【正文】 。這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了吃面解除疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。(1)計算分度圓直徑(2)齒頂高(3)齒根高(4)齒頂圓直徑(5)齒根圓直徑 (6)計算中心距 (7)計算齒輪寬度 取。 所以，選擇合適。表42 低級速齒輪幾何參數(shù)名稱代號單位小齒輪大齒輪傳動比 螺旋角度14模數(shù)5中心距a齒數(shù)Z29112分度圓直徑145560齒頂圓直徑155570齒根圓直徑齒寬B145138 帶傳動設計1． V帶設計⑴ 確定計算功率 式中為工作情況系數(shù)，為電機輸出功率⑵ 選擇帶型號根據(jù),，查圖初步選用D型帶．⑶ 選取帶輪基準直徑,查表選取小帶輪基準直徑，則大帶輪基準直徑　，式中為帶的滑動率，通常?。?%～2%），查表后?、?驗算帶速v 在5～25m/s范圍內(nèi)，Ｖ帶充分發(fā)揮。⑸ 確定中心距a和帶的基準長度 在 范圍內(nèi)，初定中心距，所以帶長 查圖選取D型帶的基準長度,得實際中心距 ?、省◎炈阈л啺? 包角合適。⑺　確定V帶根數(shù)Z因，帶速，傳動比,查表得單根v帶所能傳遞的功率，功率增量，包角修正系數(shù),帶長修正系數(shù),則由公式得 故選3根帶。⑻　確定帶的初拉力單根普通Ｖ帶張緊后的初拉力為 查表得對于D型V帶,⑼ 計算帶輪所受壓力利用公式 7 主要零部件的設計 驢頭驢頭裝在游梁前端，由鋼板和角鋼焊接而成。驢頭的作用是保證抽油時光桿始終對準井口中心位置。為此驢頭在制作時是以游梁支點軸承為圓心，以軸承到驢頭前端長為半徑畫圓弧，這樣可以保證抽油機工作時，頭部中心投影與井眼中心重合。為了修井需要，驢頭必須能從井口移開。本機采用側(cè)轉(zhuǎn)式驢頭。側(cè)轉(zhuǎn)式驢頭是用一個垂直銷軸與游梁聯(lián)接，修井時驢頭側(cè)轉(zhuǎn)，讓出修井機游動系統(tǒng)上下活動空間。單垂直銷軸連接的驢頭用一個銷軸固定，使驢頭工作時位置不變。修井時拔開銷軸，橫向拉動驢頭使之側(cè)轉(zhuǎn)。，另外驢頭必須有足夠的寬度尺寸，以便驢頭移離井口時，游動系統(tǒng)上下活動自由起吊，不致碰撞抽油機。 游梁游梁用支架軸承安裝在支架上，前端與驢頭相連，后端通過尾軸承和橫梁相連。抽油機工作時，游梁繞支架軸承作搖擺運動傳遞動力，同時承受懸點載荷、連桿的拉力和支架軸承對游梁的反作用力等載荷。因此，要求游梁有足夠的強度和剛度。由于此抽油機為輕型抽油機，故采用工字形截面游梁。 橫梁橫梁是游梁和連桿連接的中間部件。動力經(jīng)過橫梁才能帶動游梁作擺動。本設計采用直型橫梁。 連桿和曲柄銷連桿部件總成包括連桿體、曲柄銷、軸承和連桿銷子等零件。連桿體一般用無縫鋼管制成。下端接頭孔內(nèi)裝有雙列向心球面滾子軸承，用以和安裝在曲柄上的曲柄銷相連接。 曲柄和平衡塊在曲柄上裝有根據(jù)油井工況所配的平衡塊。平衡塊可以沿曲柄側(cè)面移動，以改變平衡扭矩大小，取得較好的平衡效果。條形結(jié)構(gòu)曲柄是具有矩形截面的鑄鐵件。曲柄大段與減速器軸配合的孔和曲柄端頭銑通成槽，以便可以產(chǎn)生較大的彈性變形。曲柄與減速器輸出軸用單鍵連接，用螺栓和螺母將曲柄夾緊在減速器輸出軸上。在孔與軸的結(jié)合面上產(chǎn)生較大的摩擦力，增加連接的可靠性，而又比較容易拆卸。為了調(diào)節(jié)抽油機的平衡扭矩，曲柄上有刻線和數(shù)字，用來標明平衡塊回轉(zhuǎn)半徑或平衡塊扭矩大小。曲柄銷孔對曲柄中心線偏移一個相位角。 支架支架用支架軸承和游梁相連。當抽油機工作時，支架承受懸點載荷和連桿拉力，是重要的受力部件，因此要求支架具有足夠的剛度和強度。支架用型鋼焊制而成，采用塔型（四腿）支架。支架人梯固定在支架側(cè)面或前面，以供安裝和維修之用。 制動裝置制動裝置的作用是當抽油機電源切斷后,刻使抽油機立即停止轉(zhuǎn)動或停留在任意位置。對制動裝置的要求是操作力小，制動速度快和安全可靠。制動裝置由手柄、拉桿、增力擺桿和制動器等部分組成。本機制動器采用外抱式。 鋼絲繩和懸繩器為了保證光桿沿井眼中心作上下往復直線運動，除驢頭制成一定的弧面外，還必須用柔性件使驢頭與光桿連接。要求鋼絲繩彎成兩根，旋向相反，以使鋼絲繩受力后旋轉(zhuǎn)趨勢相互抵消，是懸繩器和光桿不受影響。懸繩器由上、下兩條橫梁、中間螺旋支柱和光桿卡子等零件組成。抽油機主要零部件強度校核8 抽油機主要零件強度校核 游梁游梁是連桿機構(gòu)中直接承受油井載荷的重要部件。必須保證足夠的強度和剛度。游梁的材料一般多采用這樣的結(jié)構(gòu)，即在工資子鋼上加兩塊加強板，制造不太復雜，斷面近似等強度，金屬使用較合理。選擇游梁為50b熱軋普通工字鋼(GB70688),材料為Q235鋼材。 選擇游梁的材料 選擇游梁的材料為50b型的熱軋普通工字鋼（GB70688），材料為Q235。根據(jù)《機械工程材料實用手冊》和《常用鋼材手冊》確定工字鋼的基本參數(shù)為：h=560mm，b=170mm，t=21mm，d =，Wy=1830cm3.工字鋼的結(jié)構(gòu)圖為下圖所示： 游梁重為，Q游=；Q235的機械性能為：屈服強度：235MPa；抗拉強度：375460MPa。 強度校核游梁危險截面內(nèi)的正應σ隨懸點載荷ω作周期性變化，但由于／，應力幅σa比較小，應力集中系數(shù)也比較小，故可不做疲勞強度校核。考慮到短時作用的最大懸點載荷有可能超過抽油機的額定懸點載荷[W]。例如柱塞瞬時卡住而驢頭繼續(xù)作運動。=μj[W] =Kμj 式中，μj為考慮到柱塞遇卡的特殊情況時的載荷增大倍數(shù)，——；K為軸力與力偶等影響使正應力增大的系數(shù)，——；為了簡便起見，可將Kμj并入安全系數(shù)中，將安全系數(shù)適應放大，而應力則按額定懸點載荷計算：則有：Wy游梁斷面系數(shù) =10 3m 3 =[w]A／=(83) ／(10 3)=查《機械工程材料實用手冊》得：屈服強度：235MPa。強度安全系數(shù)完全滿足要求。游梁截面的高度尺寸一般均大于其寬度尺寸，以便在截面積相同的情況下，獲得較大的截面系數(shù)，提高抗彎曲能力。但如果高度過大，游梁有可能發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)，在設計組焊的工字鋼形游梁時尤其要注意。即使采用型鋼，如果游梁無支撐長度過長，也可能發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)。因此，游梁除做靜強度校核外，還須對其進行側(cè)向穩(wěn)定校核。不產(chǎn)生側(cè)向失穩(wěn)的臨界應力σc為：帶入數(shù)值計算得：σc=對于工字鋼截面的游梁，API推薦的穩(wěn)定許用應公式為：代入數(shù)值計算得： MPa即＜，故強度滿足要求。 連桿的強度計算抽油機連桿質(zhì)量較輕，其運動產(chǎn)生的慣性力及慣性力矩較少，如果忽略連桿運動所產(chǎn)生的慣性力矩，則可認為連桿為二力桿，連桿力為：　　　　 連桿靜強度計算對連桿進行靜強度計算時，上式中的Ｐ為，此時不考慮游梁等部件的慣性力矩，則靜強度計算的連桿力為：　　　 求出的最大值，則連桿的最大應力及強度條件為：式中　——連桿的橫截面面積， ——連桿材料的的許用應力， ——連桿材料的屈服極限，　　　n——安全系數(shù)。根據(jù)　式計算出；查《機械工程材料實用手冊》得為。由＜，靜強度滿足。 連桿疲勞強度計算根據(jù)前面計算出的不同曲柄轉(zhuǎn)角下的連桿力，確定出連桿力最大值及最少值，則連桿橫截面上的最大應力及最小應力為：　　　　　　 　　　　 　　　　　　 應力幅值及平均應力為：　　　　 　　　　　 　　　 　　　　　　 對連桿疲勞強度進行校核：　　　 　式中　——連桿材料對稱循環(huán)的彎曲疲勞強度極限，；　　　——有效應力集中系數(shù)；　　　——尺寸系數(shù)；　　　——零件表面系數(shù)；　　　——平均應力影響系數(shù)；　　　——許用安全系數(shù)。代入數(shù)值得: ； 。所選連桿滿足要求。 曲柄銷強度校核 曲柄銷材料選擇曲柄將力矩傳遞給連桿是通過曲柄銷總成來實現(xiàn)的，曲柄銷總成在整個抽油機的零部件中是一個受載較大的關(guān)鍵受力件，所以對曲柄銷的材料要有良好的綜合機械性能，選用黑色金色材料40Cr；查《機械工程材料實用手冊》知，σp =780Mpa, σs=785Mpa防止曲柄銷配合的松動措施(1).配合錐面的錐度設計為1：10，并確保接觸斑點達到精度要求，以加大結(jié)合面的摩擦力(2).錐型套應采用彈性套。(3).采用可靠的螺母防松結(jié)構(gòu)。(4).連桿大小頭兩個軸孔，必須有合格的垂直度，連桿大頭軸承座要具有足夠的剛性，防止在連桿力的作用下產(chǎn)生變形。提高裝配質(zhì)量，合理擰緊螺母。(5).增設曲柄銷防轉(zhuǎn)裝置。 強度校核(1) 曲柄銷靜強度已知 =； =23kN （67）式中 d—曲柄銷錐面大頭直徑，65mm；=785MPa所以 （2）疲勞強度校核=（1000+785）=482Mpa在錐面配合大端處可以看成是過盈配合,比壓101Mpaq/= β=1查表可得: =即 =482/（55）=＞[Ns]=—故其疲勞強度足夠。校核結(jié)果表明，曲柄銷的強度滿足要求。 支架軸承校核在游梁支點處，軸向載荷很小可以忽略，故在此處僅承受徑向載荷的作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)設計選擇的軸承型號為ＮＪ2322,其基本額定靜載荷，基本額定動載荷。采用脂潤滑。預期的使用壽命是。軸承壽命的計算因為軸承只承受徑向載荷的作用，所以 式中　Ｐ——當量動載荷　　　——徑向載荷，這里根據(jù)式　　　　 計算軸承的使用壽命。式中　　n——為轉(zhuǎn)速，這里　　　　C——基本額定動載荷，此處　　　?。小斄縿虞d荷，　　　　——指數(shù)，所以：　　　　　 　　　　　　 故所選軸承滿足壽命要求。結(jié) 論我的畢業(yè)設計課題是《彎游梁式抽油機設計》，在老師的指導下，我通過搜集相關(guān)資料確定了復合平衡式抽油機的總體方案和結(jié)構(gòu)，并且對抽油機的主要零部件進行了設計、計算和校核。此次設計的彎游梁式抽油機是在常規(guī)游梁式抽油機的基礎上進行改進的。通過彎游梁平衡與旋轉(zhuǎn)的曲柄平衡相疊加的作用，改善純曲柄平衡或純游梁平衡的效果，從而減小動力輸出波動量，達到節(jié)能之目的，并且有利于改善構(gòu)件的受力狀況，減少抽油機事故的發(fā)生，從而提高抽油機的綜合效益。對平衡的配置進行了分析和優(yōu)化設計，滿足所要求的工況需要。由于時間短，所學的知識有限，設計后感覺有很多工作沒有做完，很多地方?jīng)]有做好。設計中有很多錯誤和不足，有待于進一步完善，希望各位知道老師給我的設計給予批評指正。