工程訓(xùn)練報(bào)告-游梁式抽油機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、 東 北 石 油 大 學(xué)工程訓(xùn)練研究報(bào)告課 程機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)題 目 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院2012 年 6 月 18 日 目 錄任務(wù)書第 1章 概述 .11.1 抽油機(jī)的特點(diǎn) .11.2 抽油機(jī)分類.11.3 抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì).2第 2章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) .32.1抽油機(jī)系統(tǒng)的組成.32.2抽油機(jī)工作原理.32.2系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)）簡(jiǎn)圖.4第 3章 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .43.1 設(shè)計(jì)參數(shù)分析與確定 .43.2 按 K設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) .53.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 .63.4結(jié)論和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖.錯(cuò)誤！未定義書簽。第 4章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和

2、動(dòng)力參數(shù)分析計(jì)算 .84.1 傳動(dòng)比分配和電動(dòng)機(jī)選擇 .84.2 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 .104.3各軸扭矩計(jì)算.104.4各軸功率計(jì)算.10第 5章 齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 .115.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .115.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .125.3結(jié)論及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖.14第 6章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .146.1 帶鏈傳動(dòng)的方案比較 .146.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .156.3結(jié)論及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖.16第 7章 軸系部件設(shè)計(jì)計(jì)算 .16 7.1 各軸初算軸徑 .167.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .177.3滾動(dòng)軸承壽命驗(yàn)算.187.4軸的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算.22第 8章 連接件的選擇和計(jì)算 .268.1 齒輪連接平鍵

3、的選擇與計(jì)算 .268.2 帶輪連接平鍵的選擇與計(jì)算 .278.3螺紋連接件的選擇.28第 9章 設(shè)計(jì)結(jié)論匯總 .29總結(jié) .31參 考 書 目 .31 東北石油大學(xué)工程訓(xùn)練任務(wù)書課程題目專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名學(xué)號(hào)主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等一、設(shè)計(jì)的目的1、綜合利用所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。2、掌握一般的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和步驟。3、掌握基本機(jī)構(gòu)一般的設(shè)計(jì)方法和步驟。4、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)資料。培養(yǎng)獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。二、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程1、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備；2、總體方案設(shè)計(jì)；3、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4、零部件設(shè)計(jì)；5、聯(lián)系廠家，生產(chǎn)樣機(jī)，

4、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)；6、根據(jù)實(shí)驗(yàn)，修改設(shè)計(jì)；7、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書 8、鑒定三、課程設(shè)計(jì)題目1、功能抽油機(jī)是將原油從井下舉升到地面的主要采油設(shè)備之一。常用的有桿抽油設(shè)備主要由三部分組成：一是地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備即抽油機(jī)；二是井下的抽油泵，它懸掛在油井油管的下端；三是抽油桿，它將地面設(shè)備的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給井下抽油泵。三部分之間的相互位置關(guān)系如圖 1 所示。抽油機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)帶動(dòng)抽油桿及抽油泵柱塞作上下往復(fù)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將原油從井下舉升到地面的目的。懸點(diǎn)載荷 P、抽油桿沖程 S 和沖次 n 是抽油機(jī)工作的三個(gè)重要參數(shù)。懸點(diǎn)指執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，懸點(diǎn)載荷 P（kN）指抽油機(jī)工作

5、過(guò)程中作用于懸點(diǎn)的載荷；抽油桿沖程 S（m）指抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大位移；沖次 n（次/min）指單位時(shí)間內(nèi)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。假設(shè)懸點(diǎn)載荷 P 的靜力示功圖如圖 2 所示。在柱塞上沖程過(guò)程中，由于舉升原油，作用于懸點(diǎn)的載荷為 P ，它等于原油的重量加上抽油桿和柱塞自身的1重量；在柱塞下沖程過(guò)程中，原油已釋放，此時(shí)作用于懸點(diǎn)的載荷為 P ，它就2等于抽油桿和柱塞自身的重量。四、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 假設(shè)電動(dòng)機(jī)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，抽油桿（或執(zhí)行系統(tǒng)）的運(yùn)動(dòng)周期為 T。兩種油井工況圖 1 抽油機(jī)系統(tǒng)示意圖圖 2 靜力示功圖分別為：工況 1：抽油桿上沖程的時(shí)間為 8T/15，下沖程的時(shí)間為 7T/15。工況

6、 2：抽油桿上沖程時(shí)間與下沖程時(shí)間相等。兩種工況下抽油機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1 所示。表 1 抽油機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)懸點(diǎn)載荷P1P2P1P=20， =5=40， =15P（kN）五、設(shè)計(jì)任務(wù) 1、根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，確定減速傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成，繪制系統(tǒng)方案示意圖。2、根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，采用優(yōu)化算法進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，優(yōu)化目標(biāo)為抽油桿上沖程懸點(diǎn)加速度為最小，并應(yīng)使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能。3、建立執(zhí)行系統(tǒng)輸入、輸出（懸點(diǎn)）之間的位移、速度和加速度關(guān)系，并編程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，繪制一個(gè)周期內(nèi)懸點(diǎn)位移、速度和加速度線圖（取抽油桿最低位置作為機(jī)構(gòu)零位）。4

7、、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，分配減速傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，并進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作能力設(shè)計(jì)計(jì)算。（注：選作完成齒輪減速器裝配圖設(shè)計(jì)）。5、編寫研究報(bào)告一份。設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）功能分解；2）原始數(shù)據(jù)及計(jì)算；3）簡(jiǎn)述方案設(shè)計(jì)思路及討論、改進(jìn)；4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟或分析計(jì)算過(guò)程；5）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算；6）對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)果分析討論；7）感想與建議。六、參考資料1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高等教育出版社 楊可楨 程光蘊(yùn)主編（第五版）19992、機(jī)械原理 高等教育出版社 孫桓等 主編 （第七版）20063、機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 濮良貴 主編 （第七版）20064、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社，王淑仁主編 200

8、65、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社，唐增寶等主編（第二版）19986、其它機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)書籍和有關(guān)機(jī)械方案設(shè)計(jì)手冊(cè)完成期限指導(dǎo)教師專業(yè)負(fù)責(zé)人年月日 第一章 概述1.1 抽油機(jī)的特點(diǎn)抽油機(jī)是將石油從地下開(kāi)采到地上的采油設(shè)備，俗稱“磕頭機(jī)”，它的產(chǎn)生和使用由來(lái)已久，已有百年歷史。其中應(yīng)用最早、普及最廣的是游梁式抽油機(jī)，早在130年前就誕生了。常規(guī)游梁式抽油機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、可靠性高、耐久性好、維修方便、適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工況等優(yōu)點(diǎn)，在采油機(jī)械中占有舉足輕重的地位，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍是油田首選的采油設(shè)備。但是由于常規(guī)游梁式抽油機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特征，決定了其具有平衡效果差，曲柄軸

9、凈扭矩波動(dòng)大，存在負(fù)扭矩、工作效率低和能耗大等缺點(diǎn)。1.2 抽油機(jī)分類隨著油田的發(fā)展，有桿抽油技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，尤其是近十幾年來(lái)，科學(xué)工作者不斷的開(kāi)展對(duì)新型節(jié)能抽油機(jī)的研究，在理論和實(shí)踐上均取得了很大的進(jìn)展。越來(lái)越多的新型抽油機(jī)相繼研制成功，對(duì)油田的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。目前在用的有桿式抽油機(jī)主要分為以下幾類：保持游梁和曲柄主體結(jié)構(gòu)的抽油機(jī)(第 1 代抽油機(jī));以無(wú)游梁或者塔架長(zhǎng)沖程為主體結(jié)構(gòu)的抽油機(jī)(第 2 代抽油機(jī));以抽油、作業(yè)、側(cè)試一體化，一次投資少等特點(diǎn)的多功能無(wú)游梁抽油機(jī)(第 3 代抽油機(jī))。第 1 代抽油機(jī)分為常規(guī)型、變型、退化游梁和斜直井 4 種類型，包括 25 種抽油機(jī)。其中

10、.變型抽油機(jī)是在對(duì)常規(guī)游梁機(jī)不同零部件、平衡方式和傳動(dòng)方式進(jìn)行改造的基礎(chǔ)上分為變驢頭、變曲柄、變平衡、變傳動(dòng)和變游梁五種類型。圖 1 常規(guī)游梁式抽油機(jī)圖 2 斜直井抽油機(jī)第 2 代抽油機(jī)分為高架曲柄型、電動(dòng)機(jī)換向型、機(jī)械換向利和其他無(wú)游梁型4 種類型，包括 13 種抽油機(jī)。高架曲柄型抽油機(jī)(包括天輪式抽油機(jī)、漸開(kāi)線異形抽油機(jī)和曲柄連桿型無(wú)游梁式抽油機(jī))主要特點(diǎn)是采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng).支架高。電動(dòng)機(jī)換向型抽油機(jī)(包括寬皮帶長(zhǎng)沖程抽油機(jī)、電動(dòng)油泵、摩擦式抽油機(jī)、立式數(shù)控抽油機(jī))主要特點(diǎn)是采用正反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)抽油桿柱的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)械換向型抽油機(jī) (包 括直線往復(fù)式抽油機(jī)、鏈?zhǔn)揭簤撼橛蜋C(jī)、液缸型液

11、壓抽油機(jī)和鏈條抽油機(jī) )主要特點(diǎn)是通過(guò)變向減速器，或者液壓換向閥，或者機(jī)械換向裝置 ,實(shí)現(xiàn)抽油桿柱的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第 3 代抽油機(jī)分為單柄型、直驅(qū)多功能型和高架作業(yè)型 3 種類型，包括 4 種抽油機(jī)。其中，單曲柄型抽油機(jī)(包括井 U 式抽汕機(jī)和單柄柔性倍程抽油機(jī))的主要特點(diǎn)是采用單曲柄機(jī)構(gòu)傳動(dòng).具有抽油、作業(yè)、測(cè)試一體化等多功能。近期還在油田應(yīng)用了電磁直驅(qū)式、高架抽油作業(yè)機(jī)等，功能多，能耗低.1.3 抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)目前，抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面。1）朝著大型化方向發(fā)展隨著世界油氣資源的不斷開(kāi)發(fā)，開(kāi)采油層深度逐年增加，石油含水量也不斷增加，采用大泵提液采油工藝和開(kāi)采稠油等都要求使用大

12、型抽油機(jī)。因此，國(guó)外近幾年來(lái)出現(xiàn)了許多大載荷的抽油機(jī)，例如前置式氣平衡抽油機(jī)最大載荷 213 ，氣囊平衡抽油機(jī)最大載荷 227 。隨著生產(chǎn)的需要，將來(lái)還會(huì)有更大載荷的抽油機(jī)出現(xiàn)。2）朝著低能耗方向發(fā)展為了減少能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，近年來(lái)國(guó)、內(nèi)外有關(guān)專家研制了許多節(jié)能型抽油機(jī)，如異相型抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、擺桿抽油機(jī)、漸開(kāi)線抽油機(jī)、磨擦換向抽油機(jī)等。3）朝著高適應(yīng)性方向發(fā)展抽油機(jī)應(yīng)具備較高的適應(yīng)性，以便拓寬其使用范圍，例如適應(yīng)各種自然地理和地質(zhì)構(gòu)造條件抽油的需要；適應(yīng)各種成分石油抽汲的需要；適應(yīng)各種類型油井抽汲的需要；適應(yīng)深井抽汲的需要；適應(yīng)長(zhǎng)沖程的需要；適應(yīng)節(jié)電的需要；適應(yīng)無(wú)電源和間歇抽汲的需要

13、；適應(yīng)優(yōu)化抽油的需要等。4）朝著長(zhǎng)沖程無(wú)游梁抽油機(jī)方向發(fā)展近年來(lái)，國(guó)內(nèi)、外研制并應(yīng)用了多種類型的長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，其中包括增大沖程游梁抽油機(jī)、增大沖程無(wú)游梁抽油機(jī)和長(zhǎng)沖程無(wú)游梁抽油機(jī)。5）朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展目前，我國(guó)生產(chǎn)抽油機(jī)的廠家有十幾家，產(chǎn)品主要是以游梁式抽油機(jī)為主，其研制和開(kāi)發(fā)的各種節(jié)能型游梁式抽油機(jī)，如偏置式節(jié)能抽油機(jī)、雙驢頭異型抽油機(jī)、偏輪式高效節(jié)能抽油機(jī)、漸開(kāi)線抽油機(jī)均以在全國(guó)各油田得到了一定的推廣應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。其中 1）偏置式節(jié)能抽油機(jī)，一般可節(jié)電 15%-35%；2）雙驢頭異型抽油機(jī)，一般可節(jié)電 30%以上； 3）偏輪式高效節(jié)能抽油機(jī)，一般可節(jié)電30%-50

14、%；4）漸開(kāi)線抽油機(jī)，一般可節(jié)電 20%-30%。另外，高轉(zhuǎn)差電機(jī)等節(jié)能電機(jī)在提高系統(tǒng)效率和節(jié)能方面有較大效果，但是造價(jià) 較高，難以代替普通異步機(jī)。在長(zhǎng)期的油田使用中，人們普遍認(rèn)為常規(guī)游梁式抽油機(jī)既有它的優(yōu)勢(shì)，也有能耗高的缺點(diǎn)。為克服常規(guī)抽油機(jī)能耗高的缺點(diǎn)，目前國(guó)、內(nèi)外研究者主要采取了兩個(gè)途徑：一是在常規(guī)游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上改變結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，即改變扭矩因數(shù)使懸點(diǎn)扭矩曲線產(chǎn)生變位，或按照變矩平衡原理，研制開(kāi)發(fā)了許多節(jié)能高效的新型節(jié)能游梁式抽油機(jī)，使傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)又呈現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力；另一個(gè)是從原理到結(jié)構(gòu)形式上另辟新徑，研制開(kāi)發(fā)非四連桿機(jī)構(gòu)的新型節(jié)能抽油機(jī)，如立式無(wú)游梁抽油機(jī)、電動(dòng)潛油螺桿泵

15、和無(wú)桿泵等。這兩大抽油機(jī)都已在油田上被廣泛采用。第 2 章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)2.1 抽油機(jī)系統(tǒng)的組成抽油機(jī)是將原油從井下舉升到地面的主要采油設(shè)備之一。常用的有桿抽油設(shè)備主要由三部分組成：一是地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備即抽油機(jī)；二是井下的抽油泵，它懸掛在油井油管的下端；三是抽油桿，它將地面設(shè)備的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給井下抽油泵。三部分之間的相互位置關(guān)系如圖 3 所示。抽油機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)帶動(dòng)抽油桿及抽油泵柱塞作上下往復(fù)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將原油從井下舉升到地面的目的。2.2 抽油機(jī)工作原理游梁抽油機(jī)的工作原理是由交流電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)拖動(dòng)抽油泵，沿著重力作用方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而把原油從數(shù)

16、百至數(shù)千米的井下抽到地面。分析其負(fù)載特性可知其慣量較大，而不同的油井的粘度大小又很不同，當(dāng)油的粘度較大時(shí)，泵的效率也變低，往往啟動(dòng)也很困難。該負(fù)載又是周期負(fù)載，上升、下降行程負(fù)載性質(zhì)亦不同，下降時(shí)尚帶有位勢(shì)負(fù)載性質(zhì)。為適應(yīng)這復(fù)雜的工況，抽油機(jī)的配置及其實(shí)際工作狀態(tài)往往只能是大馬拉小車游梁式抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)為反復(fù)上下提升，一個(gè)沖程提升一次，其動(dòng)力來(lái)自電動(dòng)車帶動(dòng)的兩個(gè)重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊，當(dāng)滑塊提升時(shí)，類似杠桿作用，將采油機(jī)桿送入井中；滑塊下降時(shí)，采油桿提出帶油至井口，當(dāng)抽油機(jī)工作時(shí)，整個(gè)過(guò)程中負(fù)載是變化的。工作分為兩個(gè)沖程，抽油機(jī)上沖程時(shí)，驢頭懸點(diǎn)需要作出很大的功，這時(shí)電動(dòng)機(jī)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。在下沖過(guò)程時(shí)

17、，抽油機(jī)桿柱轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)做功，使電動(dòng)機(jī)處于類似發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。抽油機(jī)未平衡時(shí)，上，下沖程的負(fù)載極度不均勻，這樣將嚴(yán)重地影響抽油機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)、減速箱和電動(dòng)機(jī)的效率和壽命，惡化抽油機(jī)的工作條件，增加它的斷裂可能性。為了消除這些缺點(diǎn)，一般在抽油機(jī)的游梁尾部或曲柄上或兩處都加上平衡配重。這樣一來(lái)，在懸點(diǎn)下沖程時(shí)，要把平衡重從低處抬到高處，增加平衡配重的位能。為了抬高平衡配重，除了依靠抽油桿柱下落所釋放的位能外，還要電動(dòng)機(jī)付出部分能量。在上沖程時(shí)，平衡重由高處下落，把下沖程時(shí)儲(chǔ)存的位能釋 放出來(lái)，幫助電動(dòng)機(jī)提升抽油桿和液柱，減少了電動(dòng)機(jī)在上沖程時(shí)所需給出的能量。2.2 系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)）簡(jiǎn)圖圖 4 機(jī)

18、構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第 3 章 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)分析與確定懸點(diǎn)載荷 P、抽油桿沖程 S 和沖次 n 是抽油機(jī)工作的三個(gè)重要參數(shù)，其中：（1） 懸點(diǎn)指執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點(diǎn)；（2） 懸點(diǎn)載荷 P（kN）指抽油機(jī)工作過(guò)程中作用于懸點(diǎn)的載荷；（3） 抽油桿沖程 S（m）指抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大位移；（4） 沖次 n（次/min）指單位時(shí)間內(nèi)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。本小組為裝備 10-2 班第 3 小組，根據(jù)任務(wù)書要求，確定設(shè)計(jì)參數(shù)如下表 1 設(shè)計(jì)參數(shù)上沖程時(shí)間下沖程時(shí)間沖程 S(M)懸點(diǎn)載荷 P(N)/MIN) 8T/157T/151.87P =20，P =512設(shè)計(jì)要求：抽油桿上沖程時(shí)間為

19、8T/15，下沖程時(shí)間為 7T/15，則可推得上沖程曲柄轉(zhuǎn)角為192，下沖程曲柄轉(zhuǎn)角為 168。(1) 極位夾角 12 12（2）行程要求經(jīng)查閱資料可知，通常取 e/c=1.35S = e =1.35c(3)最小傳動(dòng)角要求 40min圖 5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析3.2 按 K 設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)如圖所示（1）任選固定鉸鏈中心 D 的位置，由搖桿長(zhǎng)度 和擺角 做出搖桿的兩個(gè)c極限位置 C D 和 C D。12（2）（3）連接 C 和 C ，做 C M 垂直于 C C12112。作C C N 90 ，C N 與 C M 交于點(diǎn) P，可見(jiàn)C PC 111212（4）作 PC C 的外接圓，在此圓周上任取一點(diǎn)

20、A 作為曲柄的固定鉸鏈中12心 連 接 AC 和 AC 因 同 弧 所 對(duì) 圓 周 角 相 等 ， 所 以12C AC C PC 1212（5）因極限位置處曲柄與連桿共線，故AC =b-a，AC =b+a 從而得到11a (AC AC )/ 212b (AC AC )/ 212AD=d 圖 6 圖解法按 K 設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)45 ,55在限定范圍取 5 組數(shù)據(jù)內(nèi)取、c，計(jì)算 a、d、b，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸；表 2 圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)數(shù)據(jù)a123450.5000.5600.6300.6800.5051.5001.6001.7001.7601.9001.4001.5001.6901.70

21、01.3202.4002.5002.6002.4502.4393.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析利用 Matlab 軟件進(jìn)行編程計(jì)算和畫圖，具體程序在附錄中。其中通過(guò)（3）組數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序運(yùn)行得到結(jié)果為： 圖 7 運(yùn)動(dòng)位移圖圖 8 運(yùn)動(dòng)速度圖 圖 9 運(yùn)動(dòng)加速度圖此時(shí) 50 滿足傳動(dòng)角條件確定四桿桿長(zhǎng)長(zhǎng)度為a=0.630;b=1.700;c=1.690;d=2.560;其滿足曲柄條件且如圖加速度有最小值 a =0.4575m/max懸點(diǎn)上沖程中最大速度為：=0.6511m/sVmax第 4 章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)分析4.1 傳動(dòng)比分配和電動(dòng)機(jī)選擇已知懸點(diǎn)最大速度。 0.

22、6511m/smax（1）根據(jù)工況初采用展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速，聯(lián)合 V 型帶傳動(dòng)減速，選用三相籠型異步電機(jī) ，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V Y 型由電機(jī)至抽油桿的總傳動(dòng)效率為： 3212345其中， 分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和四連桿執(zhí)行機(jī)構(gòu), , , ,12345的傳動(dòng)效率。 取 0.95， 取 0.98， 取 0.97， 取 0.99， 取 0.90。（2）預(yù)選滾子軸承，8 級(jí)圓柱斜齒輪， 則 0.95 0.98 0.97 0.99 0.90 0.749532Fv201000 0.65111000 0.7495則電動(dòng)機(jī)所需工作功率P d 17.4KW1000（3）根據(jù)手冊(cè)推薦的傳

23、動(dòng)比合理范圍，取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，二級(jí)i 2 40圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比的合理范圍為i 16 160，故電機(jī)轉(zhuǎn)i 8 402a速可選范圍為 i n (16 160) 7 117 1120r / minda（4）選擇電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750，1000 r/min考慮速度太小的電機(jī)價(jià)格、體積、重量等因素，表 3 電機(jī)數(shù)據(jù)表滿載轉(zhuǎn)速r/min730最大額矩18.518.51.81.82.02.0Y200L1-6970由于 Y200L1-6 會(huì)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比過(guò)大，因此綜合考慮后，選定電機(jī)型號(hào)為Y225S-8（5）確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比730ni 104.28

24、mn7a分配傳動(dòng)比，初選 V 帶i 3.0，以致其外廓尺寸不致過(guò)大，0104.3i則減速器傳動(dòng)比為i 34.7ni3.00則二級(jí)齒輪減速器，高速級(jí) 1.334.7 6.71，i1i 34.7則低速級(jí)i 5.176.712i1傳動(dòng)分配如下圖所示 圖 10 傳動(dòng)分配示意圖4.2 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速：7303.0niI 軸n 1 243.3r/minm0243.36.71n1iII 軸III 軸n 36.25r/min2036.25nn 7.01r/min25.173i0曲柄轉(zhuǎn)軸n n 7.01r/min434.3 各軸扭矩計(jì)算17.4730Pdn電機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩：T 9550 9550 227.6N

25、mdm各軸輸出轉(zhuǎn)矩I 軸T T i 227.63.0 0.95 648.66Nm1d001II 軸III 軸T T i 648.66 6.71 0.98 4137.7Nm21112T T i 4137.75.17 0.98 0.97 20335Nm3d223曲柄轉(zhuǎn)軸T T 20335.1 0.98 20131.8Nm13014.4 各軸功率計(jì)算計(jì)算各軸輸入功率： I 軸P P 17.4 0.95 16.53KW1d01II 軸III 軸P P 16.53 0.98 0.97 15.71KW2112P P 15.71 0.98 0.97 14.93KW3223曲柄轉(zhuǎn)軸P P 16.53 0.99

26、 14.78KW1334各軸輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率 0.98，則P 0.98P 16.53 0.98 16.19KW11P 0.98P 16.19 0.98 15.39KW22P 0.98P 15.39 0.98 14.63KW33P 0.98P 14.78 0.98 14.48KW44第 5 章 齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.1.1 確定材料及許用應(yīng)力選取圓柱斜齒輪硬齒面的組合：小齒輪用20CrMnTi,滲碳淬火，齒面硬度為56-62HRC,56-62HRC, 1500MPa , 850Mpa ;大齒輪用 20Cr 滲碳淬火，齒面硬度為FE 1500MPa ,

27、 850Mpa ;取 S 1.25 ， S 1，取 Z 2.5 ，H lim1H lim1FEFHHZ 189.8 ；E 0.70.7850FEMpa 476MpaS1.25F1F 2F1500 H lim1ESMpa 1500Mpa1H1H 2H5.1.2 按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪按 8 級(jí)精度制造。取載荷系數(shù) K 1.3 ，齒寬系數(shù) 0.8d計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P26.53243.3T 9.55101 9.5510 6.410Nm666n1初選螺旋角 15齒數(shù) z 取，則 z 6.7119 127z 192191齒形系數(shù) 21.08zcos 15v1363z v2140.95cos 15

28、3查手冊(cè)可得Y 2.88 Y 2.25 S 1.57 S 1.85Fa1Fa2Sa1Sa2 Y S2.881.57Y S2.271.85因?yàn)?0.0095 0.0082 Ya1 Sa1Ya2 Sa2476476F1F 2故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。法向模數(shù)2KT Y Y21.36.4106 cos0.0095cos 15 3.712 2 mmm Fa1 Sa12330.8192Z21dF1取 m 3mm。a m z z3(19 127)中心距 a 302.59mm取a 305mm122 cos2 cos15 m z z確定螺旋角 arccos16 465 1212am齒輪分度圓直徑 d 79

29、.389mmncos1md 530.652mmncos2b d 0.879.389 63.511mm取b 65mm,b 70mmd1215.1.3 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度2KT u 121.36.410 4.326189.82.5 cos164651 Z Z Zu5079.3893.32HEHBbd21 1044MPa 安全所以1500MPaH15.1.4 齒輪圓周速度d n 70.389 243.3v 1.01m / s1 16010060100選擇 8 級(jí)齒輪精度合適。5.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 確定材料及許用應(yīng)力選取圓柱斜齒輪硬齒面的組合：小齒輪用20CrMnTi,滲碳淬火，齒面

30、硬度為56-62HRC, 1500MPa , 850Mpa ;大齒輪用 20Cr 滲碳淬火，齒面硬度為FEH lim1H lim156-62HRC, 1500MPa , 850Mpa ;取 S 1.25 ， S 1，取 Z 2.5 ，F(xiàn)EFHHZ 189.8 ；E 0.70.7850FEMpa 476MpaS1.25F1F 2F 15001 H lim1ESMpa 1500MpaH1H 2H5.2.2 按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪按 8 級(jí)精度制造。取載荷系數(shù) K 1.3 ，齒寬系數(shù) 0.8d計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P15.7136.25T 9.55101 9.5510 4.1310Nm666n1初

31、選螺旋角 15齒數(shù) z 取，則 z 5.1731160z 311231齒形系數(shù)z 34.45177.7cos 15v13160z v2cos 153查手冊(cè)可得Y 2.55 Y 2.16 S 1.65 S 1.88Fa1Fa2Sa1Sa2Y S2.551.65Y S2.161.88因?yàn)?0.0088 0.00853 Ya1 Sa1Ya2 Sa2476476F1F 2故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。法向模數(shù)2KT Y Y21.34.13106 cos0.0088cos 15 4.8552 2 mmm Fa1 Sa12330.8160Z212ndF1取 m 5mm。n m z z5(31160)中心距

32、 a 494.81mm 取 a 495mmn122 cos2 cos15 m z z確定螺旋角 arccos15 2806122am齒輪分度圓直徑 d 160.688mmncos1md 829.357mmncos2b d 0.8160.688 128.55mm 取b 130mm,b 135mmd1215.2.3 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度2KT u 121.34.1310 4.326189.82.5 cos15 Z Z Z130160.68823.32uHEHBbd211500 950MPa MPaH15.2.4 齒輪圓周速度 d n 160.688 36.25v 0.3048m / s1 160100

33、60100選擇 8 級(jí)齒輪精度合適。5.3 結(jié)論及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖高速級(jí)幾何尺寸d 79.389mm1d 530.652mm2h (h c y)m 4mm*aah (h c x )m 5.4mm*fa1d d 2h 87.389mma11ad d 2h 538.652mma22ad d 2h 76.589mmf 11fd d 2h 520.252mmf 22f低速速級(jí)幾何尺寸d 160.688mm1d 829.357mm2h (h c y)m 5mm*aah (h c x )m 6.75mm*fa1d d 2h 170.688mma11ad d 2h 5839.357mma22ad d 2h 147.

34、188mmf 11fd d 2h 815.857mmf 22f圖 11 齒輪結(jié)構(gòu)示意圖第 6 章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 帶鏈傳動(dòng)的方案比較鏈傳動(dòng)是通過(guò)鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。具有無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過(guò)載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動(dòng)尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力小；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作等特點(diǎn)；然而它僅能用于兩平行軸間的傳動(dòng)；成本高，易磨損，易伸長(zhǎng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷、振動(dòng)、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動(dòng)中。而帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性

35、帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力，且其造價(jià)低廉、不需潤(rùn)滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)，因此，帶傳動(dòng)常適用于大中心距、中小功率、帶速 v =525m/s，在近代機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛，綜合考慮帶鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)我們選擇帶傳動(dòng)。6.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）計(jì)算功率 PcP K PcA查表，由于載荷變動(dòng)較大 K 取 1.3，P17.4kWA故 P 1.317.4 22.62KW n 730r / minc（2）選取 V 帶型號(hào)i查圖選取 C 型帶，小帶輪d200355mm。查表初選 d 236mm11大 輪 準(zhǔn) 直 徑 d i d (1

36、 ) 3.0 236 0.99 700.92mm ， 在 允 許 范 圍 內(nèi) 取21d 710mm2（3） 驗(yàn)算帶速 v d n 3.14 236 730在 525m/s 之間，故能充分發(fā)揮 V 帶的 9.015m / sv 11601000傳動(dòng)能力。（4） 確定中心距 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L601000ad初定中心距 a 1.5(d d ) 1.5 (236 710) 1419mm12取1500mm ；符合0.7(d d ) a 2(d d )1212帶長(zhǎng)(d d )L 2a (d d ) 4560d1d 224a00d1d 20查表取L 4500d實(shí)際中心距L La a 1470mm0d20（

37、4） 驗(yàn)算小帶輪包角d d 1802157.3 161 120包角合適1（5） 確定 V 帶的根數(shù)因 d 236mm n 730r / min 傳動(dòng)比 i=3.0，由表線性插值得 p 5.12KW1i0 P 0.71KW K 0.95 K 1.04L22.62Pc則 z 3.92(P P)K K(5.12 0.71) 0.951.040L取 z=4 根（6） 確定初拉力 F。單根普通 V 帶的初拉力 C 帶 q=0.37kg/m2.5 500 22.62 2.5PcF 500 (1) qv (1) 0.37 (9.015) 541.96N22zv K49.0150.950（7） 計(jì)算帶輪軸所受

38、壓力161F 2zF sin 2 4541.96sin 4276N122Q06.3 結(jié)論及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選取 C 型 V 帶 中心距 a 1470mm 帶長(zhǎng)L 4500mmd大帶輪 d 236mm1小帶輪 d 710mm2圖 12 帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第 7 章 軸系部件設(shè)計(jì)計(jì)算7.1 各軸初算軸徑I 軸：1.選擇軸材料 45 鋼 調(diào)質(zhì) 217255HBSP16.53243.32.初算軸徑 取 C=110 得d C110 44.9mm33minn因軸上要開(kāi)鍵槽，故將軸徑增加 4%5%,取軸徑為 48mm。II 軸：1.選擇軸材料 45 鋼 調(diào)質(zhì) 217255HBSPn15.5736.252.初算軸徑 取 C

39、=110 得d C110 82.9mm33min因鍵槽影響，故將軸徑增加 4%5%,取軸徑為 86mm。 III 軸：1.選擇軸材料 45 鋼 調(diào)質(zhì) 217255HBSP14.937.012.初算軸徑 取 C=110 得d C110141.52mm33minn因鍵槽影響，故將軸徑增加 4%5%,取軸徑為 145mm。7.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 13 I軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 14 II軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 15 III軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3 滾動(dòng)軸承壽命驗(yàn)算7.3.1 第一對(duì)軸承9.55P9.5516.53 0.98齒輪減速器高速級(jí)傳遞的轉(zhuǎn)矩T 0.635KNm12243.31n1具體受力情況見(jiàn)圖（1）軸 I 受力分析

40、2T 20.635106齒輪的圓周力 F F 15999N179.381 2d1tan齒輪的徑向力齒輪的軸向力F F F 6129 Nn cos16 4651r1r21F F F tan16 46 51 4830N a2a11（2）計(jì)算軸上的支反力經(jīng)計(jì)算得垂直面內(nèi) F 1370N F 5246NVA1VB1 圖 16 第一對(duì)軸承受力分析水平面內(nèi) F 4099N F 11899NHA1HB1（3）軸承的校核初選軸承型號(hào)為 32212輕微沖擊，查表得沖擊載荷系數(shù) f 1.2p 計(jì)算軸承 A 受的徑向力F F F 4321N22rA1HA1VA1軸承 B 受的徑向力F F F 5579N22rB1H

41、B1VB1計(jì)算附加軸向力F查表得 3000 型軸承附加軸向力 F 查得Y 0.8r2YsFF則 軸承 A F 2700N ，軸承 B F 3486NrB1rA12Y2YsA1sB10計(jì)算軸承所受軸向載荷0由于 F F F ，即 B 軸承放松，A 軸承壓緊a1sa1sB1由此得 F 4830 2700 7530N,F 3486NaA1計(jì)算當(dāng)量載荷aB175306128F軸承 A e 0.43 ,1.22 e 查得 X 0.4,Y 1.4aA1Fra1則 P f (X F Y F ) 1.2(0.461281.47530) 15591N ,A1pA1 rA1A1 aA13480F軸承 B e 0.

42、43 , 0.62 e查得 X 0.4,Y 1.4aB1F5579rB1則 P f (X F Y F ) 1.2 (0.45579 1.43480) 8530NB1pB1 rB1B1 aB1軸承壽命 計(jì)算Lh因，按軸承 B 計(jì)算 查得CP PA1B1r10610613200C1010L h( ) () 0.810h5r3360n P60243.3 15591B17.3.2 第二對(duì)軸承（1）軸 II 受力分析2T 2 4.737106齒輪的圓周力 F F 16242N2160.6881 2d2 tan齒輪的徑向力齒輪的軸向力F F F cos 22311Nnr2r21F F F tan 2155

43、1N1a2a1（2）計(jì)算軸上的支反力經(jīng)計(jì)算得垂直面內(nèi) F 8084N F 14108NVA2VB2水平面內(nèi) F 48543N F 72225NHA2HB2（3）軸承的校核初選軸承型號(hào)為 32218輕微沖擊，查表得沖擊載荷系數(shù) f 1.2p 計(jì)算軸承 A 受的徑向力F F F 49211N 73589N22rA2HA2VA2軸承 B 受的徑向力F F F22rB2HB2VB2計(jì)算附加軸向力F查表得 3000 型軸承附加軸向力 F 查得Y 0.8r2YsFF則 軸承 A F 30756N ，軸承 B F 45993NrB2rA22Y2YsA2sB20計(jì)算軸承所受軸向載荷0由于 F F F F ，即

44、 B 軸承放松，A 軸承壓緊a3a2sB2sA2由此得 F 61633N,F 45993NaA2計(jì)算當(dāng)量載荷aB2F軸承 A e 0.36 ,1.25 e 查得 X 0.4,Y 1.7aA2Fra2則 P f (X F Y F ) 1.2 (0.4 492111.4 65814) 157881N ,A2pA2 rA2A2 aA2F軸承 B e 0.36 , 0.62 e 查得 X 0.4,Y 1.7aB2FrB2則 P f (X F Y F ) 1.2(0.4735891.745993) 129148NB2pB2 rB2B2 aB2軸承壽命 計(jì)算Lh因，按軸承 A 計(jì)算 查得C 270kNP

45、PA1B1r106106270000C1010L h( ) () 2.710h4r3360n P6036.25 157881B1滿足要求。 圖 17 第二對(duì)軸承受力分析7.3.3 第三對(duì)軸承（1）軸 III 受力分析2T 220.131106齒輪的圓周力F 2 48546NF33d829.3573tan齒輪的徑向力齒輪的軸向力F F F cos 18597 Nnr3r41F F F tan 17669 N1a3a4（2）計(jì)算軸上的支反力經(jīng)計(jì)算得垂直面內(nèi)F 23412NVB3F 8071NVA3圖 18 第三對(duì)軸承受力分析水平面內(nèi)17851NF HA3FHB3 27834N（3）軸承的校核初選軸

46、承型號(hào)為 32228輕微沖擊，查表得沖擊載荷系數(shù)f p1.2 計(jì)算軸承 A 受的徑向力F F F 19880N22rA3HA3VA3軸承 B 受的徑向力F F F 36368N22rB3HB3VB3計(jì)算附加軸向力F查表得 3000 型軸承附加軸向力 查得 0.8FYr2YsFF則 軸承 A12425 ，軸承 BF 22730NrB3FNrA32Y2YsA3sB300計(jì)算軸承所受軸向載荷由于 F F F ，即 B 軸承放松，A 軸承壓緊a4sa3sB3 由此得 F 22730N,F 30094NaA1計(jì)算當(dāng)量載荷aB1F軸承 A 0.48,1.1 查得 0.4, 1.3eaA3eXYFra3則P

47、 f (X F Y F ) 45001NA3pA3 rA3F軸承 B 0.48 ,eFX 0.4,Y 1.3則f X F (PB3pB3 rB3軸承壽命 計(jì)算Lh， 按 軸 承 B 計(jì) 算 查 得因P PA1B1C 340kNr106340000C10L h( ) (5r3360n PB17.4 軸的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算軸17.4.1 I軸的校核：彎扭強(qiáng)度校核(1)求垂直面的支承反力：F 1370N,F 5246NV1V 2(2)求水平面的支承反力：F 4099N,F 11899NH1H 2(3)求 F 在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：F 4830N1F(4)繪制垂直面彎矩圖M F l 548NMaV2V2M F

48、 l 143NMa V1V1（5）繪制水平面彎矩圖M F l 428NMah2h2 M F l 1169NM圖 19 彎矩圖a h11h（6）繪制 F 力產(chǎn)生的彎矩圖M F l 571NMaFa3（7）求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把 M 與 M M直接相加22aFavaHM M M M 1266NM22aaFavaH 1748MMM2M2NMaaFavaH（8）求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：從圖可見(jiàn)，m-m 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) 0.6）M M 2 ( T )2 1789NMe（9）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 因?yàn)椴牧线x擇 45 調(diào)質(zhì)，查得 650MPa， 60MPa 則：b1bMd

49、 66.8mme30.11b因?yàn)?d 70 66.8mm ，所以該軸是安全的。 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 T T W已知，查得 40MPa0. 2d3tT635103d 42.9mm330.20.240滿足要求。 扭轉(zhuǎn)剛度校核32Tl 已知 1G d432Tl3263510 6003d 40.84mm4G4 810 4180滿足要求。 7.4.2 II軸的校核：彎扭強(qiáng)度校核(1)求垂直面的支承反力：F 8084N,F 14108NV1V 2(2)求水平面的支承反力：F 48543N,F 72225NH1H 2(3)繪制垂直面彎矩圖M F l 711.39NMaV2V2M F l 1241NMa V1V1（

50、4）繪制水平面彎矩圖M F l 4271NMah2h2圖 20 彎矩圖M F l 6355NMa h11h（7）求合成彎矩圖：M M M 4329NM22aavaH 6475MM2M2NMaavaH（8）求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) 0.6 ）M M 2 ( T)2 8392NMe（9）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 因?yàn)椴牧线x擇 45 調(diào)質(zhì)，查得 650MPa， 60MPa 則：b1bMd 110.8mme30.11b因?yàn)?d 120 110.8mm ，所以該軸是安全的。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 T T W已知，查得 40MPa0. 2d3tT8900100.2403d 103mm330.2 滿

51、足要求。扭轉(zhuǎn)剛度校核32Tl 已知 1G d432TL32890010 4003d 72mm4G4 810 4180滿足要求。7.4.3 III軸的校核：彎扭強(qiáng)度校核(1)求垂直面的支承反力：F 8071.5N,F 23412NV1V 2(2)求水平面的支承反力：F 17851N,F 27831NH1H 2(3)繪制垂直面彎矩圖圖 21 彎矩圖M F l 1251NMaV2V2M F l 3628NMa V1V1（4）繪制水平面彎矩圖M F l 2767NMah2h2M F l 4313NMa h1h1（5）求合成彎矩圖：考 慮 最 不 利 的 情 況 ， 把 M與aFM2 M2直接相加ava

52、HM M M M 3036NM 563522aaFaFavaH MMM2M2NMaavaH（8）求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：從圖可見(jiàn)，m-m 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) 0.6） M M 2 ( T )2 13328NMe（9）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 因?yàn)椴牧线x擇 調(diào)質(zhì)，查得 650MPa， 60MPa 則：45b1bMd 118mme30.11b因?yàn)?d 140 66.8mm ，所以該軸是安全的。 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 T T 已知，查得 40MPa0. 2d3WtT620131100.2 403d 136mm330.2滿足要求。 扭轉(zhuǎn)剛度校核32Tl 已知 1G d432Tl32201311

53、0 6003d 96mm4G4 810 4180滿足要求。第 8 章 連接件的選擇和計(jì)算8.1 齒輪連接平鍵的選擇與計(jì)算8.1.1 中間軸上的鍵（1）鍵的選擇選擇 A 型普通平鍵 2012 的鍵連接（2）鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力為 =100-120MPa，取 =110MPa。pp4T4 648 103 36MPa 110 MP2dhl 12 120 50ppa 故此鍵能安全工作。8.1.2 III軸上的鍵（1）鍵的選擇選擇 A 型普通平鍵3218的鍵連接（2）鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力為 =100-120MPa，取 =110MPa。pp

54、4T4 4137 103 59MPa 110 MP2dhl 130 18 120ppa故此鍵能安全工作。8.2 帶輪連接平鍵的選擇與計(jì)算8.2.1大帶輪上的鍵（1）鍵的選擇查表選擇 C 型1610普通平鍵（2）鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由參考資料 1中的表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 =100-120MPa，取 =110MPa。pp2T1hld4 227.6 10310 154 48 12.28MPa 110 MPppa故此鍵能安全工作。8.2.2小帶輪上的鍵（1）鍵的選擇查得 Y225S-8 型電機(jī)輸出軸直徑為 60mm 故選擇 A 型18 11普通平鍵（2）鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸和

55、輪轂的材料都是鋼，由參考資料 1中的表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 =100-120MPa，取 =110MPa。pp 4T1hld4 227.6 10311120 60 11.46MPa 110 MPppa8.3 螺紋連接件的選擇表 4 螺紋連接件選擇尺寸M246M20機(jī)蓋與基座連接螺栓直徑M12M10M8軸承蓋螺栓直徑窺視孔蓋螺栓直徑定位銷直徑M10 第 9 章 設(shè)計(jì)結(jié)論匯總9.1 已知條件：設(shè)計(jì)參數(shù)下沖程時(shí)間7T/15懸點(diǎn)載荷 P(N)P =20，P =5/MIN)78T/151.8129.2 結(jié)論1. 四桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)6301700169026002. 最終實(shí)際傳動(dòng)比 iV 帶3.06.71

56、5.173. 各軸轉(zhuǎn)速nn (r/min)(r/min)7.0112243.336.254. 各軸輸入功率 P16.5315.7114.935. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 TT (kNm)20.6484.13720.1316. 帶輪主要參數(shù) 12d（mm）（mm）2367101470450047高、低速級(jí)齒輪參數(shù)nz112879.389530.65287.389538.65276.589520.25270z2d （mm）1d (mm)2d （mm）a1a2f 11651358820CrMnTi，齒面滲碳淬20CrMnTi，齒面滲碳淬火，齒面硬度 5862HRC 火，齒面硬度 5862HRC 總結(jié)經(jīng)過(guò)小組成

57、員的共同努力,我們終于完成了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的工程訓(xùn)練任務(wù)常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在完成任務(wù)的過(guò)程中,我們遇到了許多困難,一遍又一遍的計(jì)算,一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改這都暴露出了我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及一些基礎(chǔ)課程所掌握知識(shí)的欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足；在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)之初,由于對(duì) Matlab 軟件的基本操作和編程的不了解，使四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)耗費(fèi)了大量的時(shí)間，不同的機(jī)架位置得出了不同的結(jié)果,令我們非?？鄲?后來(lái)在老師的指導(dǎo)下,我們學(xué)會(huì)了借助 Matlab 軟件進(jìn)行優(yōu)化分析獲得最優(yōu)桿長(zhǎng)；在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),面對(duì)功率大,傳動(dòng)比也大的情況,我們一頭霧水，后來(lái)借助課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書和機(jī)械手冊(cè)，我們最終確定了機(jī)械參數(shù)。盡管這次

58、工程訓(xùn)練任務(wù)的時(shí)間是漫長(zhǎng)的 ,過(guò)程是曲折的,但我們的收獲非常大 .不僅僅掌握了四連桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)和帶傳動(dòng)以及齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟與方法 ;對(duì)機(jī)械制圖、Matlab 和 Auto CAD ,Word 等也有了更好的掌握；在整個(gè)過(guò)程中, 我們還暴露出很多問(wèn)題，再設(shè)計(jì)之初比較懈怠，結(jié)果在后部分時(shí)間手忙腳亂，缺乏經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力，因而通過(guò)本次訓(xùn)練，是對(duì)我們很好的鍛煉，最后感謝老師的悉心幫助以及小組成員的團(tuán)結(jié)一致，保證了訓(xùn)練任務(wù)的順利完成。參 考 文 獻(xiàn)1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高等教育出版社 楊可楨 程光蘊(yùn)主編（第五版）19992、機(jī)械原理 高等教育出版社 孫桓等 主編 （第七版）20063、機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版

59、社 濮良貴 主編 （第七版）20064、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社，王淑仁主編 20065、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社，唐增寶等主編（第二版）19986、游梁式抽油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 石油工業(yè)出版社 張建軍主編 20057、游梁式抽油機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 石油工業(yè)出版社 張學(xué)魯主編 2001 東北石油大學(xué)工程訓(xùn)練成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表教授評(píng)分按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作工作量、工作態(tài)度和出勤率1量符合教學(xué)要求，工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率 20高，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，善于與他人合作。課程設(shè)計(jì)選題合理，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)練準(zhǔn)確，分析問(wèn)題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文理通順，撰寫規(guī)范， 45圖表完備正確。工作中有創(chuàng)新意識(shí)，

60、對(duì)前人工作有一些改進(jìn)或有54能正確回答指導(dǎo)教師所提出的問(wèn)題。指導(dǎo)教師：年月日 Editors note:Judson Jones is a meteorologist, journalist and photographer. He hasfreelanced with CNN for four years, covering severe weather from tornadoes totyphoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr(CNN) - I will always wonder what it was like to huddle aroun