渐开线零齿差内啮合齿轮副的设计及测量方法研究

发布时间：2020-07-02 22:00

【摘要】： 推力偏心齿轮联轴节是为潜油螺杆泵采油系统专门设计的新型联轴节，兼备改变运动形式、承受轴向力和扭矩的能力、高效节能、寿命长等优点。零齿差机构作为推力偏心齿轮联轴节的关键机构，在其设计、加工和测量等方面需要进一步研究和探讨。本文基于能量守恒定律，根据潜油螺杆泵系统的理论排量，下井深度，动液面高度，举升介质的平均粘度，泵的转速，油管直径等实际工况条件计算出转子功率及扭矩；根据螺杆泵的理论排量确定其定子与转子之间的偏心距e，并以此为依据确定零齿差内啮合齿轮副的偏心距。本文针对零齿差齿轮副的径向尺寸小，承受轴向转矩大等特点，根据适用于零齿内啮合齿轮机构的强度校核公式及其偏心距大小，对其基本参数的选择方法作了详细的介绍；并提出以重合度最大为目标函数，啮合方程等为约束条件，利用最优化方法中解决约束问题的乘子法对变位系数进行选择，以保证得到最优解。由于零齿差机构中的内齿轮变位系数大，齿数少，模数大，径向尺寸小，常规加工方法难以实现，因此本文提出采用数控线切割对其进行加工；文中用UG软件对零齿差内啮合齿轮进行几何建模，并用其工程图模块输出二维图形；为了得到所加工齿轮副的偏心量误差值，本文研究了基于三坐标测量机的零齿差内啮合齿轮的测量方法，对其齿廓总偏差，螺旋线总偏差，齿距累积总偏差，齿圈径向跳动，公法线变动量的测量方法作了详细的介绍。最后，针对零齿差机构特点，设计了用于测量内齿圈径向跳动和内啮合齿轮副径向跳动的量具，给出了其基本结构图，并简述了其工作原理。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH132.41
【图文】：

螺杆泵采油系统

电动潜油螺杆泵采油系统伍lectrical一submersible一moto卜 drivenPro笋ss吨CavityP切 rnpingsystem一EsPcPs)是一种井下电机驱动的无杆采油设备。如图1.1所示，该系统由三部分组成:井下部分，地面部分和联接电缆、油管。其中，地面部分由变频器、变压器及辅助设备组成;井下部分自下而上由潜油电机、减速器、保护器、联轴体和螺杆泵五大部分组成川。 1.1.2系统工作原理系统利用动力电缆将电力传送至潜油电机，通过减速器减速和联轴体将运动形式转换后，带动螺杆泵转子在低速下做往复直线运动，井液经过螺杆泵增压后，通过油管被举升到地面。潜油螺杆泵由转子和定子(橡胶材料)组成，转子和定子啮合形成一个个连续的密封腔室。当转子在定子内转动时

外齿轮

下:Applieation*modeling*ExtudedBody*ehaineurves，依次选择左渐开线、齿顶圆圆弧、右渐开线、齿根圆圆弧进行拉伸。这样，一个轮齿就绘制好了。再将轮齿与齿根圆圆柱进行布尔加运算，最后进行圆形阵列，齿轮的雏形就已具备了。图4.3、4.4分别为零齿差内啮合齿轮副的外齿轮及内齿轮的三维造型。图4.3外齿轮 F19.4.3outergear图4.4内齿轮 Fig.4.4Intemalgear 4.1.2零齿差内啮合齿轮副的加工在实际加工中，外齿轮的加工可以用常规的插齿或滚齿的方法。内齿轮由于受尺寸约束，经过仔细的研究，最佳加工方法是线切割。线切割加工内齿轮时，可利用线切割自动编程系统，将内齿轮齿廓的AutoCAD图形输入到数控线切割的计算机中，设置好穿丝孔的起点位置以及其他工艺参数，即可进行图形交互式自动编程，生成数控加工程序指令，最后把生成的指令代码调到线切割机床的CAM模块中便可加工。然而，渐开线的绘制在AutoCAD中难以实现

【引证文献】