機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計-抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計-展示頁
2024-09-14 11:17本頁面
【正文】 ＝500Mpa。 ⑻ 確定帶的初拉力 單根普通Ｖ帶張緊后的初拉力為 ⑼ 計算帶輪所受壓力 利用公式 具體帶與帶輪的主要參數(shù)見圖 2— 7 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第 9 頁 共 28 頁 圖 2— 7 ７ .齒輪的設(shè)計計算 （一）高速級齒輪傳動的設(shè)計計算 １．齒輪材料，熱處理及精度 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪 （ 1） 齒輪材料及熱處理 大小齒輪材料為 20CrMnTi。 ⑸ 確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度 在 范圍內(nèi)，初定中心距 ，所以帶長 查圖選?。眯蛶У幕鶞?zhǔn)長度 ，得實際中心距 取 ⑹ 驗算小帶輪包角 ，包角合適。m Ⅲ軸 T ＝ 9550 P / n =9550 根據(jù)各原則，查圖得高速級傳動比為 i ＝ ，則 i ＝ i / i ＝ （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 n ＝ n / i ＝ 980/＝ n ＝ n / i ＝ ＝ r/min n ＝ n / （ i i ）＝ 11 r/min （ 2） 各軸輸入功率 P ＝ P η ＝ ＝ kW P ＝ P η η ＝ ＝ kW P ＝ P η η ＝ ＝ kW （ 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 T ＝ 9550 P / n =9550 傳動比和傳動比分配 （ 1） 總傳動比 由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n 和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速 n，可得傳動裝置總傳動比為 i ＝ n/n＝ 980/11＝ （ 2） 傳動裝置傳動比分配 i ＝ i i 式中 i ， i 分別為帶傳動和減速器的傳動比。 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第 7 頁 共 28 頁 圖 2— 6 電動機(jī)所需工作功率為： P ＝ P /η ＝ ＝ kW 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為 n＝ 11r/min，經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍， V帶傳動的傳動比 i ＝ 2～ 4，二級圓柱斜齒輪減速器傳動比 i ＝ 8～ 40，則總傳動比合理范圍為 i ＝ 16～160，電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n ＝ i n＝（ 16～ 160） 11＝ 176～ 1760r/min。 選擇 V帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器（展開式）。 接下來采用 Matlab軟件進(jìn)行編程計算和畫圖，具體程序在附錄中。 由于存在初始角，所以 要加上一個角度為 arccos(b/d),即 = + arccos(b/d). 從 0176。按歐拉公式展開得 按方程式的實部和虛部分別相等，即 ， 消去 得 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第 6 頁 共 28 頁 利用萬能公式，以及根據(jù)該機(jī)構(gòu)裝配特點，得 從而可得 將式（ *）對時間求導(dǎo)數(shù)得 （ ） 消去 ，取實部得 將式（ ）對時間求導(dǎo)數(shù)得 消去 ，取實部得 。 如圖 2— 4 所示。 由于是 III 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，故有 優(yōu)化計算方法： 在限定范圍內(nèi)取 ，計算 c,a,b,d,得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸，取抽油桿最低位置為機(jī)構(gòu)零位：曲柄轉(zhuǎn)角 ，求上沖程曲柄轉(zhuǎn)過某一角度 時，搖桿擺角，角速度和角加速度 ，懸點加速度 ac= ,找出上沖程過程中的懸點最大加速度 ,最后在所有的最大加速度中找出最小者，它所對應(yīng)的機(jī)構(gòu)尺寸極為最優(yōu)者。 圖中 位置分別表示懸點的最高和最低位置。屬于 III 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， 。 行程 S 等于 CD 相對于 AD 轉(zhuǎn)過的角度與 e 的乘積。 ⑤ 對抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。 ③ 建立執(zhí)行系統(tǒng)輸入、輸出（懸點）之間的位移、速度和加速度關(guān)系，并編程進(jìn)行數(shù)值計算，繪制一個周期內(nèi)懸點位移、速度和加速度線圖（取抽油桿最低位置作為機(jī)構(gòu)零位）。 要求： 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，確定減速傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成，繪制系統(tǒng)方案示意圖。 圖 1－ 1 假設(shè)電動機(jī)做勻速轉(zhuǎn)動，抽油機(jī)的運動周期為 T，抽油桿的上沖程時間與下沖程時間相等。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 告 —— 抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 姓 名 毛燕 學(xué) 號 07001504 指導(dǎo)老師 錢瑞明 日 期 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第 2 頁 共 28 頁 目 錄 第一節(jié) 設(shè)計任務(wù) (1) 第二節(jié) 方案設(shè)計分析 (2) 第三節(jié) 軸承的選擇及壽命計算 (17) 第四節(jié) 設(shè)計結(jié)果 (22) 第五 節(jié) 心得體會 (23) 第 六節(jié) 附錄 (25) 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第 3 頁 共 28 頁 第一節(jié) 設(shè)計任務(wù) 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)備有三部分組成：一是地面驅(qū)動設(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)備的運動和動力傳遞給井下抽油泵。抽油機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，經(jīng)減速傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)（將轉(zhuǎn)動變轉(zhuǎn)為往復(fù)移動）帶動抽油桿及抽油泵柱塞作上下往復(fù)移動，從而實現(xiàn)將原油從 井下舉升到地面的目的。沖程 S=，沖次 n＝ 11 次 /min，上沖程由于舉升原油，作用于懸點的載荷等于原油的重量加上抽油桿和柱塞自身的重量為 40kN，下沖程原油已釋放，作用于懸點的載荷就等于抽油桿和柱塞自身的重 量為 15kN。 ② 根據(jù)設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，采用優(yōu)化算法進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的運動尺寸設(shè)計，優(yōu)化目標(biāo)為抽油桿上沖程懸點加速度為最小，并應(yīng)使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能。 ④ 選擇電機(jī)型號，分配減速傳動系統(tǒng)中各級傳動的 傳動比，并進(jìn)行傳動 機(jī)構(gòu)的工作能力設(shè)計計算。 第二節(jié) 方案設(shè)計分析 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第 4 頁 共 28 頁 一 .抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計 根據(jù)抽油機(jī)功率大，沖次小，傳動比大等特點，初步?jīng)Q定采用以下總體方案，如框圖所示： 圖 2－ 1 1. 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 圖 2－2 圖 2— 3 由于執(zhí)行機(jī) 構(gòu)是將連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為往復(fù)移動，所以采用四連桿式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，簡單示意如圖 2－ 2 所示 P 點表示懸點位置； AB 桿表示輸入端，與減速器輸出端相連，逆時針方向旋轉(zhuǎn)； CD 表示輸出端； AD 表示機(jī)架； e 為懸臂長度，
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