2022年常规游梁式抽油机设计 .pdf

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1、机械设计基础设计方案目录任务书第 1 章 概述1.1 抽油机类型、特点、应用等陈述1.2 抽油机存在的问题1.3 抽油机的发展方向第 2 章 常规游梁式抽油机传动方案计2.1 简述系统的组成工作原理等2.2 绘制系统的机构（运动）简图第 3 章 曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定 （的有示意图）3.2 按 K 设计曲柄摇杆机构3.3 曲柄摇杆机构优化设计分析3.3.1满足有曲柄条件？3.3.2满足传动角条件？（结合图分析）3.3.3满足 a最小吗？3.4 结论和机构运动简图第 4 章 常规游梁式抽油机传动系统运动和动力参数分析计算4.1 传动比分配和电动机选择4.2 各轴转速计算4.3

2、 各轴功率计算4.4 各轴扭矩计算第 5 章 齿轮减速器设计计算5.1 高速级齿轮传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程5.2 低速级齿轮传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程5.3 结论及运动简图第 6 章 带传动设计计算6.1 带链传动的方案比较名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 1 - 6.2 带传动设计计算运动和动力参数的确定计算过程（参见例题）6.3 结论及运动简图第 7 章

3、轴系部件设计计算7.1 各轴初算轴径7.2 轴的结构设计内容包括：选择轴承、轴承配置、轴上零件定位、固定等。最后要有设计结果：图7.3 滚动轴承寿命验算7.4 轴的强度和刚度验算第 8 章 连接件的选择和计算8.1 齿轮连接平键的选择与计算3 根轴8.2 带轮连接平键的选择与计算大小带轮8.3 螺纹连接件的选择轴承座孔旁、箱盖与箱座、地脚等第 9 章 设计结论汇总已知条件：结论： 曲柄摇杆机构各杆长、齿轮减速器参数（输入输出扭矩、传动比、齿轮齿数、 中心距） 、带传动参数 （带根数、 大小带轮直径、 传动比）总结参 考 书 目名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

4、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 2 - 东北石油大学工程训练任务书课程机械设计基础题目常规游梁式抽油机传动系统设计专业装备 01 姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等一、设计的目的1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。2、掌握一般的机械传动系统设计方法和步骤。3、掌握基本机构一般的设计方法和步骤。4、熟悉和运用设计标准、规范及相关资料。培养独立解决问题的能力。二、机械设计的一般过程1、设计前的准备； 2、总体方案设计； 3、总体结构设

5、计； 4、零部件设计；5、联系厂家，生产样机，现场实验；6、根据实验，修改设计；7、编写设计说明书和使用说明书8、鉴定三、课程设计题目1、功能抽油机是将原油从井下举升到地面的主要采油设备之一。常用的有杆抽油设备主要由三部分组成： 一是地面驱动设备即抽油机；二是井下的抽油泵， 它悬挂在油井油管的下端； 三是抽油杆，它将地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵。三部分之间的相互位置关系如图1 所示。抽油机由电动机驱动， 经减速传动系统和执行系统带动抽油杆及抽油泵柱塞作上下往复移动，从而实现将原油从井下举升到地面的目的。悬点载荷 P、抽油杆冲程 S和冲次 n 是抽油机工作的三个重要参数。悬点指执行系统与

6、抽油杆的联结点， 悬点载荷 P （kN）指抽油机工作过程中作用于悬点的载荷；抽油杆冲程 S （m）指抽油杆上下往复运动的最大位移；冲次 n （次/min）指单位时间内柱塞往复运动的次数。假设悬点载荷 P 的静力示功图如图2 所示。在柱塞上冲程过程中，由于举升原油，作用于悬点的载荷为P1，它等于原油的重量加上抽油杆和柱塞自身的重量；在柱塞下冲程过程中，原油已释放，此时作用于悬点的载荷为P2，它就等于抽油杆和柱塞自身的重量。四、原始数据及设计要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

7、 第 3 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 3 - 假设电动机作匀速转动，抽油杆（或执行系统）的运动周期为T。两种油井工况图 1 抽油机系统示意图图 2 静力示功图分别为：工况 1：抽油杆上冲程的时间为8T/15，下冲程的时间为7T/15。工况 2：抽油杆上冲程时间与下冲程时间相等。两种工况下抽油机的设计参数如表1 所示。表 1 抽油机的设计参数组号1 2 3 4 冲程 S(m) 1.4 1.6 1.8 2.0 冲次 n(次/min) 5 6 7 8 悬点载荷P（kN）P1=40，P2=15 P1=20，P2=5 五、设计任务名师资料总结 - - -

8、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 4 - 1、根据任务要求， 进行抽油机机械系统总体方案设计，确定减速传动系统、执行系统的组成，绘制系统方案示意图。2、根据设计参数和设计要求，采用优化算法进行执行系统（执行机构）的运动尺寸设计，优化目标为抽油杆上冲程悬点加速度为最小，并应使执行系统具有较好的传力性能。3、建立执行系统输入、输出（悬点）之间的位移、速度和加速度关系，并编程进行数值计算， 绘制一个周期内悬点位移、 速

9、度和加速度线图 （取抽油杆最低位置作为机构零位）。4、选择电动机型号， 分配减速传动系统中各级传动的传动比，并进行传动机构的工作能力设计计算。（ 注：选作完成齿轮减速器装配图设计）。5、编写研究报告一份。设计说明书应包括以下内容：1）功能分解； 2）原始数据及计算； 3）简述方案设计思路及讨论、改进；4）执行机构设计步骤或分析计算过程；5）传动系统设计计算； 6）对所设计的结果分析讨论； 7）感想与建议。六、参考资料1、 机械设计基础高等教育出版社杨可桢 程光蕴主编（第五版） 1999 2、 机械原理高等教育出版社孙桓等 主编 （第七版） 2006 3、 机械设计高等教育出版社濮良贵 主编 （

10、第七版） 2006 4、 机械原理课程设计科学出版社，王淑仁主编2006 5、 机械设计课程设计华中科技大学出版社， 唐增宝等主编 （第二版）1998 6、其它机械原理和机械设计课程设计书籍和有关机械方案设计手册完成期限指导教师专业负责人年月日第 1 章 概述名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 5 - 1.1 抽油机类型、特点、应用等陈述1.常规游梁式石油抽油机常规游梁式抽油机是油田使用历史

11、最悠久，使用数量最多的一种抽油机。 该机采用具有对称循环四杆机构或近似对称循环四杆机构，结构简单，运行可靠，操作维护方便，但长冲程时平衡效果差，效率低，能耗大，不符合节能要求，基本停止了生产。2.前置式抽油机前置式抽油机平衡后的理论净扭矩曲线是一条比较均匀的接近水平的直线，因此其运行平稳， 减速箱齿轮基本无反向负荷，连杆、游梁不易疲劳损坏， 机械磨损小，噪声比常规式抽油机低， 整机寿命长。 前置式抽油机可配置较小功率的电动机，节能效果显著。与常规式抽油机相比，具有体积小、重量轻、节省钢材的优点。3.偏置式抽油机偏置式抽油机又称异相曲柄平衡式抽油机，特点是平衡块中心线相对于曲柄中心偏转一个角度，

12、这种机型国外60 年代发展起来并得到API 的承认。试验表明，经优化设计的偏置式抽油机节电可达20。4.胶带传动抽油机胶带传动抽油机是美国80 年代开发的新型抽油设备，该机通过二级胶带传动，将电动机的原动力传给曲柄胶带轮，并带动游梁摆动。 由于其四连杆机构具有急回特性， 而且其辅助平衡装置可作适当调整以获得偏置角，因而与常规机相比，其上冲程转矩因数小， 驴头悬点加速度小。 在相同的工况下， 其悬点载荷值和曲柄胶带轮轴的净转矩都较小，曲柄轴净转矩曲线波动较平缓。由于省去了减速箱，故具有结构简单，制造成本低，维修及运行管理方便等特点。5.下偏杠铃抽油机下偏杠铃游梁复合平衡抽油机是在原常规游梁抽油机

13、的游梁尾端，利用变矩原理增加简单的下偏杠铃所形成的一种新型节能抽油机。该机继承和保留了原常规游梁式抽油机的全部优点， 这种类型可用于新机制造， 又可用于现场在用的常规抽油机 (含偏置机 )的节能改造，其改造技术是目前最简单易行的，节能效果也较明显。6.偏轮式游梁抽油机偏轮机在游梁尾部装有一个偏轮结构：在偏轮与游梁中心和支架之间增设推杆，在游梁尾部、 横梁、推杆与偏轮之间用轴承连接。它打破常规机四连杆机构的框架，以游梁尾部的偏轮为中心， 形成独特的六连杆体系， 偏轮杆件均为刚性连接，保持了常规机的特点。7.双驴头游梁式石油抽油机名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

14、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 6 - 该石油抽油机是将常规机游梁与横梁的铰链连接，改为变径圆弧的后驴头、钢丝绳与横梁之间的软连接， 构成变参数四杆机构来传递运动和扭矩，增加游梁摆角，冲程提高2070。由于采用变径圆弧的游梁后臂，使其实现负载大时平衡力矩大，负载小时平衡力矩小的工作状态。从而使减速器输出扭矩波动小，达到加强平衡， 降低能耗的目的。 这种机型是目前除常规机以外发展最迅速的机型。1.2 抽油机存在的问题1999年我国石油抽油机井采油年耗电总量

15、10510”kwh，占油气生产总用电比例的 492，年电费支出达42 亿；每台在用的抽油机平均年维护费用约3000 元，全国石油抽油机年维护费用约225 亿元，而因维护设备影响油井产量约相当 1 2 亿元，两项合计 3 455亿元：全国抽油机采油操作成本总额45 65亿元。石油抽油机井是油田生产量大面广、投入较大的项目。 降低抽油机井的生产成本、提高原油生产效率， 将是人工举升挖潜增效的主战场。若每口抽油井实用功率按 lOkW 计，5 l 妒台抽油机每天耗电近12x 106kwh，年耗电近 44 l o口 kwh。 若我们将抽油机的系统效率平均提高1596， 就全国而言每年可节电近1，575

16、109 kWh，节约费用 63 亿元。这不仅可以节约大量能源，还可以缓解油田用电紧张状况，既有经济效益又有社会效益。常规游梁式石油抽油机自诞生以来，历经百年使用， 经历了各种工况和各种地域油田的考验， 经久不衰。 目前仍在国内外油田普遍使用。常规机以其结构简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位。 但是由于常规机的结构特征， 决定了它平衡效果差，曲柄净扭矩脉动大， 存在负扭矩、 载荷率低、 工作效率低和能耗大等缺点。在采油成本中，抽油机电费占30左右，年耗电量占油田总耗电量的2030，为油田电耗的第二位，仅次于注水。1.3 抽油机的发展方

17、向石油抽油机是由装在平衡架内的平衡车调节整机平衡的，平衡车由链条经上链轮和下链轮与换向装置的下端相连，具有载能力大、 易调节、 平衡效果好、 安装维修方便等优点。 在各油田的原油生产中有着举足轻重的地位，并且随着油田的进一步开发，各种新型节能抽油机将会得到广泛地推广和应用。石油抽油机适应各种类型油井抽汲的需要。为了适应垂直井,斜井 ,定向井 ,丛式井 ,水平井抽汲的需要 ,研制了斜井抽油机 ,丛式井抽油机 ,双驴头抽油机 ,双井平衡抽油机 ,紧凑型石油抽油机等 .结构简单、可靠耐用、操作简便、容易安装等优点，深受用户欢迎，目前在用的抽油机中拥有最大的市场占有率。因此低能耗， 低消耗，低成本，效

18、率高的抽油机是抽油机发展方向的最终结果，也是广大设计者的毕生追求。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 7 - 第 2 章 常规游梁式抽油机传动方案设计2.1 简述系统的组成工作原理图 2-1 结构示意图如图所示图中， 1底座； 2支架； 3悬绳器； 4驴头； 5游 梁； 6横梁轴承座； 7横梁； 8连杆； 9曲柄销装置；10曲柄装置； 11减速器 ；12刹车保险 装置； 13刹车装置；14电

19、动 机； 15配电箱。工作原理电动机转动，通过外伸轴带动V 带转动， V 带与减速器相连接，带动减速器中的轴转动， 经过两级齿轮的传动， 带动输出轴转动， 输出轴与曲柄装置相连接，带动曲柄装置作圆周运动， 通过连接点带动连杆作上下的往复运动，再通过横梁带动驴头作上下的往复运动，驴头与悬绳器相连， 带动抽油杆往复运动， 实现将油从地下抽出的可能2.2 绘制系统的机构（运动）简图图 2-2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 34 页 - - - - - - -

20、- - 机械设计基础设计方案- 8 - 第 3 章 曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定根据工况一的要求，上冲程时间8/15，下冲程时间 7/15 781801800021211212ttttK综上可知0001217817818011180KK悬点载荷kNP40假设横梁的前后比值为1 上 冲 程 占 8/15下 冲 程 占 7/15图 3-1 3.2 按 K 设计曲柄摇杆机构设计原理需要假设横梁半段3l，摆角和行程速度变化系数K设计的实质是确定铰链中心A点的位置定出其他三杆的尺寸1l、2l和4l。设计步骤如下：(1)由已知的行程速度变化系数K，计算出极位夹角。(2)任意选择固定铰链中心D

21、 的位置，由摇杆长度3l和摆角，做出摇杆的两个极限位置DC1和DC2。(3)连接1C 和2C，并作MC1垂直于21CC。(4)作02190NCC，NC2与MC1相较于P点，由图可见21PCC，(5)作21CPC的外接圆，在此圆周上任取一点A作为曲柄的固定铰链中心，连接1AC和2AC，因为同一圆弧的圆周角相等，故2121PCCACC名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 9 - 39B1AB2C1

22、C2l3NDP28(6)因 极 限 位 置 处 曲 柄 与 连 杆 共 线 ， 故122121,llACllAC从 而 的 曲 柄 长 度2/121ACACl，连杆长度由图得4lAD图 3-2 根据如上原理利用CAD 制图如图 3-3 可得到如下表 3-1 数据图 3-3 表 3-1 数据记录表名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 10 - 3l1l2l4l056800 276 2572 2

23、119 298 2344 1957 323 2044 1750 331 1708 1526 359 1436 1342 374 1064 1119 3l1l2l4l054850 276 2572 2102 298 2344 1943 323 2044 1743 331 1708 1525 359 1436 1347 374 1064 1133 3l1l2l4l052880 276 2572 2085 298 2344 1931 323 2044 1727 331 1708 1525 359 1436 1353 374 1064 1148 3l1l2l4l050913 276 2572 2068

24、 298 2344 1918 323 2044 1729 331 1708 1525 359 1436 1360 374 1064 1164 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 11 - 3l1l2l4l048987 276 2572 2050 298 2344 1905 323 2044 1723 331 1708 1527 359 1436 1370 374 1064 1182 3l1

25、l2l4l046987 276 2572 2031 298 2344 1898 323 2044 1717 331 1708 1530 359 1436 1380 374 1064 1206 3l1l2l4l0461600 600 1750 2560 3.3 曲柄摇杆机构优化设计分析根据上表中可得到的数据进行优化设计3.3.1满足有曲柄条件方式为比较并验算，21342134,llllllll根据计算，以上各点均满足要求3.3.2满足传动角条件如图 3-4 利用表中数据进行计算bcadcb2arccos222min使得min2，即四组杆长满足摆动的条件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

26、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 12 - 图 3-4 3.3.3满足 a最小利用 matlab进行加速度分析可得到如下线性曲线图056名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 13 - 054名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

27、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 14 - 052050名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 15 - 048名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

28、 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 16 - 046名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 17 - 结论根据数据分析图可以进行选择利用四杆机构加速度最小原理，即波峰波谷差绝对值最小，所选四杆机构的尺寸为1l=600，2l=1750，3l=1600，4l=2560 第 4 章 常规游梁式抽油机传动系

29、统运动和动力参数分析计算4.1 传动比分配和电动机选择利用图 3-4 可以进行计算，将横梁3l放在任意位置，悬点载荷竖直向下此时连杆和竖直方向的夹角为1，连杆和圆周运动杆1l切线的方向的夹角为2，则根据悬点载荷力可以计算出减速器输出端的扭矩T利用公式kNPT132.19864600914.0906.040coscos21max工作机所需要的有效功率为kNnTPW48.1295506132.198649550为了计算电动机的所需功率dP，需要确定从电动机到工作机之间的总效率，根据机械设计课程设计表2-2 可查得 V 带效率1为 0.95,滚动轴承效率2为0.98，闭式齿轮传动效率3为 0.97，

30、则传动装置的总效率为0.8410.970.980.952323321总则可算得kWpPwd84.14841.048.12根据计算结果可初选额定功率为15kW 的电动机电机型号额定功率同步转速 r/min 满载转速 r/min 总传动比名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 18 - Y160M2-2 15kW 3000 2980 488.3 Y160L-4 15kW 1500 1460 243

31、.3 Y180L-6 15kW 1000 970 161.7 Y200L-8 15kW 750 730 121.7 根据转速以及功率暂时选择Y200L-8，转速 750r/min,总传动比 121.7 根据总传动比进行传动比的分配取带传动的传动比为3i=4，则减速器的传动比为425.3047.121i圆柱齿轮减速器高速级的传动比为29.6425.303.13.11ii低速级传动比为84.429.6/425.3012iii4.2 各轴转速计算根据所选电动机的转速以及各级传动比可以计算得到如下的各轴的转速先进行规定：电动机的轴暂定为0轴， 高速级轴为1轴， 中间轴为2轴，低速级轴为3轴则0轴n=7

32、30r/min min/5.182301rinn轴轴29998.2829.65.182112inn轴轴684.429223inn轴轴4.3 各轴功率计算kWPPd48.120kWPPd27.11211kWPP71.103212kWPP639.93223名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 19 - 4.4 各轴扭矩计算mNnPT/26.16373048.129550955000074.589

33、5.18227.1195509550111nPTmN /2.35272971.1095509550222nPTmN /075.153426639.995509550333nPTmN /第 5 章 齿轮减速器设计计算5.1 高速级齿轮传动设计计算5.1.1运动和动力参数的确定圆柱 齿 轮 ， 高 速 级 传 动 比6.29i，高 速级 转 速 182.5r/min,传动 功率P=11.27kW 5.1.2计算过程(1) 选择材料以及确定许用应力小 齿 轮 选 用40Cr表 面 淬 火 ， 表 面 硬 度HRC5548, 查 表 得 到11701limHMPa，7201FEMPa。大齿轮用CrMn

34、Mo40表面淬火，表面硬度HRC5045,查表得11402limHMPa, MPaFE6902。根据表 11-5 选取1.1HS1. 2 5FS1063.641.111701lim1HHHS1036.361.111402lim2HHHS5761.2572011FFEFS5521.2569022FFEFS（2）按齿面接触强度设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 20 - 设齿轮按八级精度制

35、造， 取载荷系数3-111.5 表K，齿宽系数d选择硬齿面6.03.0选 0.5。小齿轮上的转矩：mmNnPT/109.55.18227.111055.9109.5556161取4-118.189表EZmmZZuuKTdHHEd4.12336.10365.28.18929.6129.65.0109.55.12123253211齿数选取321Z，则2023.20129.6322Z则实际传动比 =31.632202mmZdm86.3324.12311齿宽mmdbd7.614.1235.01因此可选取mmbb65,7021按照表 4-1 取mmm4，实际的mmmzd1284321mmmZd80842

36、0222中心距mmdda4682128808221（3）验算轮齿弯曲强度齿形系数63.1,56.211SaFaYY81.1,13.222SaFaYYMPaMPazbmYYKTFSaFaF4802223246563.156.2109.55.122125121111MPaYYYYFSaFaSaFaFF4081.20563.156.281.113.22222112212（4）齿轮的圆周速度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 34 页 - - - - - - - -

37、 - 机械设计基础设计方案- 21 - smndv/22.11000605.18212814.310006011对照表选八级精度合适5.2 低速级齿轮传动设计计算5.2.1运动和动力参数的确定圆柱齿轮，高速级传动比4.84i，高速级转速 29r/min,传动功率 P=10.71kW 5.2.2计算过程（1）选择材料以及确定许用应力小 齿 轮 选 用40Cr表 面 淬 火 ， 表 面 硬 度HRC5548, 查 表 得 到11701limHMPa，7201FEMPa。大齿轮用CrMnMo40表面淬火，表面硬度HRC5045,查表得11402limHMPa, MPaFE6902。根据表 11-5

38、选取1.1HS1. 2 5FS1063.641.111701lim1HHHS1036.361.111402lim2HHHS5761.2572011FFEFS5521.2569022FFEFS（2）按齿面接触强度设计设齿轮按八级精度制造， 取载荷系数3-111.5 表K，齿宽系数d选择硬齿面6.03.0选 0.5。小齿轮上的转矩：mmNnPT/103.52910.711055.9109.5566161取4-118.189表EZmmZZuuKTdHHEd17936.10365.28.1894.8414.845.0103.55.12123263211名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

39、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 22 - 齿数选取321Z，则155154.884.84322Z则实际传动比 =4.8432155mmZdm65.993217911齿宽mmdbd89.51795.01因此可选取mmbb9095,21按照表 4-1 取mmm6，实际的mmmzd1926321mmmZd930615522中心距mmdda5632930192221（3）验算轮齿弯曲强度齿形系数63.1,56.211SaFaYY81.1,13

40、.222SaFaYYMPaMPazbmYYKTFSaFaF4804233269063.156.2103.55.122126121111MPaYYYYFSaFaSaFaFF408390.863.156.281.113.24232112212（4）齿轮的圆周速度smndv/0.291000602919214.310006011对照表选八级精度合适名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 23 - 5

41、.3 结论及运动简图图 5-1 高速级齿轮传动示意图根据计算可得高速级传动齿轮数据如下齿数321z2 0 22z模数41m42m齿宽mmb701mmb652直径mmd1281mmd8082中心距 a=468mm 图 5-2 低速级齿轮传动示意图根据计算可得低速级传动齿轮数据如下齿数321z1552z模数61m62m齿宽mmb951mmb902直径mmd1921mmd9302中心距 a=561mm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 34 页 - - - -

42、- - - - - 机械设计基础设计方案- 24 - 第 6 章 带传动设计计算6.1 带链传动的方案比较现在要选取在电动机和减速器输入端进行传动的装置，有链传动和带传动两种方式，由于游梁式抽油机属于野外工作机型，因此在过载时很难保证安全， 链传动虽然保证了很好的传动比， 但是再出现过在状态下不会发生打滑现象以保证电动机的安全， 因此选择带传动， 其优点如下， 适用于中心距较大的传动；具有良好的挠性， 可缓和冲击， 吸收震动；过载时带与带轮之间会出现打滑现象，避免了其他部件的损坏；结构简单成本低廉，常用在高速级。综上，可知本设计传动部分选择带传动6.2 带传动设计计算6.2.1运动和动力参数的

43、确定电动机转速min/7301rn，减速器输入端转速min/5.1822rn，输入功率kW27.116.2.2计算过程（1）求计算功率CP查表 13-8 得到1.6AK故kWPKPAC18.03211.271.6（2）选择 V 带型号选择普通 V 带，根据18.032kWCP,min/7301rn，由图 13-15 可查出该点在 C处，现暂时选 C 型 V 带（3）求大小带轮基准直径12,dd由表 13-9 查得1d 最小为 200mm,取1d =200mm ，02.0由式mmdnnd78402.012005.18273011212由表 13-9 取8002d，误差小于5%，故允许（4）验算带

44、速v smndv/64.710006073020014.310006011节速在sm/255范围合适名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 25 - （5）求 V 带基准长度dL和中心距 a 初步选区中心距1476mm784)(2005.15.1210dda取mma15000，符合)d(d27.021021add由式得带长mmaddddaL88.459442202121002查表 13-2，对

45、 C 型带mmLd5000，再由式56.1702288.45945000150020odLLaa（6）盐酸小带轮包角由式（ 13-1）得到00001201160.3557.31702.562007841803.57180add01120,所以包角满足条件（7）求 V 带根数 z 由式（ 13-15）得LcKKpppz00得现在200,73011dn，查表 13-3kWP4.070由式（ 13-9）得传动比402.0-1200784-112ddi查表 13-5 得到kWP71.00由160.351查表 13-7 得0.95K查表 13-2 得1.07LK由此得71.307.195.071.007

46、.4032.18z所以化整为 4 根名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 26 - 求作用在带轮上的压力QF查表 13-1 得mkgq/3.0根据式 13-17 得到 V 带的初拉力8.4N4915.2250020qvKvPFC作用在轴上的压力NFQ7.39282sin2zF106.3 结论及运动简图所选 V 带的规格确定选择普通V 带，带数为4，小轮直径200mm,大轮直径800mm,中心

47、距为1476mm 第 7 章 轴系部件设计计算7.1 各轴初算轴径根据之前算出的数值初算轴径根据公式3nPCd材料初选 45 钢，因此选取106,110,117321CCC一轴轴径mmnPCd50465.18227.11117331二轴轴径mmnPCd807720171.10110332名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 27 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 27 - 三轴轴径mmnPCd1302.1276639.910633

48、27.2 轴的结构设计a、轴的径向尺寸的确定以初步确定的轴径为最小轴径，根据轴上零件的受力、 安装、固定及加工要求，确定轴的各段径向尺寸。轴上零件用轴肩定位的相邻轴径的直径一般相差5到 10mm。当滚动轴承用轴肩定位时，其轴肩直径由滚动轴承标准中查出。为了轴上零件拆装方便或加工需要，相邻轴端直径之差应取1 到 3mm。轴上装滚动轴承、传动件和密封件登出的轴端直径应取相应的标准值。b、轴的轴向尺寸的确定轴上安装零件的各段长度， 根据各段相应零件轮毂宽度和其他结构需要来确定。不安装零件的各轴段长度可根据主上零件的相应位置来确定。当用套筒或挡油环等零件来固定轴上零件时，轴端面与套筒端面或轮毂端面应留

49、有2 到 3mm的间隙，即周段长度小于轮毂宽度2 到 3mm，以防止加工误差使零件在轴向固定不牢靠， 当轴的外伸段上安装连轴器、带轮、链轮时， 为了使其在轴向固定牢靠，也需同样处理。轴段在轴承座孔内的结构和长度与轴承的润滑方式有关，轴承用轴润滑， 轴承的端面距箱体内壁的距离为3 到 5mm 轴上的平键的长度应短于该轴段长度5 到 10mm，键长要整合到标准值。 键端距零件装入侧轴端距离一般为2 到 5mm 7.2.1 轴一的设计根据轴的最小轴径55mm，初步选择轴一的轴承选择为滚动轴承6211，轴承内径 55mm，外径 100mm，轴承宽度 25mm 轴上零件装配图如图所示图 7-1 名师资料

50、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 28 页，共 34 页 - - - - - - - - - 机械设计基础设计方案- 28 - 根据装配图设计的杆的相关尺寸如图所示图 7-2 7.2.2轴二的轴承选择根据轴的最小轴径80mm，初步选择轴一的轴承选择为滚动轴承6216，轴承内径 80mm，外径 140mm，轴承宽度 30mm 根据装配图各处尺寸为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -