目录
第一节 设计任务------(1)
第二节 方案设计分析----(2)
第三节 轴承的选择及寿命计算--(17)
第四节 设计结果----(22)
第五节 心得体会--(23)
第六节 附录----(25)

第一节 设计任务

抽油机是将原油从井下举升到地面的主要采油设备之一，常用的有杆抽油设备有三部分组成：一是地面驱动设备即抽油机；二是井下的抽油泵，它悬挂在油井油管的下端；三是抽油杆，它将地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵。抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统（将转动变转为往复移动）带动抽油杆及抽油泵柱塞作上下往复移动，从而实现将原油从井下举升到地面的目的。

假设电动机做匀速转动，抽油机的运动周期为T，抽油杆的上冲程时间与下冲程时间相等。冲程S=1.4m，冲次n＝11次/min，上冲程由于举升原油，作用于悬点的载荷等于原油的重量加上抽油杆和柱塞自身的重量为40kN，下冲程原油已释放，作用于悬点的载荷就等于抽油杆和柱塞自身的重量为15kN。
要求：
① 根据任务要求，进行抽油机机械系统总体方案设计，确定减速传动系统、执行系统的组成，绘制系统方案示意图。
② 根据设计参数和设计要求，采用优化算法进行执行系统（执行机构）的运动尺寸设计，优化目标为抽油杆上冲程悬点加速度为最小，并应使执行系统具有较好的传力性能。
③ 建立执行系统输入、输出（悬点）之间的位移、速度和加速度关系，并编程进行数值计算，绘制一个周期内悬点位移、速度和加速度线图（取抽油杆最低位置作为机构零位）。
④ 选择电机型号，分配减速传动系统中各级传动的 传动比，并进行传动机构的工作能力设计计算。
⑤ 对抽油机机械系统进行结构设计，绘制装配图及关键零件工作图。

第二节   方案设计分析
一.抽油机机械系统总体方案设计
  根据抽油机功率大，冲次小，传动比大等特点，初步决定采用以下总体方案，如框图所示：

 由于执行机构是将连续的单向转动转化为往复移动，所以采用四连杆式执行机构，简单示意如图2－2所示
P点表示悬点位置；
AB杆表示输入端，与减速器输出端相连，逆时针方向旋转；
CD表示输出端；
AD 表示机架；
e 为悬臂长度，通常取e/c=1.35;
行程S等于CD相对于AD转过的角度与e的乘积。                                                              

抽油杆上冲程时间与下冲程时间相等，即上冲程曲柄转角与下冲程曲柄转角相等，θ＝0º，属于III型曲柄摇杆机构 .

为了研究方便，将机架旋转至水平位置， 如图 2—3所示。
图中c1,c2位置分别表示悬点的最高和最低位置。行程,从图中可以看出以下关系：

取为设计变量，根据工程需求：

所以，始终满足最小传动角的要求。

由于是III型曲柄摇杆机构，故有

优化计算方法：在限定范围内取，计算c,a,b,d,得曲柄摇杆机构各构件尺寸，取抽油杆最低位置为机构零位：曲柄转角，求上冲程曲柄转过某一角度时，摇杆摆角，角速度和角加速度，悬点加速度ac=1.35c,找出上冲程过程中的悬点最大加速度,最后在所有的最大加速度中找出最小者，它所对应的机构尺寸极为最优者。具体过程如下：采用网格法进行优化，按增量划分网格，网格交点作为计算点。

在图2—5所示的铰链四杆机构ABCD看作一封闭矢量多边形，若以

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