机械设计综合课程设计任务书

机械综合课程设计任务书

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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。

动的次数。

三、技术指标及要求

（2）要求运动平稳、效率高、使用寿命15年；

（3）悬点载荷F的简化静力示功图如图3。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。

（4）安装尺寸与机构相关参数图3 静力示功图油梁支撑到底座的高度：3~6m；减速器输出轴中心到底座的高度：0.6m；曲柄半径：0.4~1.2m。

四、原始数据

假设电动机匀速转动，抽油杆（或执行系统）的运动周期为T。油井工况如表1所示。

表1 油井工况

五、设计内容及上交材料

（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，进行执行系统（执行机构）的运动尺寸设计，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。

（5）对抽油机机械系统进行结构设计，绘制装配图及关键零件工作图。

（6）编写设计报告一份。设计说明书应包括以下内容：1）摘要；2）概述：抽油机发展概述；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；8）参考文献10-15篇。

六、设计提示

（1）原动机选择三相交流异步电动机；

（2）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；

（3）抽油机野外工作，需防止灰砂、雨水的侵蚀；

（4）抽油杆向下运动，是靠抽油杆和驴头的重量驱动的；

（5）驴头弧形运动轨迹和抽油杆直线运动的差异，应予以协调；

（6）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“曲柄摇杆（常规）式抽油机”执行机构，如下图所示。

假定：取l1=1.08m，l2=0.81m，且取e∶c=4∶3，摇杆（游梁）摆角为50°。执行机构的总传动效率取η=0.9。

七、参考文献

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、《机械原理教程》（孙桓主编，西北工业大学出版社）

4、《机械设计》（濮良贵主编，高等教育出版社）

指导教师签名日期年月日

系主任审核日期年月日