煤层气抽采对于改善我国能源结构以及促进煤矿安全生产有着极为重要的意义。瓦斯抽采钻机是抽采煤层气的主要技术装备，主要通过孔口动力回转和孔底动力回转两种工艺实现煤层钻进。在孔底动力回转钻进工艺中，孔底马达的动力来自于泥浆泵。 目前，我国煤矿生产中主要采用分体式钻机，结合孔口回转工艺来实现煤层气的抽采。随着我国煤矿瓦斯抽采向大直径长钻孔方向发展，不仅要求钻机本身的功率逐渐加大，还需采取相应的定向措施来保证钻孔轨迹符合要求，因而迫切需要研制一种一体式的、满足孔底动力定向钻进工艺的履带式瓦斯抽采钻机。这种一体式钻机不仅要求泥浆泵具有中压大流量的输出性能，而且要求其体积适中，以满足钻机孔底动力钻进工艺和一体化集成的需要。而现有的泥浆泵无论是石油钻井用泵还是地质勘探用泵都不能满足上述要求。为此，本文基于国家重大产业技术开发专项项目——煤矿井下千米瓦斯抽放钻孔施工装备及工艺技术研究，针对新型定向钻进用中压大流量泥浆泵的研制，对其动力端进行了设计和分析。 1、完成了定向钻进用泥浆泵的主要结构参数的分析计算，实现了其动力端的总体设计。结合履带式瓦斯抽采钻机一体化的需要，考虑煤矿井下瓦斯安全要求，确定了液压马达为动力端的驱动方式；考虑到齿轮传动具有结构紧凑、承载能力大等特点，确定齿轮传动为泥浆泵变速机构形式；分析对比了各种泥浆泵曲轴连杆机构形式，选择曲拐式机构作为其曲轴连杆机构形式。在上述基础上，提出了动力端设计的总体方案。详细设计了变速机构中的齿轮和轴，并进行了校核；对曲轴、连杆和十字头的材料和制造形式进行了研究，并对其进行了详细设计。该动力端结构整体呈空间三角形型式，较好地利用了尺寸空间，符合了泥浆泵设计要求。 2、实现了曲轴连杆机构的运动学仿真，验证了其运动学模型设计的正确性。依照具体设计尺寸，采用三维造型软件Solidedge对动力端各部件进行了实体建模，创建其三维几何模型；通过创建约束和运动副并施加力和力矩，采用动力学仿真软件MSC.ADAMS，建立了曲轴连杆机构的多刚体模型；对曲轴施以旋转运动激励，实现了曲轴连杆机构的运动学仿真，获得了活塞运动的位移曲线及速度曲线。仿真结果表明，活塞位移之间的相位角为240°,符合刚性曲轴的实际工作情况，满足其设计运动学要求。 3、实现了曲轴连杆机构的多体动力学仿真，验证了其动力学模型设计的正确性。基于多体动力学理论，建立了曲轴连杆机构的柔性多体动力学模型；针对曲轴振动，对其进行了动态有限元模态分析，通过分析其各阶模态振型固有频率，判定出扭转振动为曲轴的主要振动型式，符合实际工作中的曲轴振动形态；对柔性曲轴进行了疲劳强度分析，找出了曲轴发生破坏的危险部位，利用分析所得数据，准确校核了曲轴的疲劳强度；基于仿真结果对曲轴进行了强化设计，通过增加过渡圆角半径和增加曲柄臂厚度提高曲轴的强度。本文针对定向钻进用中压大流量泥浆泵，对其动力端进行了设计和仿真。该研究为定向钻进用中压大流量泥浆泵的研制提供了可靠的依据，对新型一体履带式瓦斯抽采钻机的开发具有重要的意义。