抽油機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化初步報(bào)告(編輯修改稿)
2024-10-03 13:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D=72? γ min=48? ⑤ Φ =0? 時(shí)，∠ BCD=37? ，Φ =180? 時(shí)，∠ BCD=71? γ min=37? 滿足 a 最小 17 結(jié)論和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 由 matlab 畫曲柄的轉(zhuǎn)角與搖桿的加速度的關(guān)系曲線，再結(jié)合最小傳動(dòng)角和下止點(diǎn)的傳動(dòng)角的綜合考慮可以選擇方案三，即 。 如圖 為傳動(dòng)角最小時(shí)的抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖，如圖 傳動(dòng)角最大時(shí)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖 18 圖 傳動(dòng)角最小時(shí)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖 傳動(dòng)角最大時(shí)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖 19 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)分析計(jì)算 如圖 41 所示為電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪，齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)曲柄的示意圖。 圖 41 減速箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)比分配和電動(dòng)機(jī)選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇 如圖 所示，為抽油機(jī)搖桿在下止點(diǎn)時(shí)的四桿結(jié)構(gòu)件圖，驢頭受到最大 20 的懸點(diǎn)載荷 P=20KN,以固定支座 O1 為中心，取搖桿為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，則可列力學(xué)平衡方程 解得 變速器輸出的功率，即曲柄的功率為 ，曲柄的轉(zhuǎn)速為 n=8r/min,所以 = 則電動(dòng)機(jī)需要的有效功率為 。 為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需功率，必須計(jì)算電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總功率 P2，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 22 可以查出 V 帶效率 ，滾動(dòng)軸承效率，閉式齒輪傳動(dòng)效率 ，則整個(gè)傳動(dòng)裝置的效率 則 21 圖 抽油機(jī)受力分析 如表 為電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及滿載轉(zhuǎn)速，根據(jù)表格和以上計(jì)算結(jié)果，可以確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，進(jìn)行以下計(jì)算。 表 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及對(duì)應(yīng)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 /KW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 總傳動(dòng)比 i Y160M18 4 720 90 Y160M28 720 90 Y160L8 720 90 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率 P=4KW 的型號(hào) Y160M18。 傳動(dòng)比的分配 如表 所示為各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比 表 各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比（參考值） 傳動(dòng)類型 傳動(dòng)比 V 帶傳動(dòng) 2~4 圓柱齒輪單級(jí)減速器 =4~6 取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 ,又已知 2 級(jí)減速器的高速級(jí)傳動(dòng)比 低速級(jí)傳動(dòng) 22 比 ，所以 解得 圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比為 低速級(jí)傳動(dòng)比 實(shí)際總傳動(dòng)比 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 式中， 為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， 分別為軸Ⅰ、軸Ⅱ、軸Ⅲ、的轉(zhuǎn)速，分別為電動(dòng)機(jī)到軸Ⅰ，軸Ⅰ到軸Ⅱ，軸Ⅱ到軸Ⅲ的傳動(dòng)比。 各軸扭矩計(jì)算 式中， T 為電動(dòng)機(jī)的輸出力矩， 分別為軸Ⅰ、軸Ⅱ、軸Ⅲ的力矩。 23 各軸功率計(jì)算 式中， P 為電動(dòng)機(jī)的額定功率， 分別為軸Ⅰ、軸Ⅱ、軸Ⅲ的功率。 第 5 章 齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 24 (1)選擇材料及確定許用應(yīng)力 高速級(jí)傳動(dòng)比 ，高速軸轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)功率 ,采用軟齒面。如圖 常用的齒輪材料及其力學(xué)性能可確定小齒輪和大齒輪的材料及接觸疲勞極限和彎曲疲勞極限。 表 常用的齒輪材料及其力學(xué)性能 材料牌號(hào) 熱處理方式 硬度 接觸疲勞極限/ 彎曲疲勞極限 / 40MnB 調(diào)質(zhì) 241~286HBS 680~760 580~610 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì) 241~269 HBS 590~640 500~520 小 齒 輪 用 40MnB 調(diào) 質(zhì) ， 齒 面 硬 度241~286HBS, ，大齒輪用 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì)，齒面硬度 241~269 HBS, , 根據(jù)表 最小安全系數(shù) 的參考值，可以確定小齒輪和大齒輪的最小安全系數(shù)。 表 最小安全系數(shù) 的參考值 使用要求 高可靠度（失效概率 =1/10000） 較高可靠度（失效率 =1/1000） 一般可靠度（失效率 =1/100） ， （ 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 25 設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造，由表 載荷系數(shù) K,可以取得 K 值 表 載荷系數(shù) K 原動(dòng)機(jī) 工作機(jī)械的載荷特性 均勻 中等沖擊 大的沖擊 電動(dòng)機(jī) 1~ ~ ~ 根據(jù)表格，可以取 K=。 表 齒寬系數(shù)： 表 齒寬系數(shù) 齒輪相對(duì)于軸承的位置 齒面硬度 軟齒面 硬齒面 對(duì)稱布置 ~ ~ 非對(duì)稱布置 ~ ~ 懸臂布置 ~ ~ 根據(jù)表格，可以取 ，小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 表 彈性系數(shù) 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布膠木 鍛鋼 鑄鋼 —— —— 球墨鑄鐵 —— —— —— 灰鑄鐵 —— —— —— —— 根據(jù)表格 彈性系數(shù) ，可以取 26 齒數(shù) =35，則 。 模數(shù) 齒寬取 表 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列 第一系列 1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 （ ） （ ） （ ） 7 9 11 14 18 22 28 根據(jù)表 可以取 m=, 實(shí)際的 中心距 (3)驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù) 27 (4)齒輪的圓周速度 選用 8 級(jí)精度是合宜的。 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定 (1)選擇材料及確定許用應(yīng)力 低速級(jí)傳動(dòng)比 ，高速軸轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)功率 ,采用軟齒面。如圖 常用的齒輪材料及其力學(xué)性能可確定小齒輪和大齒輪的材料及接觸疲勞極限和彎曲疲勞極限。 小齒輪用 40MnB 調(diào)質(zhì)，齒面硬度241~286HBS, ，大齒輪用 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì)，齒面硬度 241~269 HBS, , 根據(jù)表 最小安全系數(shù) 的參考值，可以確定小齒輪和大齒輪的最小安全系數(shù)。 ， 28 （ 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造，由表 載荷系數(shù) K,可以取得 K 值 根據(jù)表格，可以取 K=。 根據(jù)表格 ，可以取 ，小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 根據(jù)表格 ，可以取 齒數(shù) =35，則 。 模數(shù) 齒寬取 根據(jù)表 可以取 m=4mm, 實(shí)際的 29 , 中心距 (3)驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù) (4)齒輪的圓周速度 選用 8 級(jí)精度是合宜的。 結(jié)論及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 最后確定的高速級(jí)齒輪和低速級(jí)齒輪的參數(shù)為下表 表 齒輪的參數(shù) 模數(shù)m Z1 Z2 a/mm b1/mm b2/mm T(N*mm) v(m/s) 高速級(jí)齒輪 35 189 280 75 70 202011 30 低速級(jí)齒輪 4 35 147 364 125 120 1034368 根據(jù)的比例畫出減速器內(nèi)部齒輪的關(guān)系圖，如下圖 圖 減速器內(nèi)部齒輪的比例 第 6 章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 帶鏈傳動(dòng)的方案比較 現(xiàn)在要選取在電動(dòng)機(jī)和減速器輸入端進(jìn)行傳動(dòng)的裝置，有鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)兩種方式，由于游梁式抽油機(jī)屬于野外工作機(jī)型，因此
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