立式抽油機(jī)非圓齒輪換向機(jī)構(gòu)建模與優(yōu)化.pdf

1、換向機(jī)構(gòu)是抽油機(jī)的重要組成部分之一。目前，立式抽油機(jī)的換向方式主要有機(jī)械換向和電機(jī)換向，其中機(jī)械換向以鏈傳動換向機(jī)構(gòu)為主，該換向方式存在現(xiàn)場維護(hù)難度較大，換向架鏈條壽命短以及換向沖擊載荷大等問題；而電機(jī)換向方式成本高且有待于提高換向系統(tǒng)的壽命和可靠性。本課題前期研究人員結(jié)合不完全齒輪間歇傳動與非圓齒輪變速傳動的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種新型不完全非圓齒輪換向機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)輸入軸連續(xù)恒轉(zhuǎn)速，輸出軸周期性地勻加速—勻速—勻減速的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動，本文在前期研

2、究工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行了以下研究：
　　（1）通過改變輸出軸的位置和是否在中間傳動軸上加支撐軸承，設(shè)計(jì)了3種不完全非圓齒輪換向機(jī)構(gòu)模型，并綜合對比分析各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇適合工程實(shí)際應(yīng)用的最佳方案；以抽油桿行程為依據(jù)，確定非圓齒輪機(jī)構(gòu)輸入軸速度時(shí)采用曲線積分法，能準(zhǔn)確滿足輸出行程要求。
　?。?）分析非圓齒輪換向機(jī)構(gòu)工作過程并根據(jù)不完全非圓齒輪齒廓的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析換向時(shí)不完全齒輪首齒進(jìn)入嚙合與末齒退出嚙合的過程；根據(jù)理論轉(zhuǎn)

3、角關(guān)系，得到換向時(shí)輪齒發(fā)生干涉的位置，在保證非圓齒輪換向機(jī)構(gòu)能正常工作的前提下，對主動非圓齒輪首齒提出兩種修形方法。
　?。?）利用Solidworks對非圓齒輪換向機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)體建模，分別將主動非圓齒輪首齒兩種修形方法的三維模型導(dǎo)入動力學(xué)分析軟件ADAMS，進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析并得到各齒輪及軸的位移、速度、加速度和接觸力曲線圖，對比不同修形方法的曲線圖得到最佳修形方法；確定輪齒最大沖擊力，為以后齒根最大彎曲應(yīng)力分析及輪齒優(yōu)化提供基礎(chǔ)。<