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1、综合课程设计说明书 课 程 名 称: 机械设计综合课程设计 课 程 代 码: 6003939 题 目: 常规型游梁抽油机 传动装置设计 学 生 姓 名: 吴强 学 号: 3320130191119 年级/专业/班: 203 级机设 1 班 学 院 (直 属 系 ) : 机械工程与自动化学院 指 导 教 师: 晏静江 课 程 设 计 说 明 书- 1 -目 录任务书第 1 章 常规游梁式抽油机传动方案设计 .61.1 抽油机系统的组成 .61.2 抽油机工作原理 .6第 2 章 曲柄摇杆机构设计 .72.1 设计参数分析与确定 .72.2 按 K 设计曲柄摇杆机构 .72.3 结论和机构运动简图
2、 .9第 3 章 常规游梁式抽油机传动系统运动和动力参数分析计算 .93.1 传动比分配和电动机选择 .93.2 各轴转速计算 .123.3 各轴功率计算 .133.4 各轴扭矩计算 .14第 4 章 齿轮减速器设计计算 .154.1 高速级齿轮传动设计计算 .154.2 低速级齿轮传动设计计算 .19第 5 章 带传动设计计算 .225.1 带链传动的方案比较 .225.2 带传动设计计算 .23第 6 章 轴系部件设计计算 .266.1 各轴初算轴径 .266.2 轴的结构设计 .266.3 滚动轴承寿命验算 .306.4 轴的强度验算 .30第 7 章 连接件的选择和计算 .357.1
3、齿轮连接平键的选择与计算 .357.2 带轮连接平键的选择与计算 .367.3 螺纹连接件的选择 .36 课 程 设 计 说 明 书- 2 -第 8 章 设计结论汇总 .37总结 .39参 考 书 目 .40 课 程 设 计 说 明 书- 3 -机械综合课程设计任务书学院名称： 机械学院 专业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2012 级机设 6 班 学生姓名: 蒋亚洲 学号: 312012080301634 指导教师: 杜 强 一、设计题目：常规型游梁抽油机传动装置设计二、抽油机工作原理抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统（将转动变换为往复移动）带动抽油杆及抽油泵柱塞作上下往复移
4、动，从而实现将原油从井下举升到地面的目的。如常规型游梁抽油机，电动机 2 经带传动和减速箱，将动力传递给曲柄 8，曲柄 8 绕减速箱输出轴 7 轴心作顺时针匀速旋转运动，通过连杆 12 带动游梁 16（摇杆）绕支架轴17 轴心作往复摆动，使悬绳器 19（抽油杆）上下往复运动，抽油杆由下止点上升到上止点时，地下的油被抽上来；抽油杆回程时，由上止点下降到下止点。悬点：执行系统与抽油杆的联结点，即悬绳器 19 处的载荷作用点；悬点载荷 F(kN)：抽油机工作过程中作用于悬点的载荷；抽油杆冲程 S(m)：抽油杆上下往复运动的最大位移；冲次 n(次/min) ：单位时间内柱塞往复运动的次数。三、技术指标
5、及要求抽油机长期野外作业，24 小时连续运行；要求运动平稳、效率高、使用寿命 15 年；电 动 机减 速 传 动 系 统执 行 系 统抽 油 机抽 油 杆 悬 点抽 油 泵柱 塞 课 程 设 计 说 明 书- 4 -悬点载荷 F 的简化静力示功图如右图：在柱塞上冲程过程中，由于举升原油，作用于悬点的载荷为 F1，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 F2，它就等于抽油杆和柱塞自身的重量。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。油井工况为：上冲程时间 下冲程时间 冲程 S(m) 冲次 n(次/min) 悬点载荷 F
6、(kN)8T/15 7T/15 1.4 21 7.3安装尺寸与机构相关参数油梁支撑到底座的高度：36m；减速器输出轴中心到底座的高度：0.6m ；曲柄半径：0.41.2m。四、设计内容及完成后应上交材料对抽油机整机进行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；按假定条件对抽油机工作执行机构进行尺寸综合设计，并使执行机构具有较好的传力性能。绘制工作执行机构运动简图；对工作执行机构进行运动分析，求出驴头摆动位移、速度、加速度，并绘制相应线图（取抽油杆最低位置为机构的零位） ；对抽油机减速传动系统进行结构设计，并对其中关键零部件进行计算分析。完成后应上交的材料：1
7、号图 1 张：包括工作执行机构运动简图、位移图、速度图、加速度图；0 号图 1 张：减速器装配图；3 号图 12 张：减速器重要零件图；设计计算说明书 1 份（30 页以上） 。五、设计提示原动机选择三相交流异步电动机；在曲柄上加配重的作用，是克服驴头大质量引起的阻抗力，并阻止回程电机的加速运转；抽油机野外工作，需防止灰砂、雨水的侵蚀；抽油杆向下运动，是靠抽油杆和驴头的重量驱动的；驴头弧形运动轨迹和抽油杆直线运动的差异，应予以协调；设计时，应根据抽油杆的往复直线运动特征、冲程大小、冲程次数、抽油载荷、安装条件等要求，提出执行机构运动方案。常见可行执行方案有很多种，现选用“曲柄摇S ( m )F
8、 ( k N )F1F2上冲程下冲程 课 程 设 计 说 明 书- 5 -杆（常规）式抽油机”执行机构，如下图所示。Fe cbadDCBAEl1l2假定：取 l1=1m，l 2=0.75m，且取 ec=1.1 ，摇杆（游梁）摆角为 50。执行机构的总传动效率取 =0.9。六、推荐参考资料1、 机械设计课程设计指导书 （西华大学机械学院基础教学部编）2、 机械原理 （孙桓主编，高等教育出版社）3、 机械设计 （濮良贵主编，高等教育出版社）指导教师 杜强 签名日期 2014 年 12月 23日系 主 任 张均富 审核日期 2014 年 12 月 24 日 课 程 设 计 说 明 书- 6 -计 算
9、 及 说 明 结 果第 1 章 常规游梁式抽油机传动方案设计1.1 抽油机系统的组成图 2-1结 构 示 意 图 如 图 所 示 1.2 抽油机工作原理工作原理抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统（将转动变换为往复移动）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。如常规型游梁抽油机，电动机 2 经带传动和减速箱，将动力传递给曲柄 8，5 课 程 设 计 说 明 书- 7 -计 算 及 说 明 结 果曲柄 8 绕减速箱输出轴 7 轴心作顺时针匀速旋转运动，通过连杆 12 带动游梁16（摇杆）绕支架轴 17 轴心作往复摆动，使悬绳器 19（抽油杆）上下往复运动，抽油杆由下止点上升到上止点时，地下的油被抽上来；抽油杆回程时，由上止点下降到下止点。第 2 章 曲柄摇杆机构设计2.1 设计参数分析与确定根据工况一的要求，上冲程时间 8T/15，下冲程时间 7T/1578102121 tK综上可知 00788悬点载荷 kNFk 2.6,7.31Fe cba
