目前,我国矿用钻机使用的种类繁多,其钻进方式大部分以旋转钻进为主。但在井下的实际钻进过程中,有时可能钻到岩石或其它普氏系数在4～8之间的物质,普通的旋转钻进方式不利于钻进效率的提升,从而影响生产,增加工人的劳动强度。此外,由于煤矿井下瓦斯浓度相对较高,电动钻机的使用有可能引发瓦斯爆炸事故,因此有必要研究一种适应不同工况的液压钻机。当钻进对象的普氏系数f≤3时,采用旋转钻进方式；当钻进对象的普氏系数3<f≤6时,采用旋转冲击钻进方式。这样不仅有利于提高钻机的钻进效率,节省人工,对提高矿井作业的科技化也有一定的意义。本文主要在以下几个方面进行了研究：(1)对比国内外不同类型钻机参数,提出了矿用液压振动钻机的设计要求和设计方案,并建立三维模型。(2)分析钻杆不同运动方式下的受力特性,并分别在物质的普氏系数为f≤3和3<f≤6下时,对钻杆的螺旋面进行了受力分析,得到了输出转矩与钻杆r1、r2和f之间的关系。此外,还对齿轮进行了受力分析,得到不同时间段下齿轮的接触受力,两齿轮传动受到的最大接触应力为246.97MPa,并且从受力分析中可以得到两轴间内侧与齿轮接触处受到49.1MPa应力。(3)构建了带氮气室液压冲击器的参数优化设计方法,通过对运动周期、冲击末速度、冲击器质量、冲程时间比、氮气室预冲压力中部分目标性能参数的确定,可以确定其余的性能参数,从而有利于设计出符合需求的液压冲击器。(4)通过AMESim软件,建立起了液压冲击器结构部件、液压换向系统、整个液压冲击器以及整个液压系统模型,通过仿真分析,得到了液压冲击器运动的动态特性曲线,液压冲击器的换向系统对马达工作影响很小。通过对液压冲击器的冲击时间、冲击性能的相关数据进行分析研究,得到了液压冲击器冲程和回程数学模型,对液压冲击器的理论分析和工程实际问题具有一定的指导意义。此外,通过利用MESim中的Design explorer模块,对液压冲击器的冲击末速度进行了优化处理,提高了冲击能。(5)利用workbench过对液压冲击器、液压马达和液压钻机整体结构的模态分析可得,液压马达的各阶频率与液压钻机的整体结构较为相近。由于液压钻机一阶频率为116.96Hz,而在产品的设计过程中,钻机的工作频率为3-8Hz,因此可以避免共振的发生。