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1、本人有全套 CAD 装配图及零件图 邮箱 W机械设计机械设计螺杆泵地面驱动机构螺杆泵地面驱动机构课程设计说明书课程设计说明书课程名称：螺杆泵地面驱动机构设计题目：螺杆泵地面驱动机构院系：机械与动力工程学院班级：机设普 071姓名：王朝学号：2007440537指导教师：设计时间：石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构2CONTENTS一，设计任务书3二，总体方案分析4三，电动机的选择4四，传动比的分配5五，V 带的设计 6六，圆锥齿轮的设计8七，圆锥齿轮的校核11八，轴和皮带轮的结构设计14九，轴承端盖的设计18十、箱体和固定件的确定18十一，键连接的选择及校核计算19十二、减速器附件的选
2、择19十三、高速轴的校核20十四、轴承的校核22十五，参考文献29石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构3一，设计任务书一，设计任务书设计题目设计题目：螺杆泵地面驱动机构原始数据原始数据：电动机功率：27KW 电动机 1450 r/min抽油杆规格： 7/8“ 螺杆泵转速为 290 r/min工作条件工作条件：室外动力来源动力来源：电力，三相交流，电压 380V；。传动方案传动方案：皮带轮传动单级圆锥直齿轮减速器介绍螺杆泵地面驱动机构相关参数和工作条件石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构4二，总体方案分析二，总体方案分析本题方案有两个传动部分组成，即皮带轮传动与减速器齿轮传动。由于减
3、速器工作时需要防止卡转等井下复杂情况的发生，而且要求平稳高效率的传动，故选用带传动。 。减速器部分是本次课题的重点设计部分，本课题中的减速器是单级圆锥直齿轮减速器。三，电动机的选择三，电动机的选择1，电动机的类型和结构的选择，电动机的类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：室外、工作环境较恶劣，所以选 380v 交流电，Y 系列全封闭自扇冷式笼形三相异步电动机。2，电动机的容量，电动机的容量（1）电动机功率给定为 ：27KW（2）计算传动装置总效率）计算传动装置总效率 按常用机械传动效率简表确定各部分效率为V 带传动效率 1=0.96，滚动轴承效率 2=0.99，圆锥齿轮传动效率 3=0.95
4、，传动装置总效率为 =1223 =0.960. 9920.95=0.894得出输出功率 Pd =270.894=24.134kw 介绍展开式二级减速器的特点根据情况选择 Y 系列全封系列全封闭自扇冷式笼形三相异步闭自扇冷式笼形三相异步电动机。电动机。Pw=27KW总效率：0.894P Pd=d=24.134kw石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构5四，传动比的分配四，传动比的分配总传动比的分配总传动比的分配1.计算传动装置总传动比i 总=5wm nn2901450查机械设计课程设计手册P5 表-18知 锥齿轮减速级传动比取 i 1 =2.5查机械设计课程设计手册P196知 i 总=i0i
5、1所以 可知 i0=25 . 2 50 轴电动机轴 P0=Pd=24.134kw n0=nm=1450 r/minT0=9550=9550158.9500 nP145024.134kw1 轴高速轴 P1=P01=24.134kw0.96=23.167KWn1= =725/min00 in21450T1=9550=9550=305.187Nm11 nP72523.1672 轴低速轴 P2=23.1670.990.9521.789KWn2=290r/min21 in5.2725i总=5i 1 =2.5i 0=2P P1 1 =23.167KWn1=725/minT T1 1=305.187NmP
6、P2 221.789KWn2=290r/min石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构6T2=717.534Nm229550nP 290789.219550五、五、V 带传动设计带传动设计1.确定计算功率 查机械设计P156 表87，则 KA=1.4 PC=KAP=1.427=37.80KW 2.确定 V 带型号 按要求，选择普通 V 带。 根据 PC=10.50KW 及 n1=1450r/min 查机械设计P157 图 811 确定选用 C 型普通 V 带。 3.确定带轮直径 （1）确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径范围为 200315mm，选择dd1=300mm（2）验算带速
7、查机械设计P150v =22.765m/s10006014. 311 ndd 600001450 X 30014. 3X带速一般应取 525 m/s ， 满足要求3）计算大带轮直径 dd2=i 0 dd1=2300=300mm查机械设计P157 圆整得 dd2 =600 mm 4).确定带长及中心距（1）初取中心距 a00.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）a0 =1200mm(2) 确定带长 Ld：根据几何关系计算带长得T2717.534NmPC=37.80KW选用 C 型普通 V 带dd1=300mmV=22.765m/sdd2 = 600mma0 =1200mm石油机械设计石油
8、机械设计螺杆泵地面驱动机构7221 0021 0()2()24dd dddddLaddap-+=3831.75mm查机械设计P146 圆整得 4000mm3)计算实际中心距0 02ddllaa-+a=1115.875mm5）验算包角：12157.3180()90o ooddadda-则满足要求经计算a1=164.595 可知满足要求6）.确定 V 带根数 Z00()caArLpK PzpPP KaK=+ D查表 P153 得 Po=11.5 ，0PD=1.27查表 P155 得Ka=0.96 ， LK=1.02计算 Z=3.203 为安全起见取 Z=47).确定粗拉力F0查机械设计P149 表
9、 8-3 得 C 型带单位质量q=0.3kg/m20min(2.5)()500acaakpFqvk zv-=+Ld=4000mma=1115.875mmZ=4min( )F=488.426石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构8计算得min( )F=488.426应使 ()minOFF9）计算压轴力计算压轴力PF压轴力的最小值为( )minPF=( )1min2sin2OaZFsin164.59524488.426518.9822=6、圆锥齿轮传动设计圆锥齿轮传动设计1、选用圆锥直齿轮2、因为速度不变，由机械设计手册P210 表 108 选用 8 级精度3、材料选择， 由机械设计手册P19
10、1 表 101 选择小齿轮材料30CrMnSi调质，屈服极限900sMPas=，强度极限1100bMPas=齿面硬度为 360HBS ；大齿轮材料为30CrMnSi，调质，硬度为 350HBS4、选小齿轮齿数由机械设计P205,取闭式齿轮传动，小齿轮齿数为124Z =大齿轮齿数211ZZi=，所以大齿轮齿数为：605、按齿面接触强度确定传动的主要参数和尺寸由 分度圆直径公式() ()1 322(4)750 10.5AHVRRHT K K Kdmm ubaaes- F-F式中：（1）u=i=2.5( )min518.982PFN=124Z =260Z =石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构
11、9(2) 取齿宽系数RF=0.3（3） 由黄祖德主编机械设计P69 表 5-3 差得使用系数AK = 1.25由 P71 图 511，根据12210.32.510.475220.3RmRbu dF+=- F-1.15Kb=（4）计算分锥角1 1224arctanarctan21.860oZ Zd=29021.868.2oood=-=（5）计算当量齿数VZ和重合度Vae111cosVZZd=25.86222cosVZZd=161.725查黄祖德机械设计P73 表 54 查得1E =0.799 2E = 0.949则重合度1.486 (6)查黄祖德机械设计P72 图 512 按八级精度和重合度查得
12、齿间载荷分配系数1.2HaK =（7）查黄祖德机械设计P83 式（530）计算接触疲劳许用应力 1minHcimN HHZ Sss=由黄祖德机械设计P841Hcims2Hcims=850MP由 P85 查得 minHS=1KA=1.25KB=1.15Zv1=25.86Zv2=161.7251.486Vae=1.2HaK =()10.5vaaReef=-=石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构10计算量齿轮的接触应力循环次数1121996060725 1 8 1224303 10/1.5 10Nn athNNuh=由黄祖德机械设计P85 可知当ONN时，查得寿命系数Zn1=Zn2=1,两齿轮
13、的接触疲劳许用应力为: 12HHss=850MP将上述各数值代入() ()1 322(4)750 10.5AHVRRHT K K Kdmm ubaaes- F-F=112.535mm锥齿轮的模数11dmZ=4.689 取标准模数 m= 5 （8） 计算锥齿轮的主要几何尺寸分度圆直径 11dmz=12022dmz=300锥距 R2 122 2mRZZ=+=161.55mm齿宽0.3RbRf=161.55=48.465mm圆整取 49mm7、圆锥齿轮的校核圆锥齿轮的校核1、校核齿面接触疲劳强度（1）由齿轮尺寸计算VK值1Hcims2Hcims=850MPN1=3*109hN2=1.5*109hm=
14、 5 d1=120mmd2=300mmR=161.55mm石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构11小锥齿轮的平均分度圆直径()1110.5mRddf=-=105.6mm平均速度11 60 1000mdm nVp=4m/s根据1 100mV Z=0.96 和 8 级齿轮精度由黄祖德机械设计P70 可查得动载系数VK=1.2（2）由于两齿轮齿数没有变动，至此可以看出由于VK值小于假设值，使齿轮齿面接触疲劳强度有较多的余量。若结构尺寸许可，就不必重新计算。2、校核齿根弯曲疲劳强度校核应满足黄祖德机械设计P104 式（610）条件() 1 1112235310.5AVHF FFRT K K K K Y Ybdmbaes fs= - 22121FFFFFY Ysss=(1)齿形系数根据当量齿数由黄祖德机械设计P104 表 62 查得 122.7;2.3FFYY=(2)重合度系数0.250.75/vaYee=+=0.755(3)齿间载荷分配系数1.2FaHaKK=(4)弯曲疲劳应力 Fs(5)由黄祖德机械设计P84 黄祖德机械设计P86 查得B=49mmdm =105.6mmVm=4m/sKv =1.2石油机械设计石油机械设计螺杆泵地面驱动机构121saY =35
