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下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763机械设计课程设计报告下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763目录1设计任务12设计内容23方案分析24设计目标35设计分析36电机选择77V带传动设计108齿轮传动设计119轴的结构设计1910轴承寿命校核2111心得与总结2512附录26下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763买文档送全套图纸扣扣414951605机械设计课程设计设计任务抽油机机械系统设计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。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。悬点执行系统与抽油杆的联结点悬点载荷PKN抽油机工作过程中作用于悬点的载荷抽油杆冲程SM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悬点载荷P的静力示功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。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SM冲次N次/MIN悬点载荷PN下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605/157T/151314设计内容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编写机械设计课程设计报告。方案分析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。该系统的功率大,且总传动比大。减速传动系统方案很多,以齿轮减速器减速最为常见且设计简单,有时可以综合带传动的平稳传动特点来设计减速系统。在这里我选用带传动加上齿轮二级减速。执行系统方案设计输入连续单向转动;输出往复移动输入、输出周期相同,输入转1圈的时间有急回。常见可行执行方案有很多种,我选用“四连杆(常规)式抽油机”机构。设计目标以上冲程悬点加速度为最小进行优化,即摇杆CD顺时针方向摆动过程中的3MAX最小,由此确定A、B、C、D。下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763设计分析执行系统设计分析设计要求抽油杆上冲程时间为8T/15,下冲程时间为7T/15,则可推得上冲程曲柄转角为192,下冲程曲柄转角为168。找出曲柄摇杆机构摇杆的两个极限位置。CD顺时针摆动C1C2,上冲程正行程,P1,192,慢行程,B1B2;CD逆时针摆动C2C1,下冲程反行程,P2,168,快行程,B2B1。下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763曲柄转向应为逆时针,型曲柄摇杆机构A2D2B2C2设计约束1极位夹角(2)行程要求通常取E/C135SE135C3最小传动角要求4其他约束整转副由极位夹角保证。各杆长0。其中极位夹角约束和行程约束为等式约束,其他为不等式约束。型曲柄摇杆机构的设计若以为设计变量,因S135C,则当取定时,可得C。根据C、作图,根据作圆,其半径为R。下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763各式表明四杆长度均为和的函数取和为设计变量根据工程需要优化计算在限定范围内取、,计算C、A、D、B,得曲柄摇杆机构各构件尺寸;判断最小传动角;取抽油杆最低位置作为机构零位曲柄转角0,悬点位移S0,求上冲程曲柄转过某一角度时摇杆摆角、角速度和角加速度3(可按步长05循环计算);找出上冲程过程中的最大值3MAX。对于II型四杆机构,已知杆长为A,B,C,D,原动件A的转角及等角速度为,N为执行机构的输入速度从动件位置分析(如图所示),为AD杆的角度机构的封闭矢量方程式为(11)欧拉公式展开令方程实虚部相等(12)消去得,(13)其中下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763又因为代入(13)得关于的一元二次方程式,解得(14)B构件角位移可求得(15)速度分析对机构的矢量方程式求导数得(16)将上式两边分别乘以或得或(17)(18)加速度分析将(16)式对时间求导得(19)对上式两边同乘或得或应用网格法编程计算可得(具体程序见附录)A04537圆整为0454;B12297圆整为1230C12261圆整为1226;D18539圆整为1854则E13/078541655电机选择MATLAB分析,悬点最大速度在上冲程且RAD/S,则M/S。根据工况初采用展开式二级圆柱齿轮减速,联合V型带传动减速,选用三相笼型异步电机,封闭式结构,电压380VY型由电机至抽油杆的总传动效率为其中,分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和四连杆执行机构的传动效率。取094,取098,取097,取099,取090。下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763预选滚子轴承,8级斜齿圆柱齿轮,考虑到载荷较大且有一定冲击,两轴线同轴度对系统有一定影响,可考虑用齿轮联轴器。则则电动机所需工作功率根据手册推荐的传动比合理范围,取V带传动的传动比为,二级圆柱齿轮减速器传动比,则总传动比的合理范围为,故电机转速可选范围为R/MIN符合这一范围的同步转速有750,1000,1500R/MIN考虑速度太小的电机价格、体积、重量等因素,不宜选取电机型号功率KW转速R/MIN380V时电流A效率功率因素额定转矩额定电流最大额矩DBDB/A净重KGY250M65598310429108718652087465Y225M4551476103691508818702089380比较后综合考虑,选定电机型号为Y250M6,其外形及安半装尺寸如下机座号ABCDEFXGDGH250M4063491687514020X12675250KAAABACADBBHAHDL2410051055041045530600825确定传动装置的总传动比和分配传动比分配传动比,初选V带,以致其外廓尺寸不致过大,则减速器传动比为下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763则展开式齿轮减速器,由手册展开式曲线查得高速级,则计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速至低速依次定为I、II、III轴以及为相邻两轴间的传动比为相邻两轴间的传动效率为各轴的输入功率(KW)为各轴的输入转矩(KW)为各轴的转速(R/MIN)则各轴转速I轴II轴III轴曲柄转轴各轴输入功率I轴II轴III轴曲柄转轴各轴输出功率分别为输入功率乘轴承效率098,则下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763各轴输入转矩电机输出转矩I轴II轴III轴曲柄转轴IIII轴的输出转矩则分别为各轴输入转转矩乘轴承效率098V带传动设计初选普通V带查表,由于载荷变动较大取13,P51KW故选取为D型带,小带轮355400MM。查表初选375MM大轮准直径,在允许范围内取验算带速V在1020之间,故能充分发挥V带的传动能力。确定中心距A和带的基准长度初定中心距带长初选查表取实际中心距实际中心距调节范围推荐值为验算小带轮包角下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763包角合适确定带的根数因传动比I28,由表线性插值得则取Z4根确定初拉力F。单根普通V带的初拉力D带Q06KG/M计算带轮轴所受压力带轮结构设计如下小带轮大带轮齿轮传动设计A高速级设计输入功率P4794KW,小齿轮转速,传动比。1选取齿轮的材料、热处理及精度设工作寿命10年(每年工作300天)1齿轮材料及热处理大小齿轮材料选用20CRMNTI。齿面渗碳淬火,齿面硬度为HRC,有效硬化层深0509MM。有图查得,齿面最终成型工艺为磨齿。2齿轮精度级初步设计齿轮传动的主要尺寸因所选为硬齿面传动,它具有较强的齿面抗点蚀能力,故先按齿根弯曲疲劳强度设计,再校核齿面接触疲劳强度。1计算小齿轮传递的转矩下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605定齿数Z取,传动比误差允许3初选齿宽系数按非对称布置,由表查得064初选螺旋角5载荷系数K使用系数,由表查得动载荷系数,估计齿轮圆周速度V5M/S,则由图表查得12;齿向载荷系数,预估齿宽B40MM,由表查得,初取B/H6,再查图得115;齿间载荷分配系数,由表查得载荷系数K6齿形系数和应力修正系数当量齿数查表7重合度系数端面重合度近似为则8螺旋角系数轴向重合度9许用弯曲应力下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763安全系数由表查得小齿轮应力循环次数大齿轮应力循环次数查表得寿命系数,实验齿轮应力修正系数由图表预取尺寸系数许用弯曲应力比较取10计算模数按表圆整模数,取11初算主要尺寸初算中心距,取A356MM修正螺旋角分度圆直径齿宽,取齿宽系数12验算载荷系数K圆周速度,由图查得按,由表查得,又因B/HB/22559/225553由图查得,不变又和不变,则K290也不变故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。3校核齿面接触疲劳强度1确定载荷系数载荷系数下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605定各系数材料弹性系数,由表查得节点区域系数重合度系数螺旋角系数3许用接触应力试验齿轮的齿面疲劳极限寿命系数,由图查得尺寸系数,;安全系数则许用接触应力取4校核齿面接触强度满足齿面接触强度4计算几何尺寸B低速级设计输入功率P4557KW,小齿轮转速,传动比。0选取齿轮的材料、热处理及精度设工作寿命10年(每年工作300天)1齿轮材料及热处理大小齿轮材料选用20CRMNTI。齿面渗碳淬火,齿面硬度为HRC,有效硬化层深0509MM。有图查得,齿面最终成型工艺为磨齿。2齿轮精度级下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763初步设计齿轮传动的主要尺寸因所选为硬齿面传动,它具有较强的齿面抗点蚀能力,故先按齿根弯曲疲劳强度设计,再校核齿面接触疲劳强度。1计算小齿轮传递的转矩2确定齿数Z取,传动比误差允许3初选齿宽系数按非对称布置,由表查得064初选螺旋角5载荷系数K使用系数,由表查得动载荷系数,估计齿轮圆周速度V5M/S,则由图表查得103;齿向载荷系数,预估齿宽B120MM,由表查得,初取B/H6,再查图得116;齿间载荷分配系数,由表查得载荷系数K6齿形系数和应力修正系数当量齿数查表7重合度系数端面重合度近似为则8螺旋角系数下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763轴向重合度9许用弯曲应力安全系数由表查得小齿轮应力循环次数大齿轮应力循环次数查表得寿命系数,实验齿轮应力修正系数由图表预取尺寸系数许用弯曲应力比较取10计算模数按表圆整模数,取11初算主要尺寸初算中心距,取A476MM修正螺旋角分度圆直径齿宽,取齿宽系数12验算载荷系数K圆周速度,由图查得按,由表查得,又因B/HB/225115/225685由图查得,不变下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763又和不变,则K251也不变故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。3校核齿面接触疲劳强度1确定载荷系数载荷系数2确定各系数材料弹性系数,由表查得节点区域系数重合度系数螺旋角系数3许用接触应力试验齿轮的齿面疲劳极限寿命系数,由图查得尺寸系数,;安全系数则许用接触应力取4校核齿面接触强度满足齿面接触强度4计算几何尺寸轴的结构设计I轴1选择轴材料45钢调质217255HBS下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605算轴径取A110得因轴上要开键槽,故将轴径增加45,取轴径为60MM。3拟定轴的布置方案如图选取31314圆锥滚子轴承II轴1选择轴材料45钢调质217255HBS2初算轴径取A110得因键槽影响,故将轴径增加45,取轴径为107MM。3拟定轴的布置方案如图选取32222圆锥滚子轴承III轴1选择轴材料45钢调质217255HBS2初算轴径取A110得因键槽影响,故将轴径增加45,取轴径为150MM。3拟定轴的布置方案如图选取32032圆锥滚子轴承下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763轴承寿命校核I轴由手册查得30314,取1计算附加轴向力2计算轴承所受轴向载荷I轴右端轴承被“放松”3计算当量动载荷左查表知X040Y17下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763则右查表知X1Y0则4轴承寿命计算按左轴承计算所选轴承合格II轴由手册查得32222,取1计算附加轴向力2计算轴向载荷II轴右端轴承被“放松”下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605算当量动载荷左查表知X1Y0则右查表知X04Y14则4轴承寿命按右轴承计算满足工程要求III轴由手册查得32032,取2计算附加轴向力2计算轴向载荷下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763III轴左端轴承被“放松”3计算当量动载荷左查表知X1Y0则右查表知X04Y13则4轴承寿命按右轴承计算满足工程要求综上可得,该设计符合工程要求。下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763心得与总结终于在我的不懈的努力下,课程设计完成了。从开始直到设计基本完成,我有许多感想。这是我们比较独立的在自己的努力下做一个与课程相关的设计。首先要多谢老师给我们的这个机会,还要感谢诸多同学的帮助。我深切的感觉到,在这次设计中也暴露出我们的许多薄弱环节,很多学过的知识不能灵活应用,在这次作业后才渐渐掌握,以前学过的东西自己并不是都掌握了,很多知识都已很模糊,经过这次设计又回忆起来了。做作业的期间用到的手工制图又得到了巩固,AUTOCAD画图软件也在不断练习中进一步深入,学会了如何去应用工程手册,我体会到钱老师的良苦用心。总的说来,我感觉这次课程设计学到了很多东西,是很有意义的。下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763附录1优化设计程序找出最优的四杆杆长CLEARSYMSQ1Q2P1Q1为,Q2为,P1为曲柄转角P005PI/180192PI/180QU145PI/18001PI/18055PI/180XMINFFORI1LENGTHQU1Q1QU1IQU25PI/18001PI/180PI/2PI/9Q1/25PI/180FORJ1LENGTHQU2Q2QU2JC13/135/Q1ACSINQ1/2SINQ2PI/15SINQ2/SINPI/15BCSINQ1/2SINQ2PI/15SINQ2/SINPI/15RCSINQ1/2/SINPI/15GCSINPI/15Q1/2/SINPI/15DSQRTR2G22RGCOS2Q2PI/15MPIACOSB2C2AD2/2/B/CIFM40PI/180判断传动角条件X0FORK1LENGTHPP1PKP4ACOSD2AB2C2/2/D/ABADCOSP4ACOSP1BDSINP4ASINP1DA2B2C2B2/2/CP32ATANBSQRTA2B2D2/ADP2ATANBCSINP3/ACCOSP3W1214PI/60W3W1ASINP1P2/C/SINP2P3W2W1ASINP1P3/B/SINP3P2X3BW22AW12COSP1P2CW32COSP3P2/C/SINP3P2IFABSX3XXABSX3求出该种情况的最大角速度ENDENDIFXXM找出最优方案XMX最大加速度N1Q1N2Q2ENDENDENDEND运行结束后,输入A,B,C,D表达式即可求解C13/135/N1ACSINN1/2SINN2PI/15SINN2/SINPI/15BCSINN1/2SINN2PI/15SINN2/SINPI/15RCSINN1/2/SINPI/15GCSINPI/15N1/2/SINPI/15下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763DSQRTR2G22RGCOS2N2PI/15运行结果为C12261A04537B12297D185392绘出位移、速度、加速度图建立FUNM文件FUNCTIONPP3FUNP1A04537B12297C12261D18539E1655P4ACOSD2AB2C2/2/D/ABADCOSP4ACOSP1BDSINP4ASINP1DA2B2C2B2/2/CP32ATANBSQRTA2B2D2/ADPP3PIACOSC2CA2D2/2/C/CAP3EP2ATANBCSINP3/ACCOSP3W1214PI/60W3W1ASINP1P2/C/SINP2P3WW3W3EW2W1ASINP1P3/B/SINP3P2X3BW22AW12COSP1P2CW32COSP3P2/C/SINP3P2XX3X3E在主程序中运行FPLOTFUN,0,2PI如图若将“”行替换为FUNCTIONWW3FUNP1则运行FPLOTFUN,0,2PI后,下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763若将“”行替换为FUNCTIONXX3FUNP1则运行FPLOTFUN,0,2PI后,3数值打印程序如下P105PI/1802PISP1存放位移VP1存放速度XP1存放加速度A04537B12297C12261D18539E1655FORI1LENGTHP1P4ACOSD2AB2C2/2/D/ABADCOSP4ACOSP1I下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸,Q咨询414951605或1304139763BDSINP4ASINP1IDA2B2C2B2/2/CP32ATANBSQRTA2B2D2/ADPP3PIACOSC2CA2D2/2/C/CAP3ESIPP3P2ATANBCSINP3/ACCOSP3W1214PI/60W3W1ASINP1IP2/C/SINP2P3WW3W3EVIWW3W2W1ASINP1IP3/B/SINP3P2X3BW22AW12COSP1IP2CW32COSP3P2/C/SINP3P2XX3X3EXIXX3ENDS输出位移VX输出速度加速度角度。位移M速度M/S加速度M2/S角度。位移M速度M/S加速度M2/S000042002461829918512917008411018650000900555184251901295200177112651000090013591833719512948012111210715002550215518024200129000224512647200048502937174842051280503261128372500776036941672321012659042391266130011250441815762215124590516012135350152605102146292201220506007113044001972057391336122511896067641023545024560632612003230115340742409004500297106860106002351112307980076805503507

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