齿轮减速器的优化设计

1．齿轮减速器的数学分析模型图1所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器的传动简图。该减速器的优化设计可以概括为当载荷一定时，体积最小或重量最轻。1．亚目标函数由于减速器的重量与齿轮、轴等零件的总体积成正比，而齿轮减速器的重量计算又是相当繁琐的，且无此必要，故可取总中心距作为间接衡量重量的尺度，则计算就会简单得多。如图1所示，设总中心距为A，则式中：m。；、m。。——高速级与低速级的法面模数；i；。、i；。——高速级与低速级的传动比；Z；、Z。——高速级与低速级的小轮齿数；尺、尺——高速级与低速级齿轮螺旋角。事实上…     

功效奇特的三环减速器

三环减速器具有结构紧凑，质量轻，承载能力强，抗过载能力大，使用寿命长，维修方便等特点。作为一种先进的传动机械，三环减速器可广泛应用于石油钻采，冶金，工程机械等行业，是圆柱齿轮减速器、星摆减速器，蜗轮蜗杆减速器的替代产品。     

阿基米德螺线双驴头抽油机优化设计

双驴头抽油机优化设计是一个具有不等式约束多目标函数的非线性规划问题。在建立双驴头抽油机优化设计数学模型中,综合考虑到各项指标对抽油机总体性能的影响,选用“以能耗低、质量轻、综合性能指标要好”为寻优目标,在约束条件方面主要解决干涉问题。寻优算法运用直接求非劣解的概念,借用枚举和直接方法进行寻优,提出了根据各目标函数的重要程度及变化程度选择最优解的原则。用该优化方法对12－5－48HB型后驴头为阿基米德螺线双驴头抽油机进行了优化设计,并对优化结果和后驴头为三段圆弧的双驴头抽油机及游梁式抽油机进行对比分析。     

基于灰色差异度的多目标优化方法及其应用

依据灰色关联度的计算,并针对多目标优化设计中存在的困难,提出了基于灰色差异度的多目标优化方法。对多目标进行优化设计时,以单目标优化时得到的各单目标最优值组成的序列为基准向量序列,以计算出的各目标函数的一些实际值组成的序列为目标向量序列,计算出灰色关联度,进一步计算出灰色差异度,并以灰色差异度为目标函数,将多目标优化转化为使灰色差异度最小的单目标优化。以此方法对抽油机进行了多目标优化设计,得到了较优的结果,通过分析比较,说明该方法是有效的。     

机械设计的优化过程

本文以齿轮减速器优化设计为例，就如何建立优化数学模型，并求出未知参数的最优解问题进行分析，旨在证明优化设计在机械零部件和机械结构设计中的实用性和可靠性。     

抽油机减速器离散变量优化设计

应用有限随机寻优法对某型号游梁式抽油机的齿轮减速器成功地进行了9个设计变量，24个约束条件下的优化设计，取得了令人满意的优化设计结果。应用表明此方法具有较高的计算效率和较好的可靠性，而且可以提供符合设计规范和生产工艺要求的参数数据，这种方法在石油机械工程优化设计中具有良好的应用前景。     

CYJ14—6—89HF抽油机减速器改造的优化设计

为节省钢材 ,降低成本 ,减小减速器的质量 ,以减速器齿轮的体积最小为优化设计目标 ,以设计变量的约束函数来保证减速器的性能指标 ,用混合罚函数法MPOP优化程序对CYJ1 4—6— 89HF抽油机的双圆弧齿轮减速器的齿轮参数进行了优化设计。设计中选取低速级齿轮模数为 8或 9时 ,得到两组满足强度条件的优化结果 ,齿轮材料分别减少 1 7 7%和 2 9 97%。生产了优化设计的双圆弧齿轮减速器 80多台 ,节省材料费用近 40万元 ;一些减速器已投入现场使用 ,效果良好     

CYJ10-3-53HB抽油机双圆弧齿轮减速器啮合参数的优化设计

对原有的CYJl0-3-53HB总中心距为lm的两级双圆弧齿轮啮合参数进行了优化设计,使高速级与低速级的承载能力之差由原来的70环降低到21.4%,传递功率提高了23.5,并成功地用于12型巧至日型抽油机上通过包括材质、总中心距及其分配在内的优化设计,两级承载能力之差可以控制在5%左右;源程序数模还考虑了降低双圆弧齿轮减速器噪声声级的设计因素,以求承载能力和传动质量的同步提高.     

前置式抽油机杆机构和平衡系统参数的几种目标函数的优化决策

本文通过对前置式抽油机四杆机构的几何特性和平衡以后减速器净扭矩的变化规律的研究,确定了优化设计变量。又通过对几种目标函数的优化结果分析比较,认为用减速器净扭矩的最大值极小和最小值极大的多目标函数较好。最后,以12型前置式抽油机为例,进行优化对比,优化结果相对原始方案有较大的改进。     

基于Matlab的53型双圆弧齿轮减速器优化设计

针对53型双圆弧齿轮减速器传动比小,不能满足低冲次采油需要的问题,建立了齿轮参数的约束条件,应用Matlab软件对双圆弧齿轮减速器进行优化设计,并用该软件中的优化工具箱fmincon找出了齿轮参数的最优解。结果表明,优化后的齿轮结构体积减小了22.86%,即齿轮的质量约减小22.86%,减速器中心距由标准的1 000 mm变为921 mm;优化设计提高了传统抽油机53型减速器的传动比,达到了降低抽油机冲次和在较低成本下提高采油效率的目的。     

抽油机双圆弧齿轮减速器的制造质量控制

针对抽油机运行过程中双圆弧齿轮减速器发生主动轴窜轴、齿面快速磨损、主动轴和从动轴轴承盖端面漏油、轴承碎裂等主要故障及其产生原因,提出了减速器制造质量控制措施:通过对同一级人字齿轮副的两侧齿侧间隙差、同一轴左右两侧齿轮硬度差的控制及左右旋齿轮的轴孔配合优化选择等措施解决主动轴窜轴问题;通过对齿轮热处理硬度下限控制、滚刀齿形的周期检测、试车跑合接触迹线的控制克服齿轮快速磨损;通过改进密封设计防止轴承盖端面漏油;通过胶带轮静平衡严格检验及增加轴承内圈限位的方法排除轴承碎裂故障。     

用于抽油机的新型三环减速器

设计的新型三环减速器主要由圆弧齿同步齿形带、小带轮、大带轮、曲柄轴、传动环板、输出轴、外齿轮和箱体等组成。介绍了减速器的结构、工作原理、特点以及用于抽油机的可行性。传动环板及转臂偏心轴惯性力和惯性力矩的计算结果表明 ,这种减速器传动机构的惯性力和惯性力矩理论上是完全平衡的。根据滑动轴承理论 ,新型三环减速器设计了油膜浮动机构 ,使减速器在运行中均载、减振效果明显 ,受力较为合理。     

两级三环减速器振动特性的试验研究

振动、轴承发热是影响三环减速器推广的重要原因。为此设计了一台利用圆弧同步带传动和油膜浮动均载减振的新型两级三环减速器 ,并以它为研究对象 ,在机械传动试验台上进行了振动性能试验 ,利用振动分析软件得到的加速度时域波形 ,给出了振动加速度的有效振动速度值。试验结果表明 ,该两级三环减速器的振动加速度测试值比性能基本一致的偏心相位差为 12 0°的三环减速器的振动加速度测试值小得多 ,振动速度值也小于美国国家标准ANSIS2 17— 1980推荐的有关振动参数。     

抽油机双圆弧人字齿轮减速器串轴和冲击分析

抽油机双圆弧齿轮减速器使用过程中产生串轴和冲击的主要原因是设计时选择轴与齿轮配合的过盈量不足。抽油机在长期使用过程中，在循环交变载荷的作用下，中间轴与左右大齿轮产生相对运动，造成主动轴串轴。从动轴与齿轮产生相对运动，造成抽油机在上下死点换向时产生冲击。认为要避免抽油机双圆弧人字齿轮减速器串轴和冲击问题，进而提高减速器的使用寿命，应提高齿轮和轴配合的有效过盈量，使用单位要精心调好抽油机平衡。     

M401主减速机齿轮故障分析处理

文章对M401挤压造粒机组主减速机齿轮故障原因进行了分析,阐述了故障修复具体措施的实施情况与原理,并应用齿轮强度理论对主减速机调速齿轮进行了强度校核。通过该机组修复后的运行实践,说明了修复方案是可行的。     

抽油机双圆弧人字齿轮减速器串轴原因

抽油机双圆弧人字齿轮减速器在使用过程中普遍存在串轴的问题，为此从设计、制造和使用工况等方面分析了其原因。介绍了防止串轴的方法，指出应从设计方面入手，通过改变局部结构及尺寸而非增大整体直径的途径来提高减速器中间轴、主动轴和从动轴刚度，同时提高齿轮加工精度，以减小齿形误差和齿厚偏差，并提高齿面强度。对于用户来说，则应加强设备的维护保养，细心调节抽油机的平衡，使其工作在良好的平衡状态下。     

错齿技术在减速器设计中的应用

根据双圆弧齿轮错齿的固有特性，分析了错齿对双圆弧人字齿轮承载能力的影响，推导出了错齿双圆弧人字齿轮的最佳齿宽及在不同条件下的最大承载能力。通过实例阐明：在减速器的设计中采用错齿双圆弧人字齿轮不仅能提高其承载能力，而且可使其体积小，重量轻，成本低。     

新型电潜螺杆泵减速器齿轮干涉问题的研究

为保证齿轮设计的正确性，介绍了新型电潜螺杆泵减速器齿轮传动中存在的各种干涉现象及产生的原因和避免的条件，通过分析计算给出了避免各种干涉的变位系数的取值范围和措施。     

抽油机非圆齿轮换向机构运动学仿真分析

非圆齿轮换向机构是一种新型的立式抽油机换向机构。与传统的链条换向机构相比,具有寿命长,工作可靠等优点。介绍了非圆齿轮换向机构的工作原理,并利用Solidworks软件对非圆齿轮换向机构建立了三维仿真模型,用动力学软件ADAMS进行了虚拟仿真,得到了输出齿轮的运动特性曲线及该机构在运动过程中非圆齿轮对的啮合力变化曲线。结果表明,非圆齿轮对的仿真力与理论值基本一致,对该机构的进一步优化具有参考意义。     

抽油机球铁齿轮的化学成分及生产工艺

为提高抽油机减速器齿轮铸件的机械性能，提出以Sn代替Mo作为合金元素，并通过试验确定了合理的Si、Cu、Sn的加入量。指出Si加入量应控制在1．9％－2．1％范围内，同时加入0．36％～0．9％的Cu和0．025％～0．07％的Sn，可保证球铁的强度和延伸率都满足QT700－2的要求。鉴于试件与实际铸件的表面硬度有一定的差值，为提高铸件表面硬度，进行了余热正火试验，并给出了铸件在铸型内的时间－冷却温度曲线。最后根据球铁化学成分的选择结果，进行了齿轮生产试验。