(rùn)滑。為防止減速箱內(nèi)潤(rùn)滑油泄漏和外界雜質(zhì)，灰塵等侵入，各接合表面須安裝密封裝置，在各接合面上涂一層密封膠，并用螺釘（螺栓）擰緊，以保證減速器的密封性。 齒輪油選用 60 潤(rùn)滑油，油封下軸承采用 60潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑；齒輪齒條采用 60潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，其相關(guān)參數(shù)如下表 表 60型潤(rùn)滑脂參數(shù) 1825 稠劑類型 復(fù)合鋰基 外觀顏色 紅色 針入度 (工作溫度 25217) 305 滴點(diǎn) ， ， 2265 255 基礎(chǔ)油粘度 445(0 460 2509，磅， 0 四球焊接負(fù)荷， 2596， 50 ?水沖失， 1264， 79 3 防銹試驗(yàn)， 6138 0 防腐蝕保護(hù)， 1743，額定 通過(guò) C?美國(guó)鋼鐵公司流動(dòng)性指標(biāo)， 表 60型潤(rùn)滑油技術(shù)參數(shù) 460 粘度 445(0 460 31 粘度 445(00 度指數(shù) 2270 166 傾點(diǎn) 97 -