针对井下液压钻机角度调节不便的问题,调研了锚杆钻机、架柱式液压钻机、全液压坑道钻机、履带式液压钻机的功能和结构,重点分析了以上四种钻机的角度调节装置。选定座架式液压坑道钻机为研究对象,针对其结构特点开展了分度机构的探讨和设计,经过对比几种传统标准件的分度功能,选定行星轮式旋转装置作为分度机构,该分度机构由行星轮系与转向台装配而成。以ZDY2300S型坑道液压钻机为参考,建立了分度机构的数学模型,计算出了行星轮式旋转装置的受力载荷,按照齿根弯曲疲劳强度设计准则,设计出了太阳轮、行星轮和内齿轮的尺寸。之后,设计了与行星轮系结构相匹配的转向器,转向器主要包括连接板和转向台两个部分,连接板是ZDY2300S型钻机给进装置与行星轮旋转装置的连接部件,转向台是连接板的重力承载件和功能实现载体。在分度机构设计完成之后,设计了与之相配套的剪叉式液压升降平台和固定部件。以2000kg最小载重,计算出了升降平台液压缸的各项尺寸,完成了液压缸的结构设计。参考座架式钻机现有的固定方式,设计了相应的固定部件,包括横柱、分度圆轨和抱箍等连接件。对所设计分度机构、剪叉式升降平台和固定部件进行了结构的线性静力学分析,对行星轮系和机架装配体进行了模态分析,对太阳轮和行星轮的啮合进行了瞬态动力学分析。通过有限元分析得出了相应结构的整体位移、等效应力等云图,根据分析结果判定结构的强度、刚度和稳定性满足设计要求。最后采用ANSYS workbench响应面优化模块对转向器和液压升降平台进行了尺寸优化设计,并对转向台进行了结构的拓扑优化,实现了轻量化设计。