QY3型石油管道牵引机传动系统设计【说明书+CAD】
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QY3型石油管道牵引机传动系统设计【说明书+CAD】,QY3,石油,管道,牵引机,传动系统,设计,说明书,CAD
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黄河科技学院毕业设计(文献综述) 第 9 页 QY3型石油管道牵引机传动系统设计摘 要本文简单介绍了石油牵引机的组成及工作原理，并涉及减速机的工作原理、种类、设计流程。简单说明了分动箱的工作原理。论述了各种机械传动系统及其优缺点。通过这些资料的查阅对石油管道牵引机设计中所涉及的机械知识有了一定的了解，为设计做准备。关键词：牵引机，减速机，传动系统前 言机械制造业是国民经济最重要的支柱之一，是国民经济的装备部，在国民经济的发展中起着十分重要的作用。据相关资料介绍，机械制造业是国民经济最重要的支柱产业之一，机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着相当大的影响，其规模水平是衡量一个国家国民经济实力和科学技术水平的重要尺度。因而，我国十分重视机械制造业的发展，对机械制造业提出了更多的要求，使其能更好地为各行各业提供高质量的机械产品。世界各国都把发展机械制造业作为振兴和发展本国经济的战略重点之一。我国十分重视机械制造业的发展。特别是改革开放以来，随着国民经济持续保持高速发展，各行各业都获得了空前的大发展，产品的多样化及对市场的快速反应成为企业能否在激烈的市场竞争中处于有利位置的必备能力。现在国家已经认识到了这一问题，因此，发出了要建设创新型国家的号召。并采取了一系列的政策、措施鼓励技术创新，促进国家的技术进步，在机械制造业方面更是如此。在牵引机行业，牵引机械是一种应用十分广泛的产品。为了不断扩大其应用范围，常常将其基架系统、传统系统、间隙调整系统、牵引系统进行优化改进，从而提高系统稳定性，并改善其质量及性能。输油管牵引机就是作用于油田作业时对输油管的牵引，可以为连续输送油管时提供牵引力，它由主机部分、齿轮基座、减速机等部分组成。考虑到现代动力机械行业的机械化程度的进一步加深，这类机械的需求量还会进一步扩大，如果能设计出一种功能更加完善的新型机械，并且各功能互不干涉，不仅能节省材料消耗，降低生产成本，还能方便加工操作，提高工作效率，这不仅对许多中小企业单位有强大诱惑，而且对大型生产单位也有一定的吸引力。如何才能高质量的设计出来，占领这个制高点，就要求我们能很快地理解掌握同类的产品，消化吸收，再加以综合优化，才能完成。1. 石油管道牵引机简介石油管道牵引机一般由以下几部分组成：电动机、减速机、分动箱、齿轮传动机构、滚筒夹紧装置、紧急刹车机。当输送石油管道上时，石油管道实现盘在管道盘上。输送时，输送人员将管道头从管道盘上拉出，并从牵引机的入口进入，井上下两排滚筒的缝隙空间从另一端引出。牵引机工作时，有上下两组滚筒相对运动对石油管道产生适当的挤压力，由此产生牵引管道前进的牵引力将管道输送出牵引机出口，送入工作区域。石油管道牵引机的传动示意图如下所示：牵引机传动示意图2. 减速器简介及工作原理减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小 齿轮的齿数之比，就是传动比。3. 减速机的分类减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途分类： 1、按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器； 2、按照传动级数不同可分为单级和多级减速器； 3、按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器； 4、按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。 常见减速机种类：1、摆线减速机2、硬齿面圆柱齿轮减速机3、行星齿轮减速机4、软齿面减速机5、三环减速机6、起重机减速机7、蜗杆减速机8、轴装式硬齿面减速机9、无级变速机蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在 同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来 传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能 太高。行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但价格略贵。4. 减速机的设计流程一、设计的原始资料和数据 1、原动机的类型、规格、转速、功率（或转矩）、启动特性、短时过载能力、转动惯量等。 2、工作机械的类型、规格、用途、转速、功率（或转矩）。工作制度：恒定载荷或变载荷，变载荷的载荷图；启、制动与短时过载转矩，启动频率；冲击和振动程度；旋转方向等。 3、原动机 作机与减速器的联接方式，轴伸是否有径向力及轴向力。 4、安装型式（减速器与原动机、工作机的相对位置、立式、卧式）。 5、传动比及其允许误差。 6、对尺寸及重量的要求。 7、对使用寿命、安全程度和可靠性的要求。 8、环境温度、灰尘浓度、气流速度和酸碱度等环境条件；润滑与冷却条件（是否有循环水、润滑站）。以及对振动、噪声的限制。 9、对操作、控制的要求。 10、材料、毛坯、标准件来源和库存情况。 11、制造厂的制造能力。 12、对批量、成本和价格的要求。13、交货期限。 上述前四条是必备条件，其他方面可按常规设计。二、选定减速机的类型和安装型式。三、初定各项工艺方法及参数。选定性能水平，初定齿轮及主要机件的材料、热处理工艺、精加工方法、润滑方式及润滑油品。四、确定传动级数。五、初定几何参数。初算齿轮传动中心距（或节圆直径）、模数及其他几何参数。总传动比，确定传动的级数和各级的传动比。六、整体方案设计。确定减速机的结构、轴的尺寸、跨距及轴承型号等。七、校核。校核齿轮、轴、键等负载件的强度，计算轴承寿命。八、润滑冷却计算。九、确定减速机的附件。十、确定齿轮渗碳深度。必要时还要进行齿形及齿向修形量等工艺数据的计算。十一、绘制图纸。在设计中应贯彻国家和行业的有关标准。5. 分动箱分动箱是一齿轮传动系，其作用是将原动机输出的动力分配到各个驱动轴，进行动力的分配传递。一种简单的分动系统示意图如下：分动箱传动原理通过螺旋齿轮2、3与主轴1上螺旋齿轮4的啮合达到将发动机输出的动力进行分配的效果。6. 机械传动系统类型齿轮传动：（1）分类：平面齿轮传动空间齿轮传动。（2）特点：优点适用的圆周速度和功路率范围广。 传动比准确、稳定、效率高。 工作可靠性高、寿命长。 可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动 缺点要求较高的制造和安装精度、成本较高。 不适宜远距离两轴之间的传动。（3）渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有齿顶圆齿根圆分度圆摸数压力角等。涡轮涡杆传动：适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。（1）特点：优点传动比大。 结构尺寸紧凑。 缺点轴向力大、易发热、效率低。 只能单向传动。（2）涡轮涡杆传动的主要参数有：模数压力角蜗轮分度圆蜗杆分度圆导程蜗轮齿数蜗杆头数传动比等。带传动：包括主动轮从动轮环形带适用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。应用时重点是：传动比的计算带的应力分析计算单根V带的许用功率。带传动的特点：优点：适用于两轴中心距较大的传动；带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；过载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。缺点：传动的外廓尺寸较大；需张紧装置；由于打滑，不能保证固定不变的传动比；带的寿命较短；传动效率较低。链传动：包括主动链从动链环形链条。链传动的传动比不大于8，中心距不大于56m，传递功率不大于l00kW，链轮圆周速度不大于15ms。链传动与带传动相比的主要特点：没有弹性滑动和打滑，能保持准确的传动比；需要张紧力较小，作用在轴上的压力也较小；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。轮系： 由一系列齿轮组成的传动系统统称为轮系，广泛应用于各种机械设备中。（1）轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。定轴轮系传动时，每个齿轮的几何轴线都是固定的；周转轮系传动时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动。（2）轮系中的输入轴与输出轴的角速/考试大/度之比称为轮系的传动比。定轴轮系的传动比在数值上等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。（3）在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自转，又作公转的齿轮，称为行星轮（4）周转轮系的传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算，必须利用相对运动的原理，用相对速度法将周转轮系转化成假想的定轴轮系进行计算。（5）轮系的主要特点：适用于相距较远的两轴之间的传动；可作为变速器实现变速传动；可获得较大的传动比；实现运动的合成与分解。参考文献1 余载强，张国志.玻璃钢型材牵引机的研制J.辽林：辽林工学院,1997.2 曹明忠.海底电缆牵引机P.山东：胜利石油化工建设有限责任公司,2003.3 吴棕泽.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，2002.4 余载强,李佳奇.新式大型牵引机设计J. 辽林：辽林工学院,1999.5 濮良贵.机械设计（第七版）M.北京：高等教育出版社,2003.6 陈立德.机械设计C.上海：上海交通大学出版社,2002.7 张世昌.机械制造技术基础M.北京：高等教育出版社,2002.8 李云.机械制造工艺及设备设计指导手册C.北京：机械工业出版社,1992.9 高忠民.工程机械使用与维修M.北京：金盾出版社，2005.10 刘极峰.计算机辅助设计与制造M.北京：高等教育出版社，2004.11 R.L.Wernli. AUVS-The Maturity of the Technology. OCEANS 99 MTS/IEE Coference Proceedings.12 A.Tonge. Marlin. The UK Military UUV
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