油田抽油机设计

目录

一、设计题目 (1)

二、系统总体方案的确定 (1)

三、设计原始数据 (2)

四、电动机的选择 (3)

五、传动比的分配 (4)

六、执行机构尺寸计算 (5)

七、机构运动分析 (6)

八、V带设计 (15)

九、传动装置的运动和动力参数 (17)

十、齿轮的传动计算 (18)

十一、减速器机体的尺寸设计 (31)

十二、轴的设计 (32)

十三、键的选择及强度较核 (33)

十四、轴承寿命计算及静强度 (35)

十五、轴的强度较核 (37)

十六、参考文献 (41)

计算及说明主要结果

一、设计题目：油田抽油机

二、系统总体方案的确定：

系统总体方案：电动机→传动系统→执行机构；

初选三种传动方案，如下：

(a)二级圆柱齿轮传动

(b)为涡轮涡杆减速器

(c)为二级圆柱圆锥减速器

002173917.148)2][(180=-+-=∠ψαθC AC

⎩

⎨

⎧==+==-1052667.11176882

.121AC AC L a b L a b 解得：m a 1437893.0=，m b 2614775.1=；

m b a c c b a d 410937.1]sin[)(2)(22=+-++=α

七、 机构运动分析：

1.数学模型

如图所示，取以A 点为原点、

x 轴与AD 线一致的直角坐标系，标出向量和转角，由封闭向量多边形ABCD 可得

AB BC AD DC +=+

即

321

AB

i i i i e

e e BC

AD DC

e l l l l ϕϕϕ+=+ ()A

摆角分析：由式()A 的实部和虚部分别相等可得

123cos cos cos AB BC AD DC l l l l ϕϕϕ+=+

123sin sin sin AB BC DC l l l ϕϕϕ+=

1.35604R m =

01224.33775C C A ∠=

012148.73917AC C ∠=

m a 1437893.0=

m b 2614775.1=

1.410937d m =

23333'cos "sin DC DC l l ϕϕϕϕ=+

22112222'sin 'sin "cos AB BC BC l l l ϕϕϕϕϕϕ--+ 23333'sin "cos DC DC l l ϕϕϕϕ=-+

解得

2221122332332'cos()''cos()"sin AB BC DC DC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-（）

222

113232332'cos()'cos()'2"sin()

AB BC DC BC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-

2.框图设计

3.程序和计算结果

1110.850.858 6.8;7m mm m mm δ≈=⨯==取 220.850.858 6.8;7m mm m mm δ≈=⨯==取 233(5 5.5);(8)D d d =+=:轴承孔直径

3(1 1.2)89.6;8t d mm t mm ===::轴承端盖凸缘厚度：取 ≈2轴承旁联接螺栓距离: s D

地脚沉头座直径：40mm

十二、 轴的设计

由式（20-2）各轴的直径

6339.55100.2[]T P P d C n n

τ⨯≥=，

查表20-3，对于40Cr 材料的轴C=106-98。轴上有键槽时，会削弱轴的强度。对于直径100d mm ≤的轴，单键时轴径增大5%-7%，双键时增大10%-15%，故

3

32.4802368

1.06 1.0610223.5240

P d C mm n ≥=⨯=Ⅰ 3

32.3697410231.481.044

P d C mm n ≥==Ⅱ 3

32.26417

1.06 1.069843.421.894

P d C mm n ≥=⨯=Ⅲ 中间轴各轴段设计：

165.512d mm =

2194.488d mm =

233b b mm ==

1b =35mm

190E Z MPa =

2.425H Z =

0.776Z ε=

0.988Z β=

1

2 3 4

5