緒論1.1研究背景及意義自改革開放以來，我國對于各類基礎建設需求擴大，同時在我國經濟實力、國力穩(wěn)步提升的背景下，各地基礎設施建設也全面展開，各類大型工程項目陸續(xù)上馬。隨著項目規(guī)模的不斷擴大，在樁基礎方面，也有著更加嚴苛的要求，特別是高速公路、城市地鐵輕軌、鐵路等項目，相比較一般的基建工程，此類樁基工程不僅有著較長的工期，而且工作量大，施工強度大，進度要求高，環(huán)境要求高，施工難度大，如果采用傳統(tǒng)的施工技術，使用常規(guī)設備，要滿足要求是有著較大難度的，在人文思想、環(huán)保意識更加提升的背景下，加之相關法律制度越加完善的限制，對施工也有著更高的要求。因使用現(xiàn)澆混凝土灌注樁的方法進行樁基施工有著良好表現(xiàn)，以及施工技藝較完善的優(yōu)勢，使得它在各類工程項目中獲得廣泛運用，因此種方法的樁基承載力表現(xiàn)優(yōu)異，因而對其它施工方法也實現(xiàn)更多的取代，成為國內最多使用到的一種施工方法，是樁工機械設備發(fā)展的未來走向。在國外，在灌注樁施工使用到的機械中，鉆機已成為主力軍，在部分國家，鉆機在現(xiàn)場灌注樁施工機械中的比例甚至超過80%。隨著在基礎設施建設方面發(fā)展中國家的腳步不斷加速，鉆機施工不僅更多的應用到混凝土灌注樁工程施工中，而且在各類鉆孔灌注樁工程中也獲得更廣泛的應用。鉆機有許多特點：施工效率高，機、電、液一體化集成度高，噪音小，裝機功率大，功能多，輸出扭矩大，地層適應性強，軸向壓力大，成孔質量好，機動靈活，污染小，易于操作。大孔徑深孔灌注樁，更多的采用成孔施工方式。采用旋挖鉆孔工具（長短螺旋鉆、撈砂鉆斗等），并與擺管機等配合，能夠實現(xiàn)全套管壁的成孔作業(yè)，對地下連續(xù)墻，能夠使用抓斗實現(xiàn)鉆孔作業(yè)，合理使用類型不同的各類鉆機，能夠適應不同的施工環(huán)境條件，譬如：卵石層、粘土層、風化泥巖等，從而做到一機多能，并且能夠使得機械形態(tài)以更快的速度進行調整，為施工創(chuàng)造便利條件。當前，在各類鉆孔灌注樁施工中，鉆機的應用已然非常的廣泛，是樁工機械發(fā)展的未來走向。旋挖式鉆機技術含量高，鉆進速度快，對環(huán)境污染小，已成為建筑樁基工程理想的施工機械，廣泛應用于建筑工程中，如灌注樁、咬合樁、地下連續(xù)墻樁等，是今后樁基工程的代表，具有廣闊的發(fā)展前景。因此，圍繞旋轉式鉆機的相關技術進行分析與研究也就越加迫切。1.2國內外鉆機研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1鉆機國外研究現(xiàn)狀及應用趨勢由于其操作方便，地層適應范圍廣，施工效率高，環(huán)保性好，目前在國外市場上的灌注樁應用十分廣泛。特別是在歐美及一些發(fā)達國家，灌注樁已成為主導產品。鉆機是綜合了全套管鉆機和旋轉斗鉆的優(yōu)點而開發(fā)的。二戰(zhàn)前，美國Karvield公司首先研制了旋轉斗式鉆機。公司在上世紀中葉推出全套管鉆機施工技術。此后，上設備與技術被歐洲部分國家引進，并在此基礎上進行整合與改進，使之初具規(guī)模。60年代，德國蓋爾茨蓋特和維爾特公司開發(fā)了一種活動鉆頭，但是這種鉆頭不能滿足施工需要。1975年，德國寶峨公司研制出BG7伸縮鉆，它在原有的基礎上增加了鉆孔力矩，并通過鉆桿內部的凸起處增加了壓力，這對后來將其用于各種地層起到了重要作用。1960年，日本引進美國的Karvield鉆機，Karvield公司開發(fā)的15-H型鉆機。1965年，日立公司經長時間的努力，研制出配有液壓增壓裝置的鉆機。1974年，日立公司研制出一種履帶鉆機，用液壓馬達驅動起重機底盤。到了80年代，日本已經開發(fā)出日立、意大利土力、住友、等多種單樁承載力高的擴底式鉆頭。20世紀20年代，前蘇聯(lián)在樁基施工中成功研制出振動錘和雷賓管。圖1-1擴底式鉆頭整體而言，由鉆機的發(fā)展沿革能夠看出，在鉆機技術領域，國外歷經數(shù)十年時間的發(fā)展已高度程度，并形成不同的兩大類鉆機，也就是當前應用較多的獨立式鉆機和在部分國家有獲得廣泛應用附屬式鉆機。國外的鉆機在機電一體化智能控制、多用途、人機安全保護等方面，更多的向專業(yè)化、多功能、標準化、系列化、輕型化方向發(fā)展，在人機安全保護方面，有著越加完善的技術，并且能夠實現(xiàn)調節(jié)控制和節(jié)能控制。1.2.2鉆機國內研究現(xiàn)狀鉆機在國外已有幾十年的發(fā)展歷史，國內對鉆機的研究尚處于吸收、開發(fā)階段，與國外相比，尚有較大差距。它的關鍵部件如液壓多路閥，發(fā)動機，液壓泵，電機等都是從國外引進的。盡管目前國內正在生產液壓零件及加工企業(yè)，但其精確度、壽命、質量與國外先進制造商的比值仍有較大差距。1984年，天津探礦機械廠引進了公司汽車鉆機并進行消化吸收。1988年，在意大利土力公司的基礎上，北京城建工程機械廠研制開發(fā)了一種利用履帶吊車作為附件的鉆井平臺。圖1-2附著式鉆機通過對吉林大學秦四成、董明鶴等人在NR220型鉆機上的鉆桿、桅桿結構及焊接情況的有限元分析研究，找出了不足之處，并提出了改進方案；秦四成、姚宗敏等人對鉆桿進行了靜力學和模態(tài)分析，利用參數(shù)化建模優(yōu)化了鉆桿結構；秦四成、劉曉敏等人就鉆桿失效問題，進行了動態(tài)仿真分析，并對施工中的危險工況進行了測算；以伸縮式底盤為對象，秦四成、葉遠林等人進行了有限元分析，為底盤結構優(yōu)化提供了理論依據(jù)；秦四成、劉曉敏等人對鉆桿失效進行了有限元分析，為滑輪架結構的改進和設計提供了依據(jù)。1.2.3全液壓錨固鉆機國內外研究技術現(xiàn)狀在國內，礦用錨桿鉆機有著較長時間的應用。早在上世紀60年代，國內就有開發(fā)出電動錨桿鉆機，但是受限錨桿支護技術推廣速度相對較慢的影響，使得錨桿鉆機發(fā)展緩慢，重復率低。20世紀70年代，YSP45型可伸縮頂板鉆機是在仿造氣動鑿巖機的基礎上研制的頂板錨桿鉆井設備。上世紀80年代，在對國外錨桿鉆機技術作參考、借鑒的基礎上，國內開發(fā)了MZ型、QYM型及其他類型的半煤巖頂板支護單體錨桿鉆機，在此期間，該型號的錨桿鉆機投入市場。引進澳大利亞氣動錨桿鉆機，開發(fā)研制了氣動錨桿鉆機，小批量生產。國產化的90年代氣動錨桿鉆機不僅能夠實現(xiàn)支護、成孔功能，而且可實現(xiàn)錨桿的快速安裝。在此時期，也有開發(fā)出懸臂掘進機輔助錨桿鉆機，以及能夠實現(xiàn)掘錨、采煤作業(yè)的一體化裝置，并在此期間掘錨裝置在大型礦山中獲得應用。進入新世紀以來，在液壓技術高速發(fā)展的推動下，誕生出多種型號的液壓錨桿鉆機，其結構形式也是多種多樣的，主要有單體式、手持式和滑撬式。掘錨機和多臂錨鉆機在礦山中廣泛應用，上個世紀的鑿巖機器人研制成功，極大地提高了鉆機的自動化控制水平。在國外，對錨桿鉆機的研發(fā)和制造起步較早，已進入成熟的發(fā)展階段，結合應用領域的差異，有進行相應產品的開發(fā)。隨著國外城市化建設步伐的放緩，以及在城市化建設方面國內的進一步提速，使得國內鉆機市場需求極大，國外的錨桿鉆機設備也被大量的進口到國內。當前，在錨桿鉆機領域，國外有獲得全面的發(fā)展。其中，走在前列的有澳英法美等國。同時，國外采掘錨機也已進入軌道，能夠以平行方式實現(xiàn)支護、掘進作業(yè)，在施工方法上，為快速掘進給予可靠的支撐。

鉆機變幅機構概述2.1鉆機變幅機構的結構本文所述的鉆機型號均為平行四邊形變幅機構，圖2.1顯示了該機構目前主要的結構形式。其結構特點為三角連桿與機架底部回轉器兩支桿及大臂組成平行四邊形，變幅時桅桿和鉆機可始終保持水平運動，故也被稱作是平行四邊形變幅機構。此種結構形式，可簡單的看作是三角支承機構與平行四邊形調整機構的組合。在此種機構中，借由變幅油缸進行的伸縮操作，使得桅桿與機身發(fā)生遠離，而三角支承機構是與豎井油缸配合，使得鉆桅角發(fā)生改變，使得鉆桅與地面水平面之間能夠垂直。變幅裝置的使用，能夠在整機不發(fā)生移動的情形下，借由對鉆頭位置的調整，對孔實現(xiàn)定位。平行四邊形變幅機構的構成，主要有變幅油缸、三角連接架、支桿、大臂、柱油缸等。在空間幾何結構上看，它存在著對稱性。其中，三腳架和大臂的幾何結構是對稱的，而變幅油缸、支撐桿之間在軸線上是共面的，而且與兩大臂構成的對稱面是平行的。振幅調整功能，更多是依靠兩段液壓油缸實現(xiàn)。在本系機構中，液壓油缸的作用更多是對鉆孔作業(yè)位置、鉆桿水平起落位置進行調整，兩個變幅液壓油缸，分別在大臂和機架底部回轉器的兩側安裝。立桅液壓油缸的作用更多是對鉆桅的姿態(tài)進行調節(jié)，在兩立桅液壓油缸的兩端，分別安裝鉆桅、三角連接架?？刂齐p液壓油缸進行伸縮運動，能夠使得鉆機工作部發(fā)生變動。1-鉆桅總成；2-支撐桿；3-回轉器；4-變幅液壓油缸；5-大臂；6-三角形連接架圖2-1變幅結構示意圖2.2鉆機變幅機構的工作原理采用變幅機構，使得鉆桅角獲得改變，從而實現(xiàn)對鉆桅的垂直度和鉆桅桿的工作幅度的調整，三角聯(lián)軸器、鉆桅的移動，只在平面上發(fā)生，相比較工作裝置的起升運動、平移運動的需要，能夠予以有效滿足，對現(xiàn)場施工作業(yè)環(huán)境能夠有效適應。同時，可變液壓缸的伸縮運動，能夠實現(xiàn)對鉆桿工作幅度的調節(jié)，由此使得整體高度獲得調整，為運輸和輸送提供便利。在鉆機中，變幅機構是受力的主要機構，不僅需要承載著鉆機、鉆桅等工件施加的重量，而且在鉆孔狀態(tài)下尚且需要受到動力頭產生的力矩的作用。在鉆孔的全過程中，鉆機承受的反作用力與力矩，會借由鉆桅、鉆桿實現(xiàn)向變幅機構的傳遞，然后借由底盤旋轉平臺實現(xiàn)向地面的傳遞。因它有著相對復雜的受力狀況，需要以實際工況為參考，對典型工況予以確定，并以各工況為對象進行有限元分析。對變幅機，設計計算有以下基本要求：實現(xiàn)施工中的對位、收放移動及穩(wěn)定剛度、垂直控制等功能。在施工過程中的孔徑精度、整機工作半徑等對整機性能有著重要影響的關鍵參數(shù)中，鉆削變幅機構能夠產生決定性影響，并且對整機的穩(wěn)定性也存在著重要作用。

鉆機變幅機構的力學分析3.1鉆機變幅機構的自由度計算如果機構有發(fā)生運動，那么需要給出獨立的廣義坐標數(shù)，也就是機構的自由度。因鉆機工作裝置承受的是空間力系，使得支撐架、左右桿油缸、搖臂等構成的結構超出剛體靜定力的范疇，是一種空間超靜定結構。但是，因大三角變幅機構的組成，具有多個不同部件，而且支撐架是在幾何層面上是完全對稱的。所以，可采用1/2的對稱面模型來分析整個機構裝配，從而將機構運動簡圖簡化為圖3-1中對稱面的平面機構。圖3-1變幅機構的平面結構簡圖（2-1）在上式中代入測得的數(shù)據(jù)，可得出機構的自由度，原始動件數(shù)與此機構的自由度數(shù)相等。所以，此機構具備一定的運動條件。圖3-2整體工作裝置重心坐標估算3.2工作裝置總成的重心計算鉆機變幅機構的存在，主要是為工作裝置總稱的運行提供支撐。工作裝置總成的構成，具體有鉆機、鉆桅、動力頭、鉆桿等，如果要對變幅機構在不同工況下的鉸點力進行計算，首先需要明確變幅機構受工作裝置總成的影響，因而需對重心位置進行估測，以使得計算更方便。重心的求解，應用較多的方法有負積法、分割法。其中，分割法是使用多個已知重心的簡單形狀的物體組合為一物體；負積法是切割物體的一部分，此類方法也適用于分割法公式，但切割的體積應取負值。工作裝置重心示意圖具體可見下圖3-3。分別為大圓盤、副卷揚、下鉆桅、動力頭、中鉆桅、鉆桿、上鉆桅、鵝頭的重心，對應坐標為、、、、、、、、，質量分別為、、、、、、、、；O9為分割參考點，坐標為；O為整體工作裝置重心，坐標為，質量。O至O9的距離，由分割法計算可得出：式內：Gi為各工作裝置的重力；Lyij為y方向上工作裝置重心i到j的距離；Lxij為x方向上工作裝置重心i到j的距離，i=，2，，4，，6，，8，，。3.3變幅機構動力在鉆機中，變幅機構是重要支承機構，以工作裝置為對象進行分析與研究，得出它的受力見圖2-6，對D點力矩，有以下式：式內：β——；db——；δ——；γ為鉸點C、D與工作裝置重心構成的夾角。立桅桿受力FL見下式：圖3-3以三角形框架為對象進行受力分析，可得出它的受力情況，具體見圖3-3。對下臂對三角架的力，使用截面積法進行測算；對三角架的自重不作考量。那么，可得出B點的力平衡方程為：圖3-4兩式結合，測算出下臂對三角架的作用力。以上臂為對象進行受力分析，可得出它的受力情況，具體見圖3-5。對A點取力矩，那么可得出變幅油缸有以下力平衡方程：由公式聯(lián)立，對變幅油缸的作用FB進行求解：結合工況的不同，測算出變幅油缸受力的最大值：圖3-5上臂受力模型3.4工況分析搖桿在設置作業(yè)時在任意位置，取與水平面成任意角α1，鉆桅在這個時候是垂直的。各銷軸線，滑輪，鋼絲繩等的摩擦力和四缸液壓變幅重力不作考量。所以，旋挖鉆機在提鉆工況下整機承受的外力大致有提鉆阻力Ff、整體工作裝置重力G、風載P、地面支撐力FN及其它結構件的重力。在施工過程中，如果有使用到靜漿護壁，因鉆桿與鉆機有部分在泥漿面下，鉆井液會提供工作裝置一定的FP浮力，方向與載荷的作用力相反；但是，如果鉆桿與鉆機在泥漿面以上，那么不會產生浮力，另外，鉆井液初升時，也會產生由鉆桿、鉆機和泥渣引起的慣性作用力FR。但是在提鉆過程中，動頭此時已停止，加壓油缸不僅需要提供提鉆需要的提升力FI，而且需要承受提鉆阻力、動頭、工作裝置等共同產生的偏心差M1。主卷揚鋼絲繩需要提供提升力F2，因采用關節(jié)軸承作為連接液壓缸的結構部件，使得液壓缸受到的作用僅為軸向力，一般不存在彎矩。所以，不管是調桅油缸，或者是搖臂變幅油缸，均可看作是雙力桿作用。因而，以鉆桿為對象進行受力分析，可得出它的受力情況，具體見圖3-3，平衡方程式如下：以搖臂為對象進行受力分析，可得出它的受力情況，具體見圖3-5，平衡方程為：式內：F1為工作裝置受到的加壓油缸施加的作用力；F2為主卷揚鋼絲繩拉力；FH為工作裝置受到的調桅油缸施加的作用力；FL為搖臂變幅油缸對工作裝置受到的搖臂變幅油缸施加的作用力；Ga、Gb、Gc分別為搖臂總成、支撐架總成、連接架總成的重力；G′為鉆桅總成的重力；FAx、FAy為水平、垂直方向上鉸點A約束力的分力；FBx、FBy為為水平、垂直方向上鉸點B約束力的分力；FCx、FCy水平、垂直方向上鉸點C約束力的分力；FDx、FDy為水平、垂直方向上鉸點D約束力的分力；FEx、FEy為水平、垂直方向上鉸點E約束力的分力；FJx、FJy為水平、垂直方向上鉸點J約束力的分力；M1為提鉆阻力、動力頭、工作裝置和鉆桿共同產生的偏心距；M2為泥漿浮力、動力頭、鉆進阻力、鉆桿等共同產生的偏心距a為水平方向上前部主滑輪中心與前部鋼絲繩的距離；b為垂直方向上鉸點J與背滑輪中心的距離；C、d分別為搖臂總成重心與鉸點A之間的水平距離、垂直距離；θ為垂直方向上調桅油缸對工作裝置的作用力F的夾角；λ為垂直方向上后部鋼絲繩拉力的夾角；ζ為水平方向上搖臂變幅油缸對工作裝置的作用力的夾角；（a）提鉆工況下鉆桅受力簡圖（b）搖臂受力分析簡圖（c）支撐架受力簡圖（d）連接架受力分析圖3-6四種工況受力分析3.5工況下力學建模與分析在大三角變幅機構發(fā)生變幅的工況下，搖臂式變幅油缸能夠對鉆桿的工作半徑進行調整，調桅油缸能夠收縮或伸展。在運輸裝配的工況下，調桅油缸可前傾，使得鉆桿與地面保持平行；在施工前，調桅油缸工作，拉升鉆桿至與地面垂直；在工位控制鉆桿轉置，對鉆桿后傾角度進行調節(jié)(小于15°)，使得鉆桿移至成孔位置，然后搖臂變幅油缸、調桅油缸交替作用，使得鉆桿的位置、姿態(tài)調整適當，在滿足精確定位要求后，方可進行成孔作業(yè)。對動力頭、鉆機、鉆桅、鉆桿等工作裝置，簡化為O型，并與搖臂和鉆桅的鉸點J、調桅油缸和鉆桅的鉸點I構成OIJ型，以BEF型為支撐架，以三角形AJK型為搖臂，以CDEM型為連接架，已知工作裝置受搖臂變幅油缸施加的作用力為FL，工作裝置的重力為G，工作裝置受到調桅油缸施加的作用力為FH，當一液壓油缸運動，另一液壓油缸自鎖。此時，對整個工作裝置進行分析，可得出它的受力情況，具體見圖3-4，列平衡方程如下：根據(jù)圖中幾何關系可求得：由三角形正弦定理求α2得：由三角形余弦定理求LFI得：聯(lián)立以上方程可解得：式內：LJF為鉸點J、F之間的距離；G為整體工作裝置的重力；φ為直線IJ、JF之間的夾角，為常值；LIJ為鉸點I、J之間的距離；δ為直線OJ、OI之間的夾角，為常值；LOJ為整體工作裝置重心；γ為直線IJ、OJ之間的夾角，為常值；α2為直線IJ、FI之間的夾角；LFI為調桅油缸舉升長度；β為整體工作裝置重力與直線OJ的夾角；α1為在水平方向上直線AJ構成的夾角；a為直線IJ、JK之間的夾角。調桅油缸在全工作裝置變幅過程中受力最大，后傾角為15°時受力最大，后傾角降低時受力逐漸減小，后傾角為5°時受力最大，后傾角為5°時受力最大。拆下鉆機、鉆桿、動力頭等，對鉆桅進行調整，使得進入水平裝運狀態(tài)。在調節(jié)鉆桅升起至豎直狀態(tài)的過程中，調桅油缸在剛升起狀態(tài)有受到最大的拉力，相應搖臂也具有最大受力，在升鉆油缸施加的作用力FH的影響下，搖臂受力逐減。（a）鉆進工況下鉆桅受力簡圖（b）旋挖鉆機工作裝置變幅過程受力圖3-7鉆進工況下鉆桅受力簡圖與旋挖鉆機工作裝置變幅過程受力

變幅機構設計采用的是蝸桿減速機，它具有以下優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、傳動比較大、噪音小、結構緊湊，不足點是傳動效率低。4.1鋼絲繩的選擇采用圓股鋼絲繩，具有以下優(yōu)點：柔軟、股絲直徑較大、耐磨、抗性好。S：Fb：。ψ：Fm：?？傻贸觯翰楸磉x右交。4.2卷筒的設計和繞繩系統(tǒng)的計算（1）卷筒直徑D（2）卷筒的名義直徑e：d：繩槽半徑：標準槽深：標準節(jié)距：卷筒厚度：（3）卷筒長度的計算單層鋼絲繩纏繞直徑：那么因在卷筒上鋼絲繩并非均勻排列，因而加長10%式內：L1——；L2——；L3——因，可計算出卷筒壁內表面最大壓應力。則δ1≤[δy]故卷簡強度滿足要求又因為L<2D所以不必對卷筒進行穩(wěn)定性驗算

回轉器結構及原理在鉆機中，回轉器是重要部件之一，能夠實現(xiàn)鉆桿的進給、回轉運動。它的組成為箱體、立軸套、圓錐弧齒輪等，具體結構見下圖1。圖4-1回轉器結構鉆機轉動由一對圓錐弧齒輪、立式軸套和立式軸套完成。經進給油缸控制，使得鉆桿進行上下運動，推動活塞桿、活塞運行，并驅動液壓卡盤、衡量來實現(xiàn)。在傳統(tǒng)的設計中，存在著箱體結構需要大量占用空間、立軸套有較大尺寸等不足，因而需要對設計進行改進，使得結構更合理。5.1校核計算立軸套采用的是45鋼，并經正火+回火處理。在惡劣工況下，立軸套的轉速，功率，額定轉矩。尺寸優(yōu)化，是為在強度條件滿足的前提下，使得結構形式更緊湊。因此，以立軸套質量W為目標，設定材料密度為常數(shù)，可得出以下目標函數(shù)：式內：d′i為軸段內徑，di為軸段外徑，li為軸段長度。立軸套的簡化模型具體可見下圖4-1：:圖4-1立軸套幾何模型根據(jù)立軸套結構特點，利用外點罰函數(shù)法求解，其懲罰函數(shù)通常為：其中r（k）為懲罰因子，u=1m{max[0,gu(X)]}2為懲罰項，∑v=1l[hv(X)]2為等式約束，圖4-2外點懲罰函數(shù)的程序框圖表4-1優(yōu)化結果設計變量L1L2L3L4D1D2優(yōu)化前791163415146138優(yōu)化后8311926201421305.2仿真驗證對圓整后的設計方案X*=[83，119，26，20，142，130]T進行驗證，得出能夠滿足各項約束。與原方案相比較，在質量上，優(yōu)化方案減輕了21.7%。結合加工的工藝性，對立軸套進行改進、優(yōu)化后獲得的結構見下圖4-3。因立軸套多個結構尺寸有縮小，需要進行強度、剛度分析，對結構是否合理進行驗證。圖4-3立軸套剖切視圖圖4-4箱體原結構圖圖4-5立軸套應力分布圖由上圖能夠看出，應力最大為，在消除應力集中的作用后，它的應力為左右，在以下。由此看來，回轉器在進行改進、優(yōu)化后，具有合理結構。

變幅機構三維仿真6.1變幅機構三維仿真對不同狀態(tài)下變幅機構的運動進行動態(tài)模擬，經研究樣機的動力學特性，以及分析獲得的仿真結構，能夠獲得變幅機構各部件的受力狀況，由此實現(xiàn)對設計合理性的驗證。在進行模擬前，假定鉆桿初始為水平狀態(tài)，變幅機構的上下臂為水平。6.2三維建模Solidworks的零件建模是在二維參數(shù)化草圖的基礎上，通過特征操作命令對零件進行拉伸、旋轉等動作來實現(xiàn)的。在修改模型特征時，僅需要在相應草圖平面修改需修改的數(shù)據(jù)，就能夠完成對特征的修改。在此系統(tǒng)中，有使用到的關聯(lián)尺寸功能，也就是自上而下建模，構建新的零件模型，是在已有零件配合尺寸的基礎上進行的，因而修改一零件的尺寸，相應其它零件的尺寸也會被修改，由此，實現(xiàn)對變幅機構的三維建模。變幅機構中的三腳架、動臂模型具體可見下圖5-1、5-2。圖5-1動臂模型圖5-2三角架模型6.3裝配模型建立組裝是在裝配過程中，使用相應零件特征的裝配屬性反映出裝配信息。這樣就可以在零件間形成各種裝配關系，構建起完整的產品模型。組裝設計，大致分為：自上而下、自下而上、上下結合的組合設計模式。圖5-3、圖5-4分別為變幅機構裝配模型、爆炸圖模型。圖5-3變幅機構裝配模型圖5-4變幅機構爆炸圖模型

結語與展望本文以鉆機的變幅機構與回轉器為研究對象，分析了對其變速回轉器和變幅機構進行設計，了解錨固鉆機整體的結構組成及功能；利用Solidworks軟件對變速回轉器和變幅機構進行總體設計，在建模時對變幅機構各構件的結構進行了假設和合理的簡化。圍繞更換原有材料的可行性問題，進行了研究與分析，為結構改進提供部分參考。因本人科研能力有限，加之受到時間因素的影響，在內容深度上，本研究仍存在不足，尚有著較多需完善的方面。對本研究的不足及后續(xù)要展開的研究，作以下展望：（1）對變幅機構的三種極限工況，對最大受力的計算都是以理想狀態(tài)進行測算的，并對自由度進行完全約束。而在實際作業(yè)中，因有著惡劣、復雜的施工環(huán)境，使得存在較多的影響因素，怎樣對相關載荷和約束等的影響進行更準確的分析，仍需進一步探討。（2