牙轮钻机是露天矿山开采的主要钻孔设备，它是以牙轮钻头破碎岩石并用压气排碴的自行式钻孔设备。与其它类型的钻孔设备相比，它具有钻孔效率高、成本低、安全可靠和使用范围广等优点。回转机构是牙轮钻机的重要工作部分，在钻孔作业中承受最大的负荷。钻孔时负荷大、工作条件恶劣、冲击和振动大、故障率高，严重影响钻机效率。因此，采用先进的设计方法对回转机构进行分析、设计与研究变得日益重要。过去，回转机构的设计基本上沿用类比法，这些方法工作繁琐、设计精度低、设计周期长，不易获得各项指标都满意的设计方案。尽管在长期设计摸索中积累了一定的设计经验，但由于缺乏现代设计理论与方法指导，设计时仍存在较大的盲目性，难于创新，本文采用现代设计方法可以缩短设计周期，降低成本，使设计工作变得简单、容易，设计的可靠性提高，并通过实践证明了本课题研究的成功。本文针对YZ系列牙轮钻机的回转机构，主要开展了以下设计和研究工作：1．在前人的经验基础上，运用模糊设计方法建立回转机构的数学模型，结合优化理论确定参数的优化目标，使用MAITLAB软件编写优化算法程序，对各参数进行优化求解，得出优化结论，并对优化结果进行了分析。2．运用虚拟设计方法对回转机构零部件进行了三维特征建模和参数化建模，减轻了同类零件的设计工作量，并且使设计的结果更加直观。3．利用ANSYS简化回转机构的强度分析，为回转机构设计提供了理论依据。4．通过对回转机构的动力学研究，找出了回转机构的振动源，提出避免回转机构共振的方法。该课题的研究为牙轮钻机回转机构设计开发开拓了更加科学的方法，从而提高设计质量，提高回转机构设计的可靠性。此课题研究也必将为提高我国矿山机械产品自主开发能力做出贡献。