在现在的地质钻探与石油钻探中,使用最多的井下动力钻具是涡轮钻具、螺杆钻具两种。但是这两种钻具又都各有缺点,涡轮钻具钻速太高,输出扭矩过小;螺杆钻具橡胶定子不耐高温、寿命短。基于以上背景,本文尝试着研究设计一种可以克服这两种钻具缺点的新型井下动力钻具--------井底非圆行星齿轮马达。本文首先根据井底马达钻具的工作环境和马达的参数要求,确定马达总体的参数,进行总体方案的设计,然后,通过修改相关的Matlab软件编程界面,确定95mm外径的性能参数和结构参数;分别绘制两种类型(小宽度、大宽度)的行星轮系。然后研究配流原理和设计对应的配流机构,这样小宽度行星轮系和配流机构组成一个齿轮节;再然后将齿轮节以并联方式连接起来,进行扭矩输出;然后进行马达总成、旁通阀总成和传动轴总成的绘制,分析比较两种马达的优缺点,最后进行两种类型井底非圆行星齿轮马达的行星轮和输出轴强度校核以及选择出一种合适的井底非圆行星齿轮马达。(1)根据马达工作环境和参数要求,确定马达总体参数,进行马达结构总体流程的规划和马达总体方案的设计。(2)进行相关Matlab程序修改,原来Matlab程序中内齿圈外径为0.9倍的钻具外径,现在由于设计结构的改变,变为内齿圈直径等于钻具外径;原来行星轮系齿宽为钻具外径的0.3倍,按照输入的齿轮宽度进行相关编程运算。进行行星轮系类型选择,然后根据修改的程序,计算选定类型行星轮系的结构参数,根据得到的结构参数进行两种类型非圆行星轮系的结构设计。(3)进行配流机构设计和齿轮节研究。首先分析4-6型配流机构的原理,配流孔的位置与形状,然后进行配流机构设计;分析分流、集流原理,齿轮节的工作原理,进行齿轮节的结构设计。(4)绘制马达总成图、旁通阀总成图和传动轴总成图,然后,通过两种类型(外径尺寸95mm)的井底非圆行星齿轮马达装配图,对比比较两种方案的优缺点,选择适合的井底马达。(5)对井底非圆行星齿轮马达的行星轮和输出轴进行强度校核。首先进行行星轮的强度校核,分为接触强度和弯曲强度两种。然后对两种输出轴进行校核,分别分析受力,画出受力图、弯矩图和扭矩图,最后根据公式进行强度校核。(6)对比两种类型马达,选择出一种合适的井底非圆行星齿轮马达。