【正文】 FF N 2)水平的支撐反力 85211 ??? tHH FFF N 3)F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 9729601 ????? L KFF FN 4 7 112 ??? FF FFF N 4)繪垂直面的彎矩圖（ a） 圖 76 低速軸受力圖 `2 ??? LFM vav N?m 5）繪水平面的彎矩圖（ b） 2 5`1 ??? LFM HaH N?m 6） F產(chǎn)生的彎矩力（ c） 8 72 ??? KFM F N?m aa截面 F力產(chǎn)生彎矩為 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 7 3`1 ??? LFM FaF N?m 7）考慮最不利的情況（ d） 2222 ??????? aHaHava MMMM N?m 8）求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（ e） ??? dFT t N?m 9）求危險(xiǎn)界面的當(dāng)量彎矩 .由圖可見 aa截面最危險(xiǎn)（ f） ? ?22 TMM ae ??? 取 ? =.06 可得 eM =?m 10）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸的材料用 40 鋼調(diào)質(zhì)。m 0 1 220tan2 7 8 1tan22 ????? ?tr FF N 中間軸 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 TI=m 8）求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（ e） 32 ????? ?dFTtNm 5）繪水平面的彎矩圖（ b） 1 9 3 4 6 0` 31 ?????? ?LFM HaH N =（ D2+D） 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選： 高速軸的連接螺栓直徑為 10mm 中間軸的連接螺栓直徑為 16mm 低速軸的連接螺栓直徑為 20mm 并由此計(jì)算端蓋的各個(gè)參數(shù)。不安裝零件的各軸段長(zhǎng)度可根據(jù)主上零件的相應(yīng)位置來確定。當(dāng)滾動(dòng)軸承用軸肩定位時(shí)， 其軸肩直徑由滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)中查出。 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 電動(dòng)機(jī) : min/9601 rn ? 高速級(jí) : 轉(zhuǎn)速 min/2402 rn ? ,輸入功率 : ?P 求計(jì)算功率 cp 查表 138 得 ?Ak 得 : ????? PkP Ac 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 v 帶型號(hào) 選擇普通 v 帶，由圖查表查出選用 A 型 . 求大小帶輪基準(zhǔn)直徑 12,dd 由表 139 得 mm751 ?d ，現(xiàn)取 mm1001 ?d . 則 ? ? ? ? ??????? ?dnnd 取 mm4002 ?d （雖使 2n 略有減小，但其誤差小于 5%，故允許） 驗(yàn)算帶速 v s/ 960100100060 11 ?? ????? ?? ndv 求 v 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dl 和中心距 a 初步選取中心距 ? ? ? ? 210 ?????? dda 帶長(zhǎng)： ? ? ? ? mm23157504 202122100 ???????????? a ddddaL ? 查表 132，對(duì) A 型帶適用 mm2500?dL 實(shí)際中心距： 231525007502 00 ??????? ?????? LLaa d 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 驗(yàn)算小帶輪包角 ? ???????????????? 12 d? 所以合適 求 v 帶根數(shù) Z 00()calpZ p p k k? ?? 令 min/9601 rn ? ， mm1001 ?d 查 133 得： ?P 傳動(dòng)比： ? ? ? ? 40011 2 ????? ?d di 查表 135 得： ??P 由 ?? ? 查表 137 得 ? ，查表 132， ?l ? ? ?????Z 取 3 根 求作用在帶輪軸上的壓力 aF kg/ mq ? 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 則單根 v 帶的初拉力： 320 ??????? ???????? ?????????????? ?? qvkZv pF c?N 作用在軸上的壓力： i i n2 10 ???????? ?ZFF a N 結(jié)論：選擇普通 V帶，帶數(shù)為 3，小輪直徑 100mm,大輪直徑 400mm,中心距為 圖 61 帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn) 圖 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 第 7章 減速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 高速軸 I： 材料為 40MnB 調(diào)至，硬度 241— 286HBS 取 C=115 d≥C311nP =1153 = 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱 d=d+5%d= （有一個(gè)鍵槽） 取 d=30mm 中間軸設(shè)計(jì)計(jì)算 中間軸 II: 材料為 40Cr 調(diào) 質(zhì) 取 C=111 d＞ C322nP =1113 = 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱 d=d+10%d= （有兩個(gè)鍵槽） 取 d=50mm 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 低速軸 材料為 40 鋼調(diào)質(zhì)； 取 C=108； d≥C333nP =1083 = 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱 d=d+10%d= （有兩個(gè)鍵槽） 取 d=80mm 初步設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)包括軸的軸向尺寸設(shè)計(jì)和軸的徑向尺寸、軸承的選擇、軸承配置、軸上零件定位、固定等內(nèi)容。 V 帶較平帶結(jié)構(gòu)緊湊，而且 V 帶是無接頭的傳動(dòng)帶，所以傳動(dòng)較平穩(wěn)，是帶傳動(dòng)中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)。 帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。 選擇材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪用 40MnB 調(diào) 質(zhì) ， 齒 面 硬 度 241 ～ 286HBS 1limH?=730MPa 1FE? =600MPa 大齒輪用 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 241～ 269HBS ；2limH=620MPa 2FE=510MPa 取HS= FS= [1H?]=HimHS 11? = MPa=584MPa [2H]= MPa=496MPa [1F?]=FFES1? = MPa=375MPa [2F] ? MPa= 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)矩： 562261 ???????? nPT N 5102 ?FE? MPa 取HS= F= [1]=HimHS 11? = MPa=584MPa [2H]= MPa=496MPa [1F]=FFES1? = MPa=375MPa [2F] ? MPa= 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造，取截面載荷系數(shù) K= 齒寬系數(shù)d?= 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩： T1=1066101nP =610 Nm ? ? ⅢⅢ ??????? nPTN 其中 n=8. 所以 ?wP 。 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 滿足 a 最小條件 利用 Matlab 軟件進(jìn)行編程計(jì)算和畫圖 ,求各組的加速度 ： 圖 32 第 1組運(yùn)行結(jié)果 圖 33 第 2組運(yùn)行結(jié)果 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 圖 34 第 3組運(yùn)行結(jié)果 圖 35 第 4組運(yùn)行結(jié)果 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 圖 36 第 5組運(yùn)行結(jié)果 根據(jù)數(shù)據(jù)分析圖可以進(jìn)行選擇利用四桿機(jī)構(gòu)加速度最小原理，即波峰波谷差絕對(duì)值最小，所選四桿機(jī)構(gòu)的尺寸為 l1=850。 48176。均滿足 L1 L2 L3 L4 γ ? 1 904 2950 2021 3852 75176。、 81176。 3) 連接 1C 和 2C ，并作 MC1 垂直于 21CC 。 繪制系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)）簡(jiǎn)圖 圖 21 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 第 3章 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)分析與確定 表 31 設(shè)計(jì)參數(shù) 上沖程的時(shí)間 下沖程的時(shí)間 沖程 S(m) 沖次 n(次 /min) 懸點(diǎn)載荷 P（ kN） 8T/15 7T/15 8 P1=20， P2=5 抽油桿上沖程時(shí)間為 8T/15，下沖程時(shí)間為 7T/15。 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 第 2章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 常見抽油機(jī)即 游梁式抽油機(jī) 是油田廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)抽油設(shè)備，通常由普通交流異步電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)。在各油田的原油生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位，并且隨著油田的進(jìn)一 步開發(fā)，各種新型節(jié)能抽油機(jī)將會(huì)得到廣泛地推廣和應(yīng)用。常規(guī)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、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。若我們將抽油機(jī)的系統(tǒng)效率平均提高 1596，就全國(guó)而言每年可節(jié)電近 1， 575109 kWh ，節(jié)約費(fèi)用 6． 3億元。 抽油機(jī)存在的問題 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 1999 年我國(guó)石油抽油機(jī)井采油年耗電總量 10 11kwh，占油氣生產(chǎn)總用電比例的 ％，年電費(fèi)支出達(dá) 42億；每臺(tái)在用的抽油機(jī)平均年維護(hù)費(fèi)用約 3000元，全國(guó)石油抽油機(jī)年維護(hù)費(fèi)用約 億元，而因維護(hù)設(shè)備影響油井產(chǎn)量約相當(dāng)，兩項(xiàng)合計(jì) 億元：全國(guó)抽油機(jī)采油操作成本總額 。但是由于氣缸調(diào)平衡困難，并且故障率較高，導(dǎo)致其難以推廣。 前置型抽油機(jī)：前置式游梁抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是橫梁靠近驢頭 ,支架在游梁末端 ,曲柄相對(duì)平衡重偏里，所以這種抽油機(jī)的總體結(jié)構(gòu)是緊湊的。 常規(guī)式游梁抽油機(jī) 在游梁的尾部裝設(shè)一定重量的平衡板，這是一種簡(jiǎn)單的平衡方式，適用于 3 噸以下的輕型抽油機(jī)。這種機(jī)型是目前除常規(guī)機(jī)以外發(fā)展最迅速的機(jī)型。它打破常規(guī)機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)的框架，以游梁尾部的偏輪為中心，形成獨(dú)特的六連桿體系，偏輪桿件均為剛性連接，保持了常規(guī)機(jī)的特點(diǎn)。由于省去了減速箱，故具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，維修及運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。試驗(yàn)表明，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的偏置式抽油機(jī)節(jié)電可達(dá) 20％。 圖 11 常規(guī)游梁式抽油機(jī) 前置式抽油機(jī) 前置式抽油機(jī)平衡后的理論凈扭矩曲線是一條比較均勻的接近水平的直線，因此其運(yùn)行平穩(wěn)，減速箱齒輪基本無反向負(fù)荷，連桿、游梁不易疲勞損壞，機(jī)械磨損小，噪聲比常規(guī)式抽油機(jī)低，整機(jī)壽命長(zhǎng)。 編寫研究報(bào)告一份。 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 3 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。兩種油井工況