【正文】 –齒輪嚙合效率。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，做彎扭合成強度校核計算，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=，按第三強度理論計算應(yīng)力為== 前已選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機械設(shè)計》表15–1查得=60MPa。則 –鏈輪圓周力，–鏈輪壓軸力，結(jié)合圖3–6計算如下：由鏈輪軸零件圖可知AB=116mm,CD=122mm,BD=244mm,AD=361mm水平面：得 +=0得得圖3–8 鏈輪軸的載荷分析圖圖3–9 主動小齒輪與大齒輪力圖垂直面： 得 得 ，–表示與圖示反向載荷水平面H垂直面V支反力 R 最大彎矩M總彎矩M扭矩T 從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩和扭矩圖中可以看出C是危險截面。根據(jù)計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。由圖可知C截面力矩最大，為危險截面。由d=90mm，b1=145mm，查《機械設(shè)計》表6–1選鍵2514，L=110mm，強度條件為p=T–傳遞轉(zhuǎn)矩，k–接觸高度，k==7mml–工作長度，平頭平鍵l=L=110mmd–軸直徑，90mm代入得p=＞[p]擠壓強度不夠，采用雙鍵，相隔1800布置，其工作長度l=125mmp=137MPa＜[p](合適) 鍵標(biāo)記為 鍵B2514 GB/T 1096–1979，此處取軸的直徑尺寸公差為k6④圓角及倒角尺寸 參考《機械設(shè)計》P365表15–2，軸端倒角2mm，軸肩圓角半徑2mm。由d=110mm，bf3=，查《機械設(shè)計》表6–1選鍵2816，L=90mm，強度條件為p= （3–11）T–傳遞轉(zhuǎn)矩，k–接觸高度，k==8mml–工作長度，圓頭平鍵l=L–b=90–28=62mmd–軸直徑，110mm 代入得p=＞[p] 可見連接擠壓強度不夠，采用雙鍵，相隔1800布置，其工作長度l=62=105mm。根據(jù)《機械零件手冊》表95，參考基本額定動載荷比、極限轉(zhuǎn)速比，選取角接觸球軸承7218C。m功率 P=== 鏈輪上的力 圓周力Fe即鏈輪牽引鏈條力的反作用力 Fe= 壓軸力 –有效圓周力， –壓軸力系數(shù)， 代入得 = 初步確定軸直徑 選軸的材料為Q235鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)《機械設(shè)計》P370表15–3取A0=130，于是 =A0=130= 取d=110mm 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計①軸結(jié)構(gòu)圖由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》P44P45可知，設(shè)計州的結(jié)構(gòu)時，既要滿足強度的要求，也要保持軸上零件的定位，固定和裝配方便，并有良好的加工工藝性，所以將軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計為階梯式。代入公式（3–3）M≥ =查《機械原理》表10–1取m=10則 取齒高系數(shù)=1，頂隙系數(shù)=尺頂圓 中心距 齒寬 b2=b3=d2=190=152mm取 b2=b3=150mmb1=b4=145mm 齒輪零件圖由《機械設(shè)計》P232得知，大齒輪齒頂圓直徑 400mm＜＜1000mm，采用輪輻式結(jié)構(gòu)。由齒輪組結(jié)構(gòu)圖知F21=F12，即=，得== 彎曲疲勞許用應(yīng)力由《機械設(shè)計》圖10–20c查得3號輪彎曲疲勞強度極限==450MPa，==350MPa，n4=n1=(–)r/minn2=n3=in1=3(–)=(–)r/min按每年工作300天計算，工作壽命10年算N1==107由《機械設(shè)計》圖10–19，取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=，KFN2=取安全系數(shù)S=，則彎曲疲勞許用應(yīng)力====276MPa 試算小齒輪分度圓直徑由《機械設(shè)計》109a可知可=~取=由《機械設(shè)計》P201圖106得知，取彈性影響系數(shù)= 齒寬 b===模數(shù) m2==齒高 h==== 載荷系數(shù) K= ）–使用系數(shù)，查《機械設(shè)計》表10––動載系數(shù)，v=，8級精度，查《機械設(shè)計》圖10––齒間載荷分配系數(shù)，直齒取1–齒向載荷分配系數(shù)，查《機械設(shè)計》圖10–代入得K=1= 齒形系數(shù)z()19（z1）57(z2) 比較選擇系數(shù)大齒輪： ==小齒輪： ==＞，故選擇大齒輪值。由《機械設(shè)計》齒輪組為開式傳動，按理應(yīng)該根據(jù)保證齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進(jìn)行計算，但對齒面抗磨損能力的計算方法迄今尚不夠完善，對開始齒輪傳動目前僅以保證齒根彎曲疲勞強度作為設(shè)計準(zhǔn)則。由于采用開始結(jié)構(gòu)，選用直齒圓柱齒輪，8級精度。為了防止工作人員無疑中碰到鏈傳動裝置中的運動部件而受到傷害，應(yīng)該用防護(hù)罩將其封閉，還可以將鏈輪傳動與塵土隔離，以維持正常潤滑狀態(tài)。結(jié)合本裝置的特點采用張緊輪張緊。當(dāng)中心線與水平線的夾角大于600時常設(shè)張緊裝置。由于小鏈輪的輪齒的嚙合次數(shù)比大齒 輪多，所承受的沖擊也較大，所以小鏈輪應(yīng)該采用較好的材料制造，參考《機械設(shè)計》表9–5選擇45鋼。中心距不能調(diào)整，初取a0=30p。由《機械設(shè)計手冊》P259得Zmin=9+=9+= 綜合考慮，結(jié)合齒數(shù)系列表的優(yōu)先齒數(shù)選用17設(shè)計中去鏈輪的傳動比為1，則各鏈輪參數(shù)相同。鏈條受力分析如下、–鏈條兩側(cè)拉力，由鏈輪提供–載荷對夾持快的反作用力圖3–4 鏈條受力分析由受力分析 =+16=鏈條滿足強度準(zhǔn)則Q3≤ 其中Q3–鏈條最大拉力–極限抗拉載荷S–安全系數(shù)，取S=代入計算得 ==我國主要使用A系列滾子鏈傳動的設(shè)計，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》（中冊）第二版P258表844選用ISO24A查表選擇24A型3排鏈，其基本參數(shù)如下：型號節(jié)距p滾子直徑d1內(nèi)節(jié)內(nèi)寬b1排拒ptISO24A內(nèi)鏈輪高度內(nèi)鏈節(jié)外寬外鏈節(jié)內(nèi)寬銷軸長度三排鏈條通道高度② 鏈輪齒數(shù)由《機械設(shè)計》第八版P166可知當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，由于過度鏈節(jié)的鏈板要受附加彎矩的作用，所以在一般情況下，不要用奇數(shù)的鏈節(jié)，所以鏈節(jié)常取偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪齒數(shù)為奇數(shù)，并盡可能與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)。夾持塊受力分析如圖3–3?？梢娞祭w維桿的起下是靠摩擦力實現(xiàn)的。夾持塊頂在碳纖維桿上，工作時靠靜摩擦力保持相對靜止。工作過程中，汽車內(nèi)燃機為動力源，為液壓馬達(dá)、液壓缸等液壓執(zhí)行件提供動力支持。起下作業(yè)時首先夾緊液壓缸柱塞桿伸長，推動托板，使夾持塊前移，頂住碳纖維桿，直至達(dá)到一定壓力，保持定位不變。工作時分為兩個獨立單元，一為夾緊單元，一為起下單元。夾持裝置結(jié)構(gòu)圖31所示：圖31 夾持裝置結(jié)構(gòu)圖1—小齒輪 2—大齒輪 3—張緊油缸4—張緊鏈輪 5—非金屬夾塊 6—鏈條7—主動鏈輪 8—夾緊油缸 9—夾緊導(dǎo)軌10—碳纖維連續(xù)抽油桿 夾持裝置的工作原理本次設(shè)計的碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車的起下夾持裝置實際上就是碳素桿的起升及纏繞單元。這樣，用液壓系統(tǒng)為其提供動力，不僅解決了動力問題，而且，液壓系統(tǒng)具有更好的工作性能，保證了夾持裝置較高的工作要求。圖2–1 齒輪組方案一假設(shè)鏈輪工作扭矩T，則 ， ，表2–1 方案一齒輪扭矩值號碼扭矩1T22T/33T/34T 動力方案常用的動力為電動機，該起下夾持裝置安裝在作業(yè)車上，作業(yè)車常在野外工作，為其提供電源不方便，若用內(nèi)燃機發(fā)電則成本較高，且效率不高。如圖21所示，對齒輪依次編號。下面對齒輪組傳動機構(gòu)方案和動力方案進(jìn)行對比分析，從中選擇最佳方案。起升（下放）作業(yè)車時桿柱受力狀況改善，桿柱纏繞盤負(fù)載扭矩大幅度降低，作業(yè)過程自動化程度高、速度快。為保證鏈條的正常工作，采用張緊液壓缸調(diào)節(jié)張緊鏈輪，使鏈條完全張緊。夾緊液壓缸推夾持塊夾住鏈條的內(nèi)側(cè)，使油管卡瓦卡緊油管。上部兩臺液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動，帶動鏈條。該夾持裝置類似于連續(xù)油管注入器，連續(xù)油管注入器的基本功能是：夾持油管并克服井下壓力對有關(guān)的上頂力，把油管諸注入井內(nèi)和從井內(nèi)起出油管；控制油管諸如和起出的速度。起升（下放）載荷能力更大，起升下放作業(yè)時桿柱受力狀況改善，桿柱纏繞盤負(fù)載扭矩大幅降低，作業(yè)過程自動化程度高、速度快。設(shè)備對井場環(huán)境的適應(yīng)性強，易損件少，便于維修，兼顧桿的運輸和作業(yè)兩項功能，減少設(shè)備投資，持續(xù)作業(yè)時間長，為碳纖維桿在國內(nèi)油井大面積推廣應(yīng)用提供高效、可靠的作業(yè)配套設(shè)備，填補了國內(nèi)空白。針對纏繞盤驅(qū)動扭矩過大的問題，將碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車的起下夾持系統(tǒng)設(shè)計成全液壓形式，將碳纖維桿起下桿裝置由纏繞式驅(qū)動改為夾緊摩擦式驅(qū)動的形式，不僅解決了纏繞盤驅(qū)動扭矩過大的問題，同時大大改善了碳纖維桿在起下過程中的受力狀態(tài)，其主要特點是：起升（下放）載荷能力大。圖1–8 起升及纏繞單元原理圖在碳纖維桿起升時，首先主液壓缸將右側(cè)鏈條邊的導(dǎo)軌推向左側(cè)導(dǎo)軌并將碳纖維桿夾緊在固定于鏈條上的夾持塊之間，接著小液壓缸驅(qū)動右側(cè)的張緊輪將右側(cè)傳動鏈張緊，而后主液壓馬達(dá)帶動主動小齒輪轉(zhuǎn)動，主動小齒輪同時帶動