立式抽油機非圓齒輪換向機構建模與優(yōu)化.pdf

1、換向機構是抽油機的重要組成部分之一。目前，立式抽油機的換向方式主要有機械換向和電機換向，其中機械換向以鏈傳動換向機構為主，該換向方式存在現場維護難度較大，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合不完全齒輪間歇傳動與非圓齒輪變速傳動的特點，設計了一種新型不完全非圓齒輪換向機構，能實現輸入軸連續(xù)恒轉速，輸出軸周期性地勻加速—勻速—勻減速的正反轉運動，本文在前期研

2、究工作的基礎上進行了以下研究：
　　（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，設計了3種不完全非圓齒輪換向機構模型，并綜合對比分析各種方案的優(yōu)缺點，最后選擇適合工程實際應用的最佳方案；以抽油桿行程為依據，確定非圓齒輪機構輸入軸速度時采用曲線積分法，能準確滿足輸出行程要求。
　　（2）分析非圓齒輪換向機構工作過程并根據不完全非圓齒輪齒廓的結構特點，分析換向時不完全齒輪首齒進入嚙合與末齒退出嚙合的過程；根據理論轉

3、角關系，得到換向時輪齒發(fā)生干涉的位置，在保證非圓齒輪換向機構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對非圓齒輪換向機構進行實體建模，分別將主動非圓齒輪首齒兩種修形方法的三維模型導入動力學分析軟件ADAMS，進行運動學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力分析及輪齒優(yōu)化提供基礎。<