在现代化的地下工程中,由于所遇到的岩层的硬度和成井的深度等问题的考验,原始的爆破钻井不但效率偏低,而且在钻井过程中存在有很多潜在的危险,每年矿井工程中的事故频频发生。天井钻机以高效的、安全的成井方式越来越广泛地得到了应用。而天井钻机上的减速器作为钻机主要的零部件,主要是将电机上的转速降低为钻机所需转速,放大传递转矩。减速器性能对天井钻机有着至关重要的影响,因此对天井钻机的研究对它的设计有着重要的意义。本文首先对天井钻机整机建模,然后对钻机的牙轮破岩进行了理论计算,分别计算出钻机在钻孔和扩孔时钻头上的轴压和扭矩。对牙轮的破岩过程利用有限元分析软件ABAQUS进行仿真分析,从而得出破岩过程中钻头上的负载扭矩曲线,与前面的理论计算结果进行校核。,然后将得出的负载数据加载到减速器的主轴上,利用运动学仿真软件ADAMS进行运动学仿真分析,最后将仿真结果跟实际数据进行校核,来验证减速箱的电机选型。本文对减速箱中的重要零件齿轮利用ANSYS进行了瞬态动力学分析,来研究在破岩过程中齿轮上的应力、应变和位移的变化,此外,本文还对减速箱的齿轮轴进行了疲劳分析,来对减速箱的传动系统进行优化。天井钻机的钻杆在钻井时主要传递主轴上的扭矩和轴压,它所受的载荷复杂多变,本文对它的钻孔和扩孔两种工况下进行了静力学分析,来研究它的应力变化和变形情况。同时,由于该钻机主轴的特殊结构,文中也对主轴进行了静力学分析,这样可以对之后的优化提供有力的依据。主机减速器箱体比较庞大,它的自振特性与它本身的质量和刚度分布有密切关联,而在钻机工作时发生振动,有可能与箱体的固有频率接近发生共振,所以本文对箱体进行了10阶模态分析,从而来确定结构的固有频率和振型。防止由于共振而发生的意外。