非圓齒輪傳動抽油機理論分析與數(shù)字化樣機設計.pdf

1、抽油機是石油開采的重要機械之一。在當前的機械采油方法中，游梁式抽油機占大部分比例。其存在以下缺點：由于驢頭運動不均勻，導致懸點加速度過大；當增加沖程長度時整機輪廓尺寸和重量都顯著增加；該類抽油機的工作效率低、制造成本高、能耗大。本文針對以上問題提出了一種橢圓齒輪傳動齒輪齒條式抽油機。主要進行了方案設計、三維建模、結構分析、運動學及動力學分析幾個方面。
　　首先，設計了三種不同換向方式的齒輪傳動抽油機方案：方案一為利用離合換向器進行

2、換向的齒輪齒條式抽油機；方案二為利用齒輪換向器進行換向的齒輪齒條式抽油機；方案三為開關磁阻電機換向的帶有橢圓齒輪傳動的齒輪齒條式抽油機。經(jīng)過綜合對比，得出第三種方案在結構性能、運動平穩(wěn)及能源消耗上都較前兩種方案更加符合要求。
　　其次，對非圓齒輪抽油機的基本參數(shù)：懸點靜載荷、懸點動載荷、抽油機的平衡進行計算，對主要部件：動力裝置、鋼絲繩、V帶傳動部件、減速器、橢圓齒輪、齒輪齒條、軸及機架進行設計計算確定出各部分尺寸，應用Solid

3、Works三維軟件分別對其進行建模，最后將各部分裝配起來，完成整個抽油機的數(shù)字化樣機設計。
　　之后，應用有限元軟件對非圓齒輪傳動齒條式抽油機的主要部件齒輪齒條進行靜力學分析，得出其接觸應力及位移變形量均符合要求，驗證了其安全性。對特殊部件橢圓齒輪不僅分析了其強度，還應用模態(tài)分析法對其動態(tài)特性進行預估，得出其最低固有頻率為2056.1 Hz，遠小于抽油機的固有頻率，避免了共振的發(fā)生。
　　最后，利用Matlab仿真分析系統(tǒng)分