机械毕业设计(论文)-打桩机箱体结构部件设计【全套图纸】 .doc
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1、湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目:打桩机箱体结构部件设计 全套图纸,加153893706学 院: 兴湘学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 学 号: 2010963007 姓 名: 指导教师: 完成日期: 2014年6月 湘潭大学兴湘学院毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目: 打桩机机箱体结构部件设计 学号: 2010963007 姓名: 专业:机械设计制造及其自动化 指导教师: 系主任: 一、主要内容及基本要求 (1)分析打桩机工作原理和技术要求及其构思方案。 (2)完成打桩机传动系统的设计、机构设计和结构设计。主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图;绘制打桩机
2、的装配图及主要的零件图。要求图纸工作量2张A0图纸(AutoCAD绘图)。 (3)设计说明书一份,电子文档一份。 (4)英文文献翻译(含原文)。要求:原文5000个单词以上,中文翻译要求通顺。 二、重点研究的问题(1)旋挖打桩机总体方案设计。(2)旋挖打桩机传动系统的设计。 (3)主执行机构设计及其结构设计。 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1收集资料、查询相关文献2014年1月18日2月22日2掌握旋挖打桩机的工作原理和技术要求,进行方案构思与设计2014年2月23日 3月8日3完成传动系统及机构设计和主要零件设计计算2014年3月9日 3月31日4绘制装配图和零件图草图2014年4
3、月1日5月2日5完成装配图和零件图的设计2014年5月3日5月15日6撰写毕业设计说明书及英文文献翻译2014年5月16日 5月26日7交毕业设计说明书,准备答辩2014年5月 27 日 5月28日四、应收集的资料及主要参考文献 1 韩金亭.大口径旋挖打桩机在桩基施工中的技术优势J.西部探矿工程,2002,3: 8586 2 郭玉文.旋挖打桩机在北京城市铁路高架桥桩基施工中的应用J.铁道建筑技术,2001,12:8103 李世京.对国产旋挖打桩机研制选型的几点意见J.探矿工程,1996,1:38524 国内外螺旋打桩机的发展概况J.工程机械与维修,2000,9:30325 周红军.我国旋挖打桩
4、进技术及设备的应用与发展J.探矿工程,2003,2:11176 吴允成.旋挖打桩斗结构的探讨J.探矿工程,2000,2:28317 郭玉文.旋挖打桩机在北京城市铁路高架桥桩基施工中的应用J.铁道建筑技术,2001,12:8 郑效功,柳东辉,姜英民,包长林.旋挖打桩机在施工中的推广与应用J.黑龙江交通科技,2000,2:819 阎逢君,谢鹏胜.无循环旋挖打桩机操作规程的优化J. 探矿工程,1999,4:1310 吴时明.旋挖打桩机一种先进的桥梁基础桩施工设备J.工程机械,2002,5:121411 王平,赵永生,赵政.旋挖打桩机选型及其在成孔施工中存在问题的探讨J.探矿工程,2001,4:182
5、012 侯再民.旋挖打桩机卡打桩原因及其对策J.探矿工程,2001,1:131413 郭 传 新 , 马 建 中 , 马 鸿 忠 . 中 国 桩 工 机 械 概 况 J. 建 筑 机械,2002,10:5914 李国平.BRM-4 型打桩机打桩杆发生断裂原因的分析及防止J.建筑机械2001,2:454715 何铭新,钱可强.机械制图M.北京:高等教育出版社,2004.16 潘子健,朱玉祥.计算机三维建模在教学中的应用J.吉林大学社会科学学报,2003,增刊,210-213.17 尤春风. CATIA V5机械设计M.北京:清华大学出版社,2003.湘潭大学兴湘学院毕业论文(设计)评阅表学号 2
6、010963007 姓名 陈志远 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文(设计)题目: 打桩机箱体结构部件设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;2.难度、份量是否适当;3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;2.是否有综合运用知识的能力;3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;5.工科是否有经济分析能力。论文(设计)质量1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;技术用
7、语是否准确,符号是否统一,图表图纸是否完备、整洁、正确,引文是否规范;2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。综合评 价 该同学所完成的打桩机箱体结构部件的结构设计 基本原理正确,传动系统设计合理。毕业设计说明书的论述合理,设计计算方法正确,格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少,基本达到工程图的要求。该同学具备了一定的专业理论的综合运用能力,正确制定设计方案和解决问题的能力,工程能力,设计能力,计算机制图,及外语能力,具备了工程师的基本素质。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求,所完成的工作达到了本科毕业设计要求,推荐成绩
8、为“及格”,可参与答辩。 评阅人: 2010年5月 日湘潭大学兴湘学院 毕业论文(设计)鉴定意见 学号: 2010963007 姓名: 专业: 机械设计制造及其自动化 毕业论文(设计说明书) 30 页 图 表 6 张论文(设计)题目旋挖打桩机箱体结构设计内容提要:近年来,我国旋挖打桩机取得了较快发展但是相较于旋挖钻机在国外几十年的发展历史,国内旋挖打桩机在关键部件和核心技术方面跟国外相比还有一定的差距,我国旋挖打桩机的发展还任重道远。 本文所研究的动力头作为旋挖打桩机主机的重要子项,一直是主机研究的关键部件其性能好坏直接影响打桩机整机的工作效率打桩机的发展在国外己经有数十年的历史,动力头的发展
9、己具备优越的性能!独特的技术和全新的设计概念目前国内动力头的开发能满足旋挖打桩机基本的施工作业,但可靠性和功能扩展方面还需进一步发展。 目前还很难检索到有关旋挖打桩机动力头系统设计开发的相关文献,国内外均无文献可参考和借用。因此,本课题对动力头系统的分析和研究,作为旋挖打桩机开发项目中的重要的子项,希望会给旋挖打桩机的产品开发带来一定的借鉴作用。指导教师评语该同学所完成的打桩机箱体结构部件的结构设计 基本原理正确,传动系统设计合理。毕业设计说明书的论述合理,设计计算方法正确,格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少,基本达到工程图的要求。该同学具备了一定的专业理论的综合运用能力,正确制定设
10、计方案和解决问题的能力,工程能力,设计能力,计算机制图,及外语能力,具备了工程师的基本素质。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求,所完成的工作达到了本科毕业设计要求,推荐成绩为“及格”,可参与答辩。 指导教师: 2014年 月 日 答辩简要情况及评语 答辩小组组长: 2014年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任 2014年 6月 日目 录摘 要1第1章 绪论31.1国内外旋挖打桩机的发展现状31.1.1旋挖打桩机机的简介31.1.2国内外旋挖打桩机的发展现状51.1.2.1旋挖打桩机的发展史51.1.2.2国外旋挖打桩机的现状51.1.2.3国内旋挖打桩机的现状61.2本课题的意义及
11、研究内容61.2.1本课题的意义61.3论文主要内容7第2章 旋挖打桩机的工作原理及施工工艺82.1旋挖打桩机的主要构成102.2旋挖打桩机的工作原理11第3章旋挖打桩机动力头系统113.1旋挖打桩机动力头系统的简介113.1.1旋挖打桩机动力头系统的构成113.1.2旋挖打桩机动力头系统的工作原理工作原理113.2旋挖打桩机动力头系统主参数设计12第四章 旋挖打桩机动力头结构组成144.1动力头结构组成144.2旋挖打桩机动力头箱体内部结构154.3旋挖打桩机动力头箱体内部结构设计174.3.1动力头箱体齿轮设计17 4.3.1.1齿轮模数174.4变速器齿轮的的校核214.5 变速器轴的校
12、核224.5.1轴的工艺要求224.5.2计算齿轮的受力,选择一档受力分析,进行轴的刚度和强度校核。224.5.3 轴的刚度计算23参考文献25致谢26摘 要 近年来,我国旋挖打桩机取得了较快发展但是相较于旋挖打桩机在国外几十年的发展历史,国内旋挖钻机在关键部件和核心技术方面跟国外相比还有一定的差距,我国旋挖打桩机的发展还任重道远。 本文所研究的动力头作为旋挖打桩机主机的重要子项,一直是主机研究的关键部件其性能好坏直接影响钻机整机的工作效率打桩机的发展在国外己经有数十年的历史,动力头的发展己具备优越的性能!独特的技术和全新的设计概念目前国内动力头的开发能满足旋挖打桩机基本的施工作业,但可靠性和
13、功能扩展方面还需进一步发展。目前还很难检索到有关旋挖打桩机动力头系统设计开发的相关文献,国内外均无文献可参考和借用因此,本课题对动力头系统的分析和研究,作为旋挖打桩机开发项目中的重要的子项,希望会给旋挖打桩机的产品开发带来一定的借鉴作用。 关键词:旋挖打桩机,动力头,传动方式,打桩机,减速器 55AbstractIn recent years, the rotary digging pile driver has obtained the fast development of our country but compared with rotary digging pile driver i
14、n a foreign country for decades, the development history of domestic rotating drill in key components and core technology, there is still a gap compared with abroad, the development of rotary digging pile driver in China is still a long way to go.This paper studied the power head as an important ite
15、m of the rotary digging pile driver host, has been the key components of the host research the performance is good or not directly affect drilling efficiency the development of the driver in a foreign country has several ten years of history, the development of the power head has a superior performa
16、nce!Unique technology and new design concept of the development of the current domestic power head can meet the construction work of rotary digging pile driver basic reliability and function extension but still need further development.It is difficult to retrieve the rotary digging pile driver power
17、 head system design and development of related literature, no literature at home and abroad and use for reference , therefore, this topic for power system analysis and research, as important item in the rotary digging pile driver development projects, hope will bring the rotary digging pile driver p
18、roduct development as a reference.Keywords: rotary digging pile driver, power head, drive way, the driver, the speed reducer 第1章 绪论1.1国内外旋挖打桩机的发展现状1.1.1旋挖打桩机的简介 旋挖打桩建筑基础工程中成孔作业理想的施工机械,具有较大输出扭矩!较高施工效率的优点,且兼有污染少、环保好、多功能等特点。我国地域辽阔,土壤地质复杂多变,在工程施工中旋挖打桩根据不同的地质条件选择不同类型的钻具,施工适应性强,目前已成为工程机械行业的热门产品。未来几年,我国将投入
19、巨额资金进行基础设施和城市公共设施的建设,包括高速铁路、城际公路、电力、城市地铁等的建设,因此旋挖打桩机的发展具备较好的宏观经济环境,具有较大的发展空间。 旋挖打桩机是桩基础施工的高效成孔设备,施工时利用动力驱动系统来驱动打桩杆和打桩头回转挖土,打桩进压力为液压油缸提供的加压力,打桩头进尺装满土石后由主卷扬提升,回转抛土,同时泥浆进入保护孔壁。循环作业成孔达到施工要求。 与其他打桩孔机械比较,其施工具有以下几个优点:(1)作业速度快,成孔质量高。旋挖打桩机输出扭矩大且具有扭矩自适应功能,可根据地质情况自动调整输出扭矩,工作效率高而且施工时钻头直接从孔内挖土提升,而循环打桩机则是由打桩头切削!泥
20、浆循环排渣。因此省工省时,打桩进速快。一般情况下,在土层、砂层的打桩进速度可达10In几1,在粘土层可达4一6m/h,是普通回转钻进的3一5倍,甚至更高;而且旋挖打桩机钻进时对地层扰动小,孔壁泥皮薄,形成的孔壁为粗糙型,有利于增加桩侧摩阻力,保证桩基设计承载力。由于旋挖打桩特有的施工方法,使成孔底部沉渣少,清孔容易,成孔质量高。(2)施工污染少,环境保护较好。旋挖打桩机使用打桩头直接旋挖取土,然后通过伸缩打桩杆将钻头提出孔外高速回转抛上。所挖泥土和石渣可及时清理运走,施工现场干净。而循环打桩机的工作原理则是由打桩头对地层进行切削,通过正反循环不同的方式抽送泥浆,利用泥浆将孔底的泥土或切削石渣携
21、带上来并排放到地面的泥浆池内,循环往复,施工现场泥浆横流,污染严重。旋挖打桩机施工中也使用泥浆,但泥浆的作用是用来护孔壁,施工现场基本无泥浆污染,且泥浆经过处理可以多次反复利用。(3)行走方便、移位快捷。旋挖打桩机底盘装有两条行驶履带及其驱动机构,无需借助其它工程机械可以自行行走,而传统打桩机由于本身无行走机构,往往需要借助吊车等工程机械才可实现移位。同时旋挖打桩机施工对孔时,利用先进可靠的电、液控制,定位精确。方便可靠而传统打桩机没有先进的定位控制装置,对孔进行定位时只能依靠目测和经验确定,定位精确度不高。(4) 适应地层广泛。我国地层复杂,南北地区地质条件相差较大,南方多石,且硬度不一,北
22、方多土,且土层变化多样。旋挖打桩机可以通过更换适应不同地层的打桩头进行不同地质的施工,甚至可以进行坚硬岩层的施工,地层适应性较强。(5)一机多功能。多功能旋挖打桩机在普通旋挖打桩机上通过简单的装拆可实现多种桩工机械的施工,例如更换长螺旋打桩头及对动力头进行简单改动,可实现长螺旋打桩机的施工;通过更换臂架及工作装置,可实现连续墙抓斗的施工;通过悬挂振动锤可实现振动桩施工。更换简单,施工效率高,适应范围广,用户购买一台旋挖打桩机,即可实现多台工程机械施工的目的,可为用户节省大量资金。(6)电、液控制,先进可靠。为提高旋挖打桩机的自动化程度,旋挖打桩机的生产均采用先进的电!液控制,整机定位为全液压打
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