CYJ 5-2.5-18F型游梁式抽油机连杆机构的分析与综合.doc

机械原理课程设计 NO：15 CYJ 5-2.5-18F型游梁式抽油机连杆机构的分析与综合 冲程（米） 极位夹角（度） 冲次(次/分) 悬点额定载荷(10KN) 平衡方式 2.5 8 8 5 复合 一： 设计题目及要求 1 设计题目：偏置曲柄平衡式游梁抽油机连杆机构的分析与综合 常用的游梁式抽油机如图1所示，其工作机构的示意图见图2。它由一曲柄摇杆机构O1BDO2和一绳轮机构串联而成。R、P、C、K分别为曲柄、连杆、游梁后臂（即摇杆）和机架的长度。游梁前臂长（即绳轮半径）为A，两固定铰链点的高差为H、水平距离为I，悬点冲程为S，机构的极位夹角为。 2 设计要求包括： 从机构处于 下死点时起，沿转动方向每隔计算一组运动参数，其中包括：各杆的角位置，角 速度，角加速度及悬点E的位置（以最低点为零点），速度和加速度，应 用计算机在同一幅图中绘出悬点的位移曲线，速度曲线和加速度曲线，并分析计算结 果的合理性。 二： 机构传动系统方案的确定 设曲柄转速为，电机转速为（传动方式由带传动和减速器组成，带传动选多契带传动，减速器选三级圆柱齿轮减速器） 已知抽油杆往复移动速度为12冲/min，即=12r/min 分配总传动比 计算总传动比 =/=980/1281.667 将总传动比分配到各级传动机构中（后级传动为前级传动的1.3-1.4倍，取 1.3）设V带传动比为，一级齿轮传动比为，二级齿轮传动比为,三级齿轮传动比为 即=1.3 ① =1.3 ② =1.3 ③ = *** ④ 联立三式得 3.3 2.24 2.923.79 机构传动简图见附图1： 三： 抽油机连杆机构的尺度综合： 1，给定条件（如表所示） 2,需确定：R，P，C，K （分析：知S，A可求出ψ，知I，H可求出K） K==4.90m =arctan=arctan =arctan=arctan 图解法求解过程： 假定C=2.5 以为顶点，铅垂线为角平分线。 作=ψ ， 连接， 过作铅垂线垂直于。已知急回夹角θ=12度， 过作角使其等于90-θ=78度。 两线交于点E，以E为直径作圆，过点作直线使其与圆相切于点 =K。则可得P+R，P-R的长度。 量取并计算得：P=3.6m R=0.9m1m 成立 3.检验最小传动角： =arccos()=arccos =arccos()=arccos 所以最小传动角为： ==＞ 即传动角符合要求。 经计算： 抽油杆尺度综合： R=0.9m P=3.6m C=2.5m K=4.90m 四，抽油杆连杆机构的运动分析 (1) 位置分析 即： 平方后相加整理得： 解得式中 a=2HC-2RCsin b=2IC-2RCcos c=+2HRsin+2IRcos 验证： 设= 则a=2HC-2RCsin =2*3.46*2.5-2*0.9*2.5*sin12.8 b=2IC-2RCcos=2*3.45*2.5-2*2.5*0.9*cos17.25 c=+2HRsin+2IRcos =+2*3.46*0.9*sin +2*3.45*0.9*cos-13.24 取“+” =2arctan=2arctan =2arctan7.24 取“-” =2arctan 由≤≤ 得 取+号 即 =2arctan （正负号由机构的安装模式确定） 由： 得=arctan(M/N) * 在第一，二象限内变化： 当N＞0，在第一象限，N＜0， 在第二象限，N=0，=π/2 2，速度分析 就上式对时间求导得： 连杆角速度 油梁角速度 悬点速度 =*A 速度分析 就上式速度公式进一步对时间求导得 连杆角加速度： 悬点加速度： 五，动力分析的方法和计算过程 1，下死点角度的计算：（当曲柄与连杆拉直共线时为下死点位置） 设下死点角度为： 根据余弦定理： 在三角形中：cos∠= 代入数据得：cos∠=0.8619 即：∠=arccos0.8619≈ = 2，受力分析如图所示 的向径分别为 （1）学参数如表所示 力学计算给定的部分参数 0.61 35000 1.3 61300 0 0 8 0 （2）杆件作用力反作用力如图所示 要求算出各运动副反力的合力大小及方向 待求参数： 由受力分析图得下列方程： 曲柄的受力分析： 2） 连杆的受力分析： 游梁的受力分析： 由上述列出的九