内容发布更新时间 : 2024/11/9 10:01:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄，连杆和游梁后臂为三个活动杆所构成的四连结构。 1.1四连杆机构运动分析：

图1

复数矢量法： 为了对机构进行运动分析，先建立坐标系，并将各构件表示为杆矢量。结构封闭矢量方程式的复数矢量形式：

l1ei?1?l2ei?2?l3ei?3?l4 (1) 应用欧拉公式ei??cos??isin?将(1)的实部、虚部分离，得

l1cos?1?l2cos?2?l4?l3cos?3?? (2)

l1sin?1?l2sin?2?l3sin?3?由此方程组可求得两个未知方位角?2,?3。 解得

tan(?3/2)?(B?A2?B2?C2)/(A?C) (4)

当要求解?3时，应将?2消去可得

222l2?l3?l4?l12?2l3l4cos?3?2l1l3cos(?3??1)?2l1l4cos?1 (3)

?2?arctanB?l3sin?3 (5)

A?l3cos?3A?l4?l1cos?1其中：B??l1sin?12A2?B2?l32?l2C?2l3

(4)式中负号对应的四连杆机构的图形如图2所示，在求得?3之后，可利用(5)求得?2。

图2

由于初始状态?1有个初始角度，定义为?10，因此，我们可以得到关于?1??10??t，

?是曲柄的角速度。而通过图形3分析，我们得到OA的角度???3?因此悬点E的位移公式为s?|OA|??，速度v?dvd2sd2?a??2?|OA|2。

dtdtdt?2??10。

dsd??|OA|，加速度dtdt

图3

已知附录4给出四连杆各段尺寸，前臂AO=4315mm，后臂BO=2495mm，

连杆BD=3675mm，曲柄半径O’D=R=950mm，根据已知条件我们推出|OO'|?|O'D|?|OB|?|BD|违背了抽油系统的四连结构基本原则。为了合理解释光杆悬点的运动规律，我们对四连结构进行简化，可采用简谐运动、曲柄滑块结构进行研究。

1.2 简化为简谐运动时的悬点运动规律

一般我们认为曲柄半径|O’D|比连杆长度|BD|和游梁后臂|OA|小很多，以至于它与|BD|、|OA|的比值可以忽略。此时，游梁和连杆的连接点B的运动可以看为简谐运动，即认为B点的运动规律和D点做圆周运动时在垂直中心线上的投影的运动规律相同。则B点经过时间t时的位移sB为

sB?r(1?cos?) ?r(1?cos?t)其中?是曲柄转角；

?曲柄角速度； t时间。

因此，悬点A的位移sA?|OA||OA|'sB?|OD|(1?cos?t) |OB||OB| A点的速度为

?A?A点的加速度为

dsA|OA|'?|OD|?sin?t dt|OB|aA?d?A|OA|'?|OD|?2cos?t dt|OB|

图4

图5 图6