工程训练报告游梁式抽油机课程设计.doc

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1、东 北 石 油 大 学工程训练研究报告课 程 机械设计基础 题 目 常规游梁式抽油机传动系统设计 院 系 机械科学与工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2012年6月18日目 录任务书第1章 概述11.1 抽油机的特点11.2抽油机分类11.3抽油机的发展趋势2第2章 常规游梁式抽油机传动方案设计32.1抽油机系统的组成32.2抽油机工作原理32.2系统的机构（运动）简图4第3章 曲柄摇杆机构设计43.1 设计参数分析与确定43.2 按K设计曲柄摇杆机构53.3 曲柄摇杆机构优化设计分析63.4结论和机构运动简图8第4章 常规游梁式抽油机传动系统运动和动力参数分析计算84.1 传

2、动比分配和电动机选择84.2 各轴转速计算104.3各轴扭矩计算104.4各轴功率计算10第5章 齿轮减速器设计计算115.1 高速级齿轮传动设计计算115.2 低速级齿轮传动设计计算125.3结论及运动简图14第6章 带传动设计计算146.1 带链传动的方案比较146.2 带传动设计计算156.3结论及运动简图16第7章 轴系部件设计计算167.1 各轴初算轴径167.2 轴的结构设计177.3滚动轴承寿命验算177.4轴的强度和刚度验算21第8章 连接件的选择和计算278.1 齿轮连接平键的选择与计算278.2 带轮连接平键的选择与计算288.3螺纹连接件的选择28第9章 设计结论汇总29

3、总结32参 考 书 目32东北石油大学工程训练任务书课程 机械设计基础 题目 常规游梁式抽油机传动系统设计 专业 姓名 学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等一、设计的目的1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。2、掌握一般的机械传动系统设计方法和步骤。3、掌握基本机构一般的设计方法和步骤。 4、熟悉和运用设计标准、规范及相关资料。培养独立解决问题的能力。二、机械设计的一般过程1、设计前的准备；2、总体方案设计；3、总体结构设计；4、零部件设计；5、联系厂家，生产样机，现场实验；6、根据实验，修改设计；7、编写设计说明书和使用说明书 8、鉴定三、课程设计题目1、功能抽油机是将原油

4、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主要由三部分组成：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。三部分之间的相互位置关系如图1所示。抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统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。悬点载荷P、抽油杆冲程S和冲次n是抽油机工作的三个重要参数。悬点指执行系统与抽油杆的联结点，悬点载荷P（kN）指抽油机工作过程中作用于悬点的载荷；抽油杆冲程S（m）指抽油杆上下往复运动的最大位移；冲次n（次/min）指单位时间内柱塞往复运动的次数。假

5、设悬点载荷P的静力示功图如图2所示。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。四、原始数据及设计要求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。两种油井工况 图1 抽油机系统示意图 图2 静力示功图分别为：工况1：抽油杆上冲程的时间为8T/15，下冲程的时间为7T/15。工况2：抽油杆上冲程时间与下冲程时间相等。两种工况下抽油机的设计参数如表1所示。表1 抽油机的设计参数组号1234冲程S(m)1.41.61.82.0冲次n(次/

6、min)5678悬点载荷P（kN）P1=40，P2=15P1=20，P2=5五、设计任务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。（注：

7、选作完成齿轮减速器装配图设计）。5、编写研究报告一份。设计说明书应包括以下内容：1）功能分解；2）原始数据及计算；3）简述方案设计思路及讨论、改进；4）执行机构设计步骤或分析计算过程；5）传动系统设计计算；6）对所设计的结果分析讨论；7）感想与建议。六、参考资料1、机械设计基础高等教育出版社 杨可桢 程光蕴主编（第五版）19992、机械原理 高等教育出版社 孙桓等 主编 （第七版）20063、机械设计 高等教育出版社 濮良贵 主编 （第七版）20064、机械原理课程设计 科学出版社，王淑仁主编 20065、机械设计课程设计 华中科技大学出版社，唐增宝等主编（第二版）19986、其它机械原理和机

8、械设计课程设计书籍和有关机械方案设计手册完成期限 指导教师 专业负责人 年 月 日第一章 概述1.1抽油机的特点抽油机是将石油从地下开采到地上的采油设备，俗称“磕头机”，它的产生和使用由来已久，已有百年历史。其中应用最早、普及最广的是游梁式抽油机，早在130年前就诞生了。常规游梁式抽油机具有结构简单、容易制造、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位，在今后相当长的一段时间内仍是油田首选的采油设备。但是由于常规游梁式抽油机本身的结构特征，决定了其具有平衡效果差，曲柄轴净扭矩波动大，存在负扭矩、工作效率低和能耗大等缺点。1.2 抽油机分类随着油田的发展，有

9、杆抽油技术取得了突破性的进展，尤其是近十几年来，科学工作者不断的开展对新型节能抽油机的研究，在理论和实践上均取得了很大的进展。越来越多的新型抽油机相继研制成功，对油田的发展做出了贡献。目前在用的有杆式抽油机主要分为以下几类：保持游梁和曲柄主体结构的抽油机(第1代抽油机);以无游梁或者塔架长冲程为主体结构的抽油机(第2代抽油机);以抽油、作业、侧试一体化，一次投资少等特点的多功能无游梁抽油机(第3代抽油机)。第1代抽油机分为常规型、变型、退化游梁和斜直井4种类型，包括25种抽油机。其中.变型抽油机是在对常规游梁机不同零部件、平衡方式和传动方式进行改造的基础上分为变驴头、变曲柄、变平衡、变传动和变

10、游梁五种类型。 图1 常规游梁式抽油机 图 2 斜直井抽油机第2代抽油机分为高架曲柄型、电动机换向型、机械换向利和其他无游梁型4种类型，包括13种抽油机。高架曲柄型抽油机(包括天轮式抽油机、渐开线异形抽油机和曲柄连杆型无游梁式抽油机)主要特点是采用曲柄连杆机构传动.支架高。电动机换向型抽油机(包括宽皮带长冲程抽油机、电动油泵、摩擦式抽油机、立式数控抽油机)主要特点是采用正反转电动机实现抽油杆柱的上下往复运动。机械换向型抽油机(包括直线往复式抽油机、链式液压抽油机、液缸型液压抽油机和链条抽油机)主要特点是通过变向减速器，或者液压换向阀，或者机械换向装置,实现抽油杆柱的上下往复运动。第3代抽油机分

11、为单柄型、直驱多功能型和高架作业型3种类型，包括4种抽油机。其中，单曲柄型抽油机(包括井U式抽汕机和单柄柔性倍程抽油机)的主要特点是采用单曲柄机构传动.具有抽油、作业、测试一体化等多功能。近期还在油田应用了电磁直驱式、高架抽油作业机等，功能多，能耗低.1.3 抽油机的发展趋势目前，抽油机的发展趋势主要有以下几个方面。1）朝着大型化方向发展随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也不断增加，采用大泵提液采油工艺和开采稠油等都要求使用大型抽油机。因此，国外近几年来出现了许多大载荷的抽油机，例如前置式气平衡抽油机最大载荷213 ，气囊平衡抽油机最大载荷227 。随着生产的需要，将

12、来还会有更大载荷的抽油机出现。2）朝着低能耗方向发展为了减少能耗，提高经济效益，近年来国、内外有关专家研制了许多节能型抽油机，如异相型抽油机、双驴头抽油机、摆杆抽油机、渐开线抽油机、磨擦换向抽油机等。3）朝着高适应性方向发展抽油机应具备较高的适应性，以便拓宽其使用范围，例如适应各种自然地理和地质构造条件抽油的需要；适应各种成分石油抽汲的需要；适应各种类型油井抽汲的需要；适应深井抽汲的需要；适应长冲程的需要；适应节电的需要；适应无电源和间歇抽汲的需要；适应优化抽油的需要等。4）朝着长冲程无游梁抽油机方向发展近年来，国内、外研制并应用了多种类型的长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无

13、游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机。5）朝着自动化和智能化方向发展目前，我国生产抽油机的厂家有十几家，产品主要是以游梁式抽油机为主，其研制和开发的各种节能型游梁式抽油机，如偏置式节能抽油机、双驴头异型抽油机、偏轮式高效节能抽油机、渐开线抽油机均以在全国各油田得到了一定的推广应用，并取得了显著的经济效益。其中1）偏置式节能抽油机，一般可节电15%-35%；2）双驴头异型抽油机，一般可节电30%以上；3）偏轮式高效节能抽油机，一般可节电30%-50%；4）渐开线抽油机，一般可节电20%-30%。另外，高转差电机等节能电机在提高系统效率和节能方面有较大效果，但是造价较高，难以代替普通异步机。在长期的油田

14、使用中，人们普遍认为常规游梁式抽油机既有它的优势，也有能耗高的缺点。为克服常规抽油机能耗高的缺点，目前国、内外研究者主要采取了两个途径：一是在常规游梁式抽油机的基础上改变结构尺寸参数，即改变扭矩因数使悬点扭矩曲线产生变位，或按照变矩平衡原理，研制开发了许多节能高效的新型节能游梁式抽油机，使传统的游梁式抽油机又呈现出了强大的生命力；另一个是从原理到结构形式上另辟新径，研制开发非四连杆机构的新型节能抽油机，如立式无游梁抽油机、电动潜油螺杆泵和无杆泵等。这两大抽油机都已在油田上被广泛采用。第2章 常规游梁式抽油机传动方案设计2.1抽油机系统的组成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

15、的有杆抽油设备主要由三部分组成：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。三部分之间的相互位置关系如图3所示。抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统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。2.2抽油机工作原理游梁抽油机的工作原理是由交流电动机恒速运转拖动抽油泵，沿着重力作用方向进行往复运动，从而把原油从数百至数千米的井下抽到地面。分析其负载特性可知其惯量较大，而不同的油井的粘度大小又很不同，当油的粘度较大时，泵的效率也变低，往往启动也很困难。该负载又是周期负载，上升、下降行

16、程负载性质亦不同，下降时尚带有位势负载性质。为适应这复杂的工况，抽油机的配置及其实际工作状态往往只能是大马拉小车游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动车带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，当抽油机工作时，整个过程中负载是变化的。工作分为两个冲程，抽油机上冲程时，驴头悬点需要作出很大的功，这时电动机处于驱动状态。在下冲过程时，抽油机杆柱转动对电动机做功，使电动机处于类似发电机的运行状态。抽油机未平衡时，上，下冲程的负载极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶

17、化抽油机的工作条件，增加它的断裂可能性。为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上平衡配重。这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡配重的位能。为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。图3 抽油机工作原理2.2系统的机构（运动）简图图4 机构运动简图第3章 曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定悬点载荷P、抽油杆冲程S和冲次n是抽油机工作的三个重要参数，其中：（1） 悬点指执行系统与抽油杆的

18、联结点；（2） 悬点载荷P（kN）指抽油机工作过程中作用于悬点的载荷；（3） 抽油杆冲程S（m）指抽油杆上下往复运动的最大位移；（4） 冲次n（次/min）指单位时间内柱塞往复运动的次数。本小组为装备10-2班第3小组，根据任务书要求，确定设计参数如下表1 设计参数上冲程时间下冲程时间冲程S(M)冲次N(次/MIN)悬点载荷P(N)8T/157T/151.87P1=20，P2=5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。(1) 极位夹角（2）行程要求经查阅资料可知，通常取e/c=1.35 S = e =1.35c(3

19、)最小传动角要求图5 机构运动分析3.2 按K设计曲柄摇杆机构如图所示（1） 任选固定铰链中心D的位置，由摇杆长度和摆角做出摇杆的两个极限位置C1D和C2D。（2） 连接C1 和C2，做C1M垂直于C1 C2。（3） 作，C1N与C1M交于点P，可见（4） 作的外接圆，在此圆周上任取一点A作为曲柄的固定铰链中心连接AC1 和AC2因同弧所对圆周角相等，所以（5） 因极限位置处曲柄与连杆共线，故AC1=b-a，AC1=b+a 从而得到AD=d图6 图解法按K设计四杆机构杆长在限定范围内取、c，计算a、d、b，得曲柄摇杆机构各构件尺寸；取5组数据 表2 图解法设计四杆机构杆长数据数据abcD10.

20、5001.5001.4002.40020.5601.6001.5002.50030.6301.7001.6902.60040.6801.7601.7002.45050.5051.9001.3202.4393.3 曲柄摇杆机构优化设计分析利用Matlab软件进行编程计算和画图，具体程序在附录中。其中通过（3）组数据机构优化设计程序运行得到结果为：图7 运动位移图图8 运动速度图图9 运动加速度图此时满足传动角条件确定四杆杆长长度为a=0.630;b=1.700;c=1.690;d=2.560;其满足曲柄条件且如图加速度有最小值=0.4575m/悬点上冲程中最大速度为：=0.6511m/s第4章

21、常规游梁式抽油机传动系统运动和动力参数分析4.1 传动比分配和电动机选择已知悬点最大速度。（1）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0.95，取0.98，取0.97，取0.99，取0.90。（2）预选滚子轴承，8级圆柱斜齿轮，则则电动机所需工作功率（3）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（4）选择电动机符合这一范围的同步转速有750，

22、1000 r/min考虑速度太小的电机价格、体积、重量等因素，表3 电机数据表电机型号功率kW满载转速r/min额定转矩最大额矩Y225S-818.57301.82.0Y200L1-618.59701.82.0由于Y200L1-6会使传动机构传动比过大，因此综合考虑后，选定电机型号为Y225S-8（5）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，则减速器传动比为则二级齿轮减速器，高速级，则低速级传动分配如下图所示图10 传动分配示意图4.2 各轴转速计算各轴转速：I轴II轴III轴曲柄转轴4.3各轴扭矩计算电机输入转矩：各轴输出转矩I轴II轴III轴曲柄转轴

23、4.4各轴功率计算计算各轴输入功率：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0.98，则第5章 齿轮减速器设计计算5.1 高速级齿轮传动设计计算5.1.1确定材料及许用应力选取圆柱斜齿轮硬齿面的组合：小齿轮用20CrMnTi,渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC,;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC,;取，取，；5.1.2按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造。取载荷系数，齿宽系数 计算小齿轮传递的转矩初选螺旋角齿数z取，则 齿形系数 查手册可得 因为故应对小齿轮进行弯曲强度计算。 法向模数取。中心距 取确定螺旋角齿轮分度圆直径取5.1.3验算齿面接触

24、强度安全所以5.1.4齿轮圆周速度选择8级齿轮精度合适。5.2 低速级齿轮传动设计计算5.2.1确定材料及许用应力选取圆柱斜齿轮硬齿面的组合：小齿轮用20CrMnTi,渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC,;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC,;取，取，；5.2.2按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造。取载荷系数，齿宽系数 计算小齿轮传递的转矩初选螺旋角齿数z取，则 齿形系数 查手册可得 因为故应对小齿轮进行弯曲强度计算。 法向模数取。中心距 取确定螺旋角齿轮分度圆直径取5.2.3验算齿面接触强度5.2.4齿轮圆周速度选择8级齿轮精度合适。5.3结论及运动简图高速级几何尺

25、寸低速速级几何尺寸图11 齿轮结构示意图第6章 带传动设计计算6.1 带链传动的方案比较链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。具有无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作等特点；然而它仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。而带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。带传动具有结构简

26、单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，因此，带传动常适用于大中心距、中小功率、带速v =525m/s，在近代机械传动中应用十分广泛，综合考虑带链传动的优缺点我们选择带传动。6.2 带传动设计计算（1）计算功率查表，由于载荷变动较大取1.3，P17.4kW故（2）选取V带型号查图选取C型带，小带轮200355mm。查表初选大轮准直径，在允许范围内取（3） 验算带速v 在525m/s之间，故能充分发挥V带的传动能力。（4） 确定中心距和带的基准长度初定中心距取；符合带长 查表取 实际中心距（4） 验算小带轮包角包角合适（5） 确定V带的

27、根数因 传动比 i=3.0，由表线性插值得 则 取z=4 根（6） 确定初拉力F。单根普通V带的初拉力 C带q=0.37kg/m（7） 计算带轮轴所受压力6.3结论及运动简图选取C型V带 中心距 带长 大带轮 小带轮图12 带轮结构简图第7章 轴系部件设计计算7.1 各轴初算轴径I轴：1.选择轴材料 45钢 调质217255HBS2.初算轴径 取C=110 得 因轴上要开键槽，故将轴径增加4%5%,取轴径为48mm。II轴：1.选择轴材料 45钢 调质217255HBS2.初算轴径 取C=110 得因键槽影响，故将轴径增加4%5%,取轴径为86mm。III轴：1.选择轴材料 45钢 调质217

28、255HBS2.初算轴径 取C=110 得因键槽影响，故将轴径增加4%5%,取轴径为145mm。7.2 轴的结构设计 图13 I轴结构设计图14 II轴结构设计图15 III轴结构设计7.3滚动轴承寿命验算7.3.1 第一对轴承齿轮减速器高速级传递的转矩 具体受力情况见图（1）轴I受力分析齿轮的圆周力 齿轮的径向力齿轮的轴向力（2）计算轴上的支反力经计算得垂直面内 图16 第一对轴承受力分析 水平面内 （3）轴承的校核初选轴承型号为32212轻微冲击，查表得冲击载荷系数 计算轴承A受的径向力轴承B受的径向力计算附加轴向力查表得3000型轴承附加轴向力 查得则 轴承A，轴承B 计算轴承所受轴向载

29、荷由于，即B轴承放松，A轴承压紧由此得 计算当量载荷轴承A , 查得则,轴承B ,查得则轴承寿命计算因，按轴承B计算 查得7.3.2 第二对轴承（1）轴II受力分析齿轮的圆周力 齿轮的径向力齿轮的轴向力（2）计算轴上的支反力经计算得垂直面内 水平面内 （3）轴承的校核初选轴承型号为32218轻微冲击，查表得冲击载荷系数 计算轴承A受的径向力轴承B受的径向力计算附加轴向力查表得3000型轴承附加轴向力 查得则 轴承A，轴承B 计算轴承所受轴向载荷由于，即B轴承放松，A轴承压紧由此得 计算当量载荷轴承A , 查得则,轴承B ,查得则轴承寿命计算因，按轴承A计算 查得满足要求。图17 第二对轴承受力

30、分析7.3.3 第三对轴承（1）轴III受力分析齿轮的圆周力 齿轮的径向力齿轮的轴向力（2）计算轴上的支反力经计算得垂直面内 图18 第三对轴承受力分析 水平面内 （3）轴承的校核初选轴承型号为32228轻微冲击，查表得冲击载荷系数 计算轴承A受的径向力轴承B受的径向力计算附加轴向力查表得3000型轴承附加轴向力 查得则 轴承A，轴承B 计算轴承所受轴向载荷由于，即B轴承放松，A轴承压紧由此得 计算当量载荷轴承A , 查得则,轴承B ,查得则轴承寿命计算因，按轴承B计算 查得7.4轴的强度和刚度验算7.4.1 I轴的校核：7.4.1.1弯扭强度校核(1)求垂直面的支承反力：(2)求水平面的支承

31、反力：(3)求F在支点产生的反力：(4)绘制垂直面弯矩图（5）绘制水平面弯矩图图19 弯矩图（6）绘制F力产生的弯矩图（7）求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加（8）求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）（9）计算危险截面处轴的直径因为材料选择调质，查得，则：因为，所以该轴是安全的。7.4.1.2扭转强度校核已知，查得满足要求。7.4.1.3扭转刚度校核已知 满足要求。7.4.2 II轴的校核：7.4.2.1弯扭强度校核(1)求垂直面的支承反力：(2)求水平面的支承反力：(3)绘制垂直面弯矩图（4）绘制水平面弯矩图图20 弯矩图（7）求合成弯矩图

32、：（8）求危险截面当量弯矩：当量弯矩为：（取折合系数）（9）计算危险截面处轴的直径因为材料选择调质，查得，则：因为，所以该轴是安全的。7.4.2.2扭转强度校核已知，查得满足要求。7.4.2.3扭转刚度校核已知 满足要求。7.4.3 III轴的校核：7.4.3.1弯扭强度校核(1)求垂直面的支承反力：(2)求水平面的支承反力：图21 弯矩图(3)绘制垂直面弯矩图（4）绘制水平面弯矩图（5）求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加（8）求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）（9）计算危险截面处轴的直径因为材料选择调质，查得，则：因为，所以该轴是安全的。

33、7.4.3.2扭转强度校核已知，查得满足要求。7.4.3.3扭转刚度校核已知 满足要求。第8章 连接件的选择和计算8.1 齿轮连接平键的选择与计算8.1.1中间轴上的键（1）键的选择选择A型普通平键的键连接（2）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，查得许用挤压应力为=100-120MPa，取=110MPa。 故此键能安全工作。8.1.2 III轴上的键（1）键的选择选择A型普通平键的键连接（2）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，查得许用挤压应力为=100-120MPa，取=110MPa。 故此键能安全工作。8.2 带轮连接平键的选择与计算8.2.1大带轮上的键（1）键的选择查表选择C型普

34、通平键（2）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由参考资料1中的表6-2查得许用挤压应力为=100-120MPa，取=110MPa。 故此键能安全工作。8.2.2小带轮上的键（1）键的选择查得Y225S-8型电机输出轴直径为60mm故选择A型普通平键（2）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由参考资料1中的表6-2查得许用挤压应力为=100-120MPa，取=110MPa。8.3螺纹连接件的选择表4 螺纹连接件选择螺纹连接件名称尺寸地脚螺栓直径M24地脚螺栓数目6轴承旁螺栓直径M20机盖与基座连接螺栓直径M12轴承盖螺栓直径M10窥视孔盖螺栓直径M8定位销直径M10第9章 设计结论汇总9.

35、1已知条件：设计参数上冲程时间下冲程时间冲程S(M)冲次N(次/MIN)悬点载荷P(N)8T/157T/151.87P1=20，P2=59.2结论1. 四杆机构杆长abcd6301700169026002. 最终实际传动比 V带高速级齿轮低速级齿轮3.06.715.173. 各轴转速 (r/min) (r/min) (r/min)243.336.257.014. 各轴输入功率 （kW）（kW）（kW）16.5315.7114.935. 各轴输入转矩 (kNm) (kNm) (kNm)0.6484.13720.1316. 带轮主要参数小轮直径（mm）大轮直径（mm）中心距（mm）基准长度（mm）

36、带的根数2367101470450047高、低速级齿轮参数名称高速级低速级中心距(mm)305495法面摸数 (mm)45螺旋角（）旋向小齿轮左右大齿轮右左齿数1931128160分度圆直径（mm）79.389160.688 (mm)530.652829.357齿顶圆直径（mm）87.389170.688 (mm)538.652839.357齿根圆直径 (mm)76.589147.188 (mm)520.252815.857齿宽（mm）70140（mm）65135齿轮等级精度88材料及热处理20CrMnTi，齿面渗碳淬火，齿面硬度5862HRC20CrMnTi，齿面渗碳淬火，齿面硬度5862H

37、RC总结经过小组成员的共同努力,我们终于完成了机械设计基础的工程训练任务常规游梁式抽油机传动系统设计。在完成任务的过程中,我们遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了我们在机械设计基础以及一些基础课程所掌握知识的欠缺和经验不足；在机构设计之初,由于对Matlab软件的基本操作和编程的不了解，使四杆机构的设计耗费了大量的时间，不同的机架位置得出了不同的结果,令我们非常苦恼.后来在老师的指导下,我们学会了借助Matlab软件进行优化分析获得最优杆长；在传动系统的设计时,面对功率大,传动比也大的情况,我们一头雾水，后来借助课程设计指导书和机械手册，我们最终确定了机械参数

38、。 尽管这次工程训练任务的时间是漫长的,过程是曲折的,但我们的收获非常大.不仅仅掌握了四连杆执行机构和带传动以及齿轮传动机构的设计步骤与方法;对机械制图、Matlab和Auto CAD ,Word等也有了更好的掌握；在整个过程中, 我们还暴露出很多问题，再设计之初比较懈怠，结果在后部分时间手忙脚乱，缺乏经验和实践能力，因而通过本次训练，是对我们很好的锻炼，最后感谢老师的悉心帮助以及小组成员的团结一致，保证了训练任务的顺利完成。参 考 文 献1、机械设计基础高等教育出版社 杨可桢 程光蕴主编（第五版）19992、机械原理 高等教育出版社 孙桓等 主编 （第七版）20063、机械设计 高等教育出版

39、社 濮良贵 主编 （第七版）20064、机械原理课程设计 科学出版社，王淑仁主编 20065、机械设计课程设计 华中科技大学出版社，唐增宝等主编（第二版）19986、游梁式抽油机设计计算 石油工业出版社 张建军主编 20057、游梁式抽油机技术与应用 石油工业出版社 张学鲁主编2001东北石油大学工程训练成绩评价表课程名称机械设计基础题目名称常规游梁式抽油机传动系统设计学生姓名学号指导教师姓名职称教授序号评价项目指 标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师： 年 月 日