非圓齒輪傳動(dòng)抽油機(jī)理論分析與數(shù)字化樣機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、抽油機(jī)是石油開(kāi)采的重要機(jī)械之一。在當(dāng)前的機(jī)械采油方法中，游梁式抽油機(jī)占大部分比例。其存在以下缺點(diǎn)：由于驢頭運(yùn)動(dòng)不均勻，導(dǎo)致懸點(diǎn)加速度過(guò)大；當(dāng)增加沖程長(zhǎng)度時(shí)整機(jī)輪廓尺寸和重量都顯著增加；該類抽油機(jī)的工作效率低、制造成本高、能耗大。本文針對(duì)以上問(wèn)題提出了一種橢圓齒輪傳動(dòng)齒輪齒條式抽油機(jī)。主要進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)、三維建模、結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析幾個(gè)方面。
　　首先，設(shè)計(jì)了三種不同換向方式的齒輪傳動(dòng)抽油機(jī)方案：方案一為利用離合換向器進(jìn)行

2、換向的齒輪齒條式抽油機(jī)；方案二為利用齒輪換向器進(jìn)行換向的齒輪齒條式抽油機(jī)；方案三為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)換向的帶有橢圓齒輪傳動(dòng)的齒輪齒條式抽油機(jī)。經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比，得出第三種方案在結(jié)構(gòu)性能、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)及能源消耗上都較前兩種方案更加符合要求。
　　其次，對(duì)非圓齒輪抽油機(jī)的基本參數(shù)：懸點(diǎn)靜載荷、懸點(diǎn)動(dòng)載荷、抽油機(jī)的平衡進(jìn)行計(jì)算，對(duì)主要部件：動(dòng)力裝置、鋼絲繩、V帶傳動(dòng)部件、減速器、橢圓齒輪、齒輪齒條、軸及機(jī)架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算確定出各部分尺寸，應(yīng)用Solid

3、Works三維軟件分別對(duì)其進(jìn)行建模，最后將各部分裝配起來(lái)，完成整個(gè)抽油機(jī)的數(shù)字化樣機(jī)設(shè)計(jì)。
　　之后，應(yīng)用有限元軟件對(duì)非圓齒輪傳動(dòng)齒條式抽油機(jī)的主要部件齒輪齒條進(jìn)行靜力學(xué)分析，得出其接觸應(yīng)力及位移變形量均符合要求，驗(yàn)證了其安全性。對(duì)特殊部件橢圓齒輪不僅分析了其強(qiáng)度，還應(yīng)用模態(tài)分析法對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行預(yù)估，得出其最低固有頻率為2056.1 Hz，遠(yuǎn)小于抽油機(jī)的固有頻率，避免了共振的發(fā)生。
　　最后，利用Matlab仿真分析系統(tǒng)分