往复运动偏心齿条-齿轮复合机构设计..doc

第1章 概述 1.1 引言 针对现有各种抽油机难以同时满足可靠性高和节能效果好两种要求的现状,开发了带有往复运动齿轮齿条复合机构的抽油机。这种抽油机采用了往复运动齿轮齿条齿条复合机构,由小齿轮的单向旋转驱动长环形齿条上下运动,并带动滑块做上下往复运动,从而实现基本的抽油动作。通过简单的结构和尺寸改变,能实现不同冲程和冲次,并可设计成重型抽油机。这种抽油机具有节能效果好、可靠性高、运行平稳、维护方便等特点,具有较高的推广应用价值。 本往复运动偏心齿轮齿条运动机构的驱动与换向机构，包括电机、部分齿齿轮、齿条，电机通过传动机构和部分齿齿轮连接，在部分齿齿轮两侧分别设置有与部分齿齿轮啮合的齿条，两根齿条相对位置固定的连接在齿条架上，齿条架与导轨组成滑块结构。通过部分齿齿轮分别和两侧的齿条啮合，带动齿条架在导轨上往复运动。这种直线往复式运动的驱动与换向机构，通过部分齿齿轮分别与两边的齿条啮合，从而带动齿条架往复运动，在往复运动中，无需限位开关，电动机也无需换向，即以无换向停留达到运动机械全动程的等速往复运动，还具有动程范围大、速度均匀、传动精度高、震动小、结构简洁等特点。 1.2 往复运动偏心齿条-齿轮复合机构的认识 复合运动偏心齿轮齿条机构在传动的过程中是相当稳定的，所以在相似的技术当中算是比较稳定的一种，它自身也拥有自身的特点。一、齿轮传动的特点：齿轮传动是应用最为广泛的一种传动形式，与其它传动相比，具有传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定传动比；缺点是制造及安装精度要求高，成本高，不适于两轴中心距过大的传动。 其中，齿轮传动分类：1、按轴线相互位置：平面齿轮传动和空间齿轮传动。平面齿轮传动：按轮齿方向：直齿轮传动，斜齿轮传动和人字齿轮传动；按啮合方式：外啮合、内啮合和齿轮齿条传动；空间齿轮传动：锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。2、按齿轮是否封闭：开式和闭式齿轮传动。 1.3 往复运动偏心齿条-齿轮复合机构运用 运用复合运动偏心齿轮齿条机构的抽油机是油田采油所用的抽油机技术领域中的抽油机，它以运用了复合运动偏心齿轮齿条机构和传统机构组合成，复合运动偏心齿轮齿条机构，可以节省能量为２５－３０％，节省成本为８０％。 另外在海洋石油勘探开发中,自升式海洋平台是使用数量最多的平台。自升式平台主要采用复合运动偏心齿轮齿条机构系统。自升式平台齿轮齿条强度是我国自主研发自升式平台升降系统的关键技术之一。 复合运动偏心齿轮齿条机构在内燃机中也发挥了重要作用。它可以延长往复的行程以此来提高内燃机的做功。其好处是：1 降低了内燃机的转速，2 增大了缸体的空间，3 更多的空气可以进入缸体，4 燃油可以充分燃烧，5 排出的高温废气不存在压力，6 增大了缸体的散热面积，7 活塞的惯性力可以完全转换到动力轴上，8 材料的磨损和要求的强度都可以减少。因本机构基本不做无用功发动机的怠速可以减少到现在的十分之一以下。 1.4 本章小节 通过对复合运动偏心齿轮齿条机构的学习研究，我们明白了复合运动偏心齿轮齿条机构在工业生产中的重要地位。比如在抽油机，内燃机，送料机及一些重型机械中都得到了广泛的应用。复合运动偏心齿轮齿条机构在传动的过程中是相当稳定的，具有极高的可靠性。在实际生产工作中，复合运动偏心齿轮齿条机构具有节能效果好、可靠性高、运行平稳、维护方便、速度均匀、传动精度高、震动小、结构简洁等特点,具有较高的推广应用价值。所以，研究复合运动偏心齿轮齿条机构是油田生产中必不可少的项目。在如今石油资源日渐减少的大背景下，对复合运动偏心齿轮齿条机构的研究及应用也是日渐重要，应该向节能化，高效化，环保化发展，在发展经济生产的同时，注意将环境保护与生产效益相得益彰。虽然复合运动偏心齿轮齿条机构的稳定性还有待加强，但这定然不会是不可克服的。 另外，通过对复合运动偏心齿轮齿条机构的初步了解以及建立模型，我们懂得了创新设计的意义所在以及团队合作在生产工作中的重要性。加强了我们的团队合作意识，对今后学习、工作生活具有深远意义。 第2章 往复运动偏心齿条-齿轮复合机构设计 2.1 机构设计 2.1.1 机构设计过程 设计过程是指从明确设计任务到编制技术文件所进行的整个设计工作流程。 2.1.2 机构设计过程的四个阶段 (1) 产品规划 —— 明确机械设计任务，提出设计任务书。 (2) 原理方案设计 —— 确定功能原理和机械运动方案，画出机械运动简图。 (3) 技术方案设计。 (4) 评估，改进与决策。 2.1.3 机构及其系统运动方案设计 （1）机构及其系统运动方案设计的主要内容