油田抽油机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 一、 设计题目 、 系统总体方案的确定 、 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 .、 传动装置的运动和动力参数 .、 齿轮的传动计算 .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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 系统 方案总体评价： （ b ）方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 较大的传动比，但是抽油机要求长时间的工作，由于涡杆传动效率低，功率损失大，很不经济。图 是圆锥齿轮加工较困难，特别的是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用。图 动效率好，加工比较方便，且适合长期的工作环境。 最终方案确定：电动机 传动系统执行机构 （如下图） 三、 设计原始数据： 每日抽油量 ()2 3 冲程 ()0 4 摇杆长度 ()5 用压力角 ( ) 度 32 行程速比系数 K 1 08 平衡重 840 泵筒和活塞的直径 ()0 038 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 下泵深度 ()300 抽 油 杆 直径 ()q kg m 不同直径抽油杆连接长度 ()1 1 1 150l 2 2 2 150l 四、 电动机的选择： 1 每日抽油量 Q 的计算： )(360 2 其中， , , , 3860 ； 则 ，那么 m ； 2 抽油机最大负荷 )(1 7 9 01( 21m a x s 式中， 1F 为液柱质量负荷： )( 21 其中， L 为抽油杆的总长度（单位： m ），等于下井深度 300m ； 6 7 0 ( 21 )(1 0 0 2211 s 其中， 1q 、 2q 和 1l 、 2l 分别为不同直径抽油杆的每米长质量及连接长度，由原始数据查取； ， ， 5021 ； 1 2 7 5F 4 4 ( )sF 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 )(0 6 4 0 2211 s 则， )(7 9 5 7 9 01( 21m a x s 3 电动机所需功率 )(6m a x d 式中， 为传动装置的总效率， n 为曲柄轴转速 )r ，( ，可由下式计算： )(24.0 m a xm a x 代入数据可得： )(9 4 3 6 5 624.0 m a xm a x 又知， V 带传动效率 ，轴承传动效率 ，齿轮传动效率 ，联轴器传 动效率 ，则 传动装置总效率： 那么， 6m a x ( 9 . 5 5 1 0 ) 2 . 5 8 3 5 8 ( ) n k W 综上，选择电动机 6132 额定功率 额定转速r ； 五、 传动比分配： 电动机满载转速 ； 那么，机构总传动比 取 V 带传动传动比 40 i； 则高速齿轮传动比 1i 与低速齿轮传动比 2i 为 9 6 1 9 0 7 又因为 m a x 1 1 . 7 9 5 7 ( )F k Nm a x 9 4 3 6 5 6 ( )T N m m , , 2 . 5 8 3 5 8 ( )dP k W 电动机 6132 40 i i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 则， i ， i ； 六、 执行机构尺寸计算： 执行机构如下图： 根据原始数据有： ； 行程速比系数 ； 则， 00 3 2 4 c s i c s i 由于 ，则 D 点位于圆内，如下图： i 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 5 6 0 s s ，其中 ； L s 1121 C 2其中，由于 032 ，则： 021 3 3 7 7 0021 7 3 9 1 8)2(1 8 0 解得： ， ； 1 0 9 3 7.1s i n )(2)( 22 七、 机构运动分析： 如图所示，取以 x 轴与 出向量和转角，由封闭向量多边形 1 6 0 4 012 2 4 . 3 3 7 7 5C C A 012 1 4 8 . 7 3 9 1 7A C C 1 0 9 3 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 A B B C A D D C 即 0 321ie e A D D l l l ()A 摆角分析：由式 ()A 的实部和虚部分 别相等可得 1 2 3c o s c o s c o B C A D D Cl l l l 1 2 3s i n s i n s i B C D Cl l l 经计算解得 2 2 23 2 a r c t a n 2 a r c t a A B 1s i 1c o A BB l l 2 2 2 2 1( ) c o D C A B B C A D D CC l l l l l l 31231s i n s i na r c t a nc o s c o A D C A l l速度分析： 将式 ()A 对时间求导可得 312 ( / 2 )( / 2 )( / 2 )1 2 3 B C D Cl e l e l e 实部和虚部分别相等可得 1 1 2 2 3 3 s i n s i n s i B C D Cl l l 1 1 2 2 3 3 c o s c o s c o B C D Cl l l 解得 132123s i n ( )s i n ( )123132s i n ( )s i n ( )加速度分析：将式 ()A 对时间求二阶导可得 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 1 2 2( ) ( ) ( / 2 )221 2 2 i i B C B Cl e l e l e 33( ) ( / 2 )233 D Cl e l e 实部和虚 部分别相等可得 221 1 2 2 2 2 c o s c o s s i B C B Cl l l 23 3 3 3 c o s s i D 221 1 2 2 2 2 s i n s i n c o B C B Cl l l 23 3 3 3 s i n c o D 解得 2 2 21 1 2 2 3 3 2332 c o s ( ) c o s ( )s i B C D l （）2 2 21 1 3 2 3 2 332 c o s ( ) c o s ( ) 2s i n ( )A B B C D l 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 + 程序 #买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 # .5,w2,w3,e1,e2,e3,r,k,a,b,c,p1,p2,p3,t,t1,t2,r=(bc*(2*; p3=-r*r)/r); if()p3=p3+;2*pi;8) t=ad*ad+cd*cd+ab*a= b=ad/ c=t/(2*ab*ad/cd* *a+a*a+b*c)/(; *a*a+b*c)/(; if(p3=p3=p2=cd*ab*(ad+cd*ab*); ab*bc*; w3=ab*cd*; ab*w1*w1*bc*w2*w2*cd*w3*(bc*; ab*w1*w1*bc*w2*w3*w3*(cd*; k=180/fn,p1*k); fffn,p2*k,p3*k, ft ft fn,w3,e2, n); 计算结果 : 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 度： 0 50 100 150 200 250 300 350108110112114116118120122124126速度： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 0 50 100 150 200 250 300 350 . 5 . 500 . 511 . 5加速度： 0 50 100 150 200 250 300 350 - 15 - 10 - 5 0 5 10 15 20 程序标识符的说明 : 程序中的符号 公式中的符号 说 明 杆 1的长度 杆 2的长度 杆 3的长度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 机架 4 的长度 杆 1的角速度 圆周率 R R 3 杆 3的转角 A A 公式中间变量 B B 公式中间变量 C C 公式中间变量 杆 1的转角 杆 1的转角 杆 2的角速度 杆 3的角速度 杆 2的角加速 度 杆 3的角加速 度 八、 V 带设计： 带型号 查表 17 K 按式（ 17 c 1 3 3 7 2 3 5 ， 根据n ,由图 17取 带 由图 177d 1001 004100012 K 4 3 7 2 8cP d 1001 2 400dd 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 d 6010011 长及包角 根据式（ 17 )(2)(1021 )4 0 01 0 0(2)4 0 01 0 0( a 1000350 0 a 初步确定中心距 000 根据式（ 17步计算带的基准长度 ()(220212210 由表 17带的基准长度 500按式（ 17算实际中心距 ，圆整取 44 根据式（ 17算小轮包角 0001201 a dd 按式（ 17 z)( 11 由表 17得 由表 17得 由表 17得 7得 K 1 3 3 7 2 z 5 6 5 5v m s 000 2 4 1 3 5dL m m d 2500 44 001 1 5 9 2 0 K K 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 取 3z 根 按式（ 17 20 )00 c 由表 17 6 0 2 6 3 3 72 0 按式（ 17 52 9s i 4222s i 10 九、 传动装置的运动和动力参数： 1. 各轴转速 轴 m 04m 001m 轴 m 5 1 6 0112 轴 m 4 1 3 5 2. 各轴输入功率 轴 8 0 2 3 5 轴 2 1 2 3 2 . 4 8 0 2 4 0 . 9 8 5 0 . 9 7 2 . 3 6 9 7 4P P k W k W 轴 6 4 1 9 7 曲柄转盘则为： 0 7 9 4 1 - ； 3. 各轴输入转矩 电动机的输出转矩 ： 3z 0 1 240 m 6 4 5 6 m i 2 1 . 8 9 4 0 m i 2 0 2 4P 9 7 4P 2 4 1 7P 2 7 9 0P 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 i 8 3 5 5 09 5 5 0轴 轴 0 3 932112 轴 5 6 732223 曲柄转盘 0 2 34234 - ； 运动和动力参数计算结果整理于下表： 2 5 m 1 9 8 8T N m2 3 4 9 . 0 3 6T N m3 9 8 7 . 5 6 6T N m4 9 6 3 . 0 2 5T N m轴名 效率 )(转矩 )( 转速 n ( r 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出 电机轴 60 轴 40 轴 轴 柄转轴 、 齿轮的传动计算 （ 一 ）选择 材料，确定许用应力 1 材料 大，小齿轮均采用选用 40面硬度为 48均取齿面硬度 50 2 确定许用弯曲应力 F(1)总共作用时间共作用时间 5 3 6 5 2 4 4 3 8 0 0 403800 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 (2)寿命系数 由式（ 18表 18曲应力循环次数 81 1 16 0 6 0 1 2 4 0 4 3 8 0 0 6 . 3 1 1 0F v n t 8 81226 . 3 1 1 0 1 . 7 0 5 1 0 ;3 . 7 0 1 6 7u 由图 18寿命系数120 (3)弯曲疲劳极限图 18 8a ，取极限应力 li m 350F M P a (4)尺寸系数nm 由图 18尺寸系数 1 (5)安全因数8安全因数 (6)计算许用弯曲应力 F由式 (18显然 2 = 故 2 3 5 0 0 . 9 1 4201 . 5 P = H(1)寿命系数81 6 1 0， 82 1 5 1 0 由图 18接触强度计算的寿命系数1 ， 2 (2)接触疲劳极限H由图 18-4 a ，取极限应力 3l i m 1 . 1 4 1 0H M P a (3)安全因数8安全因数 14)许用接触应力 H由式 (1812许用接触811 6 . 3 1 1 0 822 1 . 7 0 5 1 0 ; 120 li m 350F M P a 5nm 1 420M P a F 81 6 1 0 82 1 5 1 0 1 3l i m 1 . 1 4 1 0H M P a 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 应力 3l i m 1 1 . 1 4 1 0 0 . 9 5 1 0 8 31Z M P （二）选择齿数，齿宽系数及精度等级 （ 1）初取齿数 初取小齿轮齿数1 21Z ,则大齿轮齿数 217 7 . 7 3 5Z u Z圆整取2 78Z （ 2）选择齿宽系数及精度等级 取齿宽系数 ，初估小齿轮直径1 45d ， 则齿宽1 0 . 6 4 5 2 7db d m m 估取大齿轮齿宽2 27b b m m齿轮圆周速度 1 4 5 9 6 0 2 . 2 6 2 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 1 估估选 6级精度等级 （三）确定载荷系数 （ 1）使用系数8 （ 2）动载系数8 1（ 3）齿向载荷分布系数 K由图 18 （ 4）齿间载荷分配系数、由齿轮切向力 3 31112 2 9 8 . 6 8 8 1 0 4 . 3 8 6 1 045 及条件 31 . 5 4 . 3 8 6 1 0 2 4 4 1 0 027 查表 18 1 （ 5）计算式 (18式 (18载荷系数 1 . 3 7 5H F A V K K K K 1 0 8 3H M P a 1 21Z 2 78Z 1 45d 27b 2 27b 2 /v m s估 1 31 4 6 1 0 2 4 4 1 0 0 1 1 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 （四）重合度计算 初估螺旋角 12o ，依据式（ 18表 8（ 1）端面重合度 12111 . 8 8 3 . 2 ( ) c o . 8 8 3 . 2 ( ) c o s 1 2 1 . 6 42 1 7 8 （ 2）纵向重合度 1 0 . 6 2 1t a n t a n 1 2 0 . 8 1 2od z （ 3）总重合度 1 . 6 4 0 . 8 1 2 2 . 4 5 2 （五）齿根抗弯疲劳强度计算 （ 1）齿形系数12量齿数 11 3321 2 0 . 4c o s c o s 1 2V 22 33 78 8 3 . 3 5c o s c o s 1 2V 查图 1812 2 . 2 2F a F = 2）应力修正系数12图 18121 . 7 5S a S = 3）重合度系数 Y端面压力角 t a n t a n 2 0a r c t a n a r c t a n 2 0 . 4 1c o s c o s 1 2o o 基圆螺旋角 a r c t a n ( t a n c o s ) a r c t a n ( t a n 1 2 c o s 2 0 . 4 1 ) 1 1 . 2 7o o 由式（ 18得当量齿轮端面重合度 12o 1 2 8 3 12 2 . 2 2F a F =21 . 7 5S a S = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 221 . 6 4 1 . 7 0 5c o s c o s 1 1 . 2 7n 于是，由式（ 18得重合度系数 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 0 . 6 91 . 7 0 5 （ 4）螺旋角系数 Y查图 18 （ 5）由齿根抗弯疲劳强度条件求模数1 1 2 2122 . 7 8 1 . 5 6 2 . 2 2 1 . 7 50 . 0 1 0 . 0 0 9 3 4 2 0 4 2 0F a S a F a F Y 故由式（ 18为满足齿根抗弯疲劳强度条件，则需使模数 2131121132322 c o s2 1 . 3 7 5 9 8 . 6 8 8 1 0 c o s 1 22 . 7 8 1 . 7 5 0 . 6 9 0 . 9 30 . 6 2 1 4 2 01 . 9 9 a S Y Y 取标准模数 2（六）确定主要参数 （ 1）中心距 a 初算中心距 120 () 2 ( 2 1 7 8 ) 1 0 1 . 22 c o s 1 2 2 c o s 1 2n z 圆整取 100a （ 2）螺旋角 满足几何条件的螺旋角 12() ( 2 1 7 8 ) 2a r c c o s a r c c o s 8 . 12 2 1 0 0 z 与初取相差较大。改取2 77z ，则螺旋角 12() ( 2 1 7 7 ) 2a r c c o s a r c c o s 1 1 2 8 4 22 2 1 0 0 z （ 3）验算传动比误差 实际齿数比2177 3 . 6 6 6 721 1110 9 3F a 2 100a 2 77z 1 1 2 8 4 2o 2177 3 . 6 6 6 721 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计 算 及 说 明 主 要 结 果 传动比误差 3 . 7 0 1 6 7 3 . 6 6 6 7 1 0 0 % 0 . 9 %3 . 7 0 1 6 7 满足使用要求 （ 4）计算分度圆直径121 2 1 2 4 2 . 8 5 7c o s c o s 1 1 2 8 4 2n m m 与初估122 7 7 2 1 5 7 . 1 4 3c o s c o s 1 1 2 8 4 2n m m （ 5）齿轮宽度12大齿轮齿宽2 28b 齿轮齿宽1b=30）齿面接触疲劳强度验算 （ 1）弹性系数8190 2）节点区域系数8 （ 3）重合度系数 Z由式（ 18 11 0 . 7 8