【正文】 宜采用潛水一體化變速電機(jī)配套型，同時(shí)配套 3— 4 組同步鋼絲繩滑輪組控制升降并產(chǎn)生反向力偶。井口地面驅(qū)動(dòng)Ⅰ型鉆具則由固定圈底部，與孔底地面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力產(chǎn)生。潛水驅(qū)動(dòng)Ⅰ型鉆具則由地面約束力和孔底地面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力產(chǎn)生。當(dāng)然也可以另輔助增設(shè)接觸孔壁的單向連動(dòng)自鎖機(jī)構(gòu)，以有效增加和確保鉆具運(yùn)行的超強(qiáng)反向平衡力矩。 1合理解決機(jī)械運(yùn)動(dòng)潤(rùn)滑的問(wèn)題 。任何事物都具有兩面性，由于機(jī)構(gòu)特性決定和為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，建立刃具星形運(yùn)動(dòng)的齒輪組等大部件，不可避免的只能在泥漿中潤(rùn)滑，這就需要齒輪組采用高錳類(lèi)耐磨鋼特性材料（履帶、鍔板和道岔類(lèi)材料），有適應(yīng)在泥漿砂石中工作的材質(zhì)要求。以解決有關(guān)部件難以密封的滾動(dòng)、滑動(dòng)和齒輪摩擦的潤(rùn)滑以及銹蝕問(wèn)題。另外還需加設(shè)防護(hù)罩和隔離板，以防異物影響和損壞機(jī)件運(yùn)行。 1解決固定圈底承力土體控制切削的第二種方法。以上關(guān)于鉆具固定圈下的土體， 是考慮由星形輪上一組專(zhuān)用刃具隨運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行切削，其隨星形運(yùn)動(dòng)周期切削的厚度、速度、超切尺度和間斷 長(zhǎng)度，應(yīng)控制與星形輪上刃具的切削平均進(jìn)度及排渣效率相適應(yīng)，亦即應(yīng)與鉆具的整體進(jìn)尺速度控制相協(xié)調(diào)，而且還要保證有足夠大的切削扭矩力。為了使鉆具的刃具有進(jìn)一步的功能性分工，現(xiàn)提出在托盤(pán)上每?jī)尚切锡X輪間的三角區(qū)內(nèi)，安裝一從動(dòng)齒輪與外齒圈嚙合，帶動(dòng)其軸端有 1— 3 個(gè)刀刃的刃具頭產(chǎn)生間歇切削運(yùn)動(dòng)，以適當(dāng)?shù)拈g歇周期控制切削固定圈下的土體，通過(guò)保證土體承受鉆具固定圈所需的壓力動(dòng)態(tài)平衡，從而保證鉆具整體進(jìn)尺的均衡性和穩(wěn)定性。這樣就可以充分發(fā)揮星形輪上刃具群在大面積切削中的功能性作用。 有待進(jìn)一步考證其機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理的新穎性和適 用范圍。據(jù)有關(guān)業(yè)內(nèi)人士的感覺(jué)判斷，此機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)及原理具有獨(dú)立、獨(dú)創(chuàng)和實(shí)用性。目前的應(yīng)用除適用于開(kāi)發(fā)樁基鉆具外，還可應(yīng)用于開(kāi)發(fā)土工“灌砂法密實(shí)度檢測(cè)”取樣機(jī)。其Ⅰ型機(jī)構(gòu)原理還可應(yīng)用于引進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的異形大斷面“地鐵隧道盾構(gòu)機(jī)”和“頂管掘進(jìn)機(jī)”刀盤(pán)的新型化設(shè)計(jì)、改造和完善。由于其具有可臨空施工的條件，因而更有利于采取其他措施（如電動(dòng)），大大強(qiáng)化沖擊碎石功能。主要是由對(duì)巖土體的磨削或壓碎掘進(jìn)，改為絞削和沖擊破碎掘進(jìn)。有望開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出掘進(jìn)刀盤(pán)（控制系統(tǒng)除外）結(jié)構(gòu)原理全新、工況條件合理、效率更高、易維護(hù)和適用于各 類(lèi)地質(zhì)情況的新刀盤(pán)類(lèi)型的機(jī)械。（也需要在托板上以主動(dòng)軸為圓心，分別圍繞星形齒輪一側(cè)，安裝三條帶狀螺旋機(jī)構(gòu)，以將渣土攏耙集中在中空軸孔中排出，實(shí)現(xiàn)各單元獨(dú)立排渣） 綜上所述，樁基礎(chǔ)工程施工的效率，首先決定于成孔設(shè)備的效率，成孔設(shè)備的效率又主要決定于鉆具的綜合性能，而鉆具的性能主要是體現(xiàn)對(duì)巖土的成渣和排渣能力兩方面。本文提出的方案，就是綜合解決鉆具既具有沖擊破碎和旋削巖土的成渣能力，也建立了鉆具高效排渣的結(jié)構(gòu)和性能條件，同時(shí)由于采用了星形運(yùn)動(dòng)以及模塊化結(jié)構(gòu)的方案，也使解決大（中）直徑成孔鉆具地質(zhì)通用性、施工適用 性、高效率、輕性化和小扭矩的設(shè)計(jì)問(wèn)題成為了可能。其主要是采用了“星形運(yùn)動(dòng)”的機(jī)械原理，構(gòu)思了全新的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使鉆具具有了當(dāng)前多種常規(guī)鉆頭的優(yōu)勢(shì)功能。即：一是鉆具的刃具群既可單獨(dú)徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，以旋削軟散小顆粒巖土，又可軸向沖擊運(yùn)動(dòng)，以破碎整體和孤立巖石，所以適應(yīng)各種地質(zhì)條件施工。二是特別適合氣舉反循環(huán)排渣施工，由于鉆具對(duì)成渣具有實(shí)時(shí)攏耙功能，所以對(duì)于小于排渣管直徑的成渣顆粒，可直接及時(shí)快凈地氣舉排渣。三是鉆具部件大部分采取開(kāi)放式泥漿潤(rùn)滑，局部采取封閉油潤(rùn)滑，相對(duì)于美日德進(jìn)口設(shè)備的鉆具結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。四是鉆具設(shè)計(jì)既可 適用于 3米以上至 6米直徑，甚至更大的直徑，當(dāng)然更可應(yīng)用于中小直徑鉆具。五是鉆具相對(duì)質(zhì)量輕，對(duì)鉆壓無(wú)要求。刃具工作面小，因而摩阻力小，無(wú)效功耗小，功率因數(shù)高。與同直徑常規(guī)鉆具相比，需匹配的驅(qū)動(dòng)扭矩小。六是可模塊化設(shè)計(jì)和裝配使用，在鉆具直徑不變時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整刃具裝配數(shù)量，可與 不同設(shè)計(jì)扭矩的鉆機(jī)匹配。七是可開(kāi)發(fā)出兩種鉆具形式產(chǎn)品，分別適用于樁基泥漿護(hù)壁成孔和各種材質(zhì)的套管護(hù)壁成孔或沉井密集開(kāi)挖不排水施工。八是施工震動(dòng)小，運(yùn)動(dòng)可靠，穩(wěn)定高效?？傊苓m合與回旋系列鉆機(jī)配套使用，特別是可進(jìn)一步發(fā)掘回旋系列鉆機(jī)的潛能和 提升其綜合性能。 第 4 章 行星齒輪設(shè)計(jì) ： 行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器，增速器和變速裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要差速器的汽車(chē) 和坦克等車(chē)輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下 : （ 1）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大 由于行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動(dòng)以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副，因此可使其結(jié)構(gòu)緊湊。再由于在中心輪的周?chē)鶆虻胤植贾鴶?shù)個(gè)行星輪來(lái)共同分擔(dān)載荷，從而使得每個(gè)齒輪所承受的負(fù)荷較小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈本身的可容積體積，從而有利于縮小其外廓尺寸，使其體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載能力大 。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪的 1/2～ 1/5（即在承受相同的載荷條件下）。 （ 2）傳動(dòng)效率高 由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，即它具有數(shù)個(gè)勻稱(chēng)分布的行星輪，使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類(lèi)型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá) ～。 （ 3）傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng) 比可到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊﹑質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。 （ 4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng) 由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻的分布于中心輪的周?chē)?，從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠。 總之，行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高（類(lèi)型選用得當(dāng)）等 優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用 于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得了應(yīng)用。它幾乎可適用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。 行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深入地了解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。 因此，對(duì)于行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)者，不僅應(yīng)該了解其優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)工作中，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，且把其缺點(diǎn)降低到最低限度，從而設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的行星齒輪傳動(dòng)裝置。 ： 根據(jù)本設(shè)計(jì)方案選用的傳動(dòng)類(lèi)型為 2ZX(A)型嚙合。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖為： O Obacx 配齒計(jì)算就是根據(jù)給定的傳動(dòng)比 ip來(lái)確定行星齒輪傳動(dòng)中各輪的齒數(shù)。 據(jù) 2ZX(A)型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式 ： pzziiiabxabbaxp ??????? 111 1??? izzpabp 式中 p— 行星齒輪傳動(dòng)的特性參數(shù) 特性參數(shù) p 與給定的傳動(dòng)比 ip有關(guān)， p 值必須合理地選取。一般應(yīng)選取 p=3～ 8。 由 ① 式可得： ? ?zizzapab p 1??? 由上式可知，當(dāng)選定最小齒數(shù) za時(shí)，便容易 求得內(nèi)齒輪 b的齒數(shù) zb值。 一般情況下，齒輪 a 的最少齒數(shù)的范圍為 14～ 18。 據(jù)同心條件可求得行星輪 c的齒數(shù)為： zizzzapabc 222 ???? 再考慮到其安裝條件為： Cnzzpba ?? （整數(shù)） 即 Czniapp ? （整數(shù)） 綜合上述公式，則可知 2ZX(A)型傳動(dòng)的配齒比例關(guān)系式為： za:zc:zb:C =za: ziap22? :? ?ziap 1?: zniapp 最后，再按以下公式校核其鄰接條件： Lrcac?2和 nadpacacSin ?2? 式中： rac 、 dac＿分別為行星輪 c的齒頂圓半徑和直徑； np＿行星輪個(gè)數(shù)； aac ＿ a、 c齒輪副的中心距； Lc ＿相鄰兩個(gè)行星輪中心之間的距離。 根據(jù)給定的行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng) 比 ip的大小和中心輪 a 的齒數(shù) za 及行星輪個(gè)數(shù)np ，由表（ 32）（ 2ZX(A)型行星齒輪傳動(dòng)的配齒）可查的 2ZX(A)型行星齒輪的傳動(dòng)比及其各輪齒齒數(shù)。 據(jù)表查得： za =23,zc =34,zb =91,ip=5,ibax = 齒輪材料和熱處理選擇：中心輪 a、內(nèi)齒圈 b 和行星輪 c均采用 20CrMnTi 滲碳淬火，回火，齒面硬度 56～ 62HRC,據(jù)圖 612 和圖 627（均為《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》，后同），取 ?limH=1400 2mmN 和 ?limF=340 2mmN ，則加工精度為 6 級(jí)。 按彎曲強(qiáng)度的初步計(jì)算公 式計(jì)算齒輪的模數(shù) m為 3lim211Σ1 σΦFdFaFpFAm ZYKKKTKm = 現(xiàn)已知 za=23 ， ?limF=340 2mmN 。 中 心 齒 輪 名 義 轉(zhuǎn) 矩T1 202154911 ????? nnPp；取算式系數(shù) Km=；按表（ 67）取使用系數(shù)KA =2；按表（ 64）取綜合系數(shù) KF? =；取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) KHp=，由公式（ 712）可得 KFp=1+（ 1） =1+（ ） =；由圖（ 622）查得齒形系數(shù) YFa1=；由表（ 66）查得齒寬系數(shù) ?d=，則齒輪模數(shù)m為： ? ?mmm 3 2 ??? ?????? 取齒輪模數(shù)為 12mm。 在兩個(gè)嚙合副 ac， bc 中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距 a為： aac = ? ?2 zz cam ? =12(23+34)/2=342mm abc = ? ?2 zz cbm ? =12(9134)/2=342mm 由此可知，兩個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距相等，因此，該行星齒輪傳動(dòng)滿足非變位的同心條件。 （ 1） 模數(shù) m=12。 （ 2） 壓力角 ? =20176。 （ 3） 分度圓直徑： da=m za=12x23=276 db=m zb=12x91=1092 dc=m zc=12x34=408 (4)齒頂高 ha 外嚙合副 ac： haa =hac= ham?=12 內(nèi)嚙合副 bc： hac= ham?=12 (5)齒根高 hf hf=? ? ????? ?? mmcha (6)全齒高 272512 ????? hhfah (7)齒頂圓直徑 3001222762 ?????? hddaaaa 106812210922 ?????? hddabab 4321224082 ?????? hddacac (8)齒根圓直徑 2 4 61522 7 62 ?????? hddfafa dfb=db+2hf=1092+2?15=1122 3 7 81524 0 82 ?????? hddfcfc (9)基圓直徑 db 25920c os276c os ???? ??ddaba 1 0 2 620c o s1 0 9 2c o s ???? ??ddbbb 38320c os408c os ???? ??ddcbc (10)中心距 a ? ? ? ? 34240827621211 ????? dd