【摘 要】
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为提高生产效益,降低抽油机能耗,本文设计了一种不完全齿轮齿条式抽油机,主要内容包括以下部分。首先,提出以不完全齿轮齿条作为换向机构的抽油机,分析了不完全齿轮与齿条运动学关系,建立了悬点运动规律模型;分析了换向过程中不完全齿轮齿条的啮合情况;分析计算并仿真验证了正常换向啮合情况下的不完全齿轮齿条几何参数。结果表明,该抽油机上下冲程运动平稳,仅在换向过程有波动;换向过程可分为断啮合,正常啮合和干涉啮合
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为提高生产效益,降低抽油机能耗,本文设计了一种不完全齿轮齿条式抽油机,主要内容包括以下部分。首先,提出以不完全齿轮齿条作为换向机构的抽油机,分析了不完全齿轮与齿条运动学关系,建立了悬点运动规律模型;分析了换向过程中不完全齿轮齿条的啮合情况;分析计算并仿真验证了正常换向啮合情况下的不完全齿轮齿条几何参数。结果表明,该抽油机上下冲程运动平稳,仅在换向过程有波动;换向过程可分为断啮合,正常啮合和干涉啮合,标准几何参数下,不满足正常啮合;在确定工况下,不完全齿轮齿数Z=29,齿顶高系数ha*=0.85,可满足正常啮合。其次,通过结合该抽油机悬点运动规律和油井工况,分析计算了悬点载荷,平衡机构,减速器输出扭矩,载荷不均匀系数及电机功率。结果表明,相比常规游梁式抽油机,该抽油机载荷不均匀系数下降38%,减速器净扭矩波动较小,平衡性更好,有功功率下降65%,能耗更低。最后,通过ADAMS软件建立抽油机虚拟样机,完成了刚体动力学和刚柔耦合动力学仿真分析。结果表明,换向过程中碰撞啮合力相比连续啮合力大2个数量级;加载柔性部件可以降低碰撞啮合力。完成了不完全齿轮齿条齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度的理论分析计算和有限元仿真分析。根据上述研究成果可知,该不完全齿轮齿条式抽油机具有平衡性好,能耗低的优点。
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