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大功率三缸单作用钻井泵动力端最常见的传动方式为单侧人字型齿轮传动,即人字型齿轮位于中间曲柄和任意一端曲柄之间,曲轴上的动力只有一条输入路径,曲轴上大齿轮轮毂处一直处于最大应力状态,曲轴极易发生破坏。为使曲轴受力均匀、减轻应力集中,部分新型大功率三缸单作用钻井往复泵采用一种双侧斜齿轮传动系统,即在曲轴和传动轴上采用两对啮合斜齿轮传递动力。本文以大功率钻井泵双侧斜齿轮传动系统为研究对象,分析传动系统中各作用力的特点,校核传动系统中关键零部件的强度或稳定性,并对曲轴轴系进行扭振仿真分析,根据曲轴扭振仿真分析结果来重新确定曲轴的部分尺寸,以满足正常使用要求。本论文的研究工作主要包括以下几方面的内容:(1)对双侧斜齿轮传动系统进行受力分析,推导出活塞杆推力、连杆力、两个斜齿轮啮合力和曲轴两端主轴颈轴承支反力等作用力的数学表达式;(2)根据三缸单作用钻井泵的基本性能参数要求,设计出钻井往复泵动力端中关键零部件,并在SolidWorks中建立动力端的零部件三维模型,完成装配;(3)将之前求得的传动系统中各作用力的数学表达式编写成MATLAB计算程序,并代入各零部件参数,求出在曲轴任意转角工况下双侧斜齿轮传动系统中各作用力的大小和方向,并绘制部分作用力随曲轴转角的变化曲线。之后,利用求得的各作用力对传动系统中关键零部件进行强度校核或稳定性校核;(4)建立曲轴轴系扭转振动模型,并对曲轴轴系进行扭转振动仿真分析,求出曲轴轴系的固有频率、主振型和一阶临界转速及曲轴轴系扭转振动系统的稳态响应,根据稳态响应曲线求出曲轴在扭转振动情况下的最大扭转应力,并校核曲轴强度,最后依据强度校核结果来重新确定曲轴的部分尺寸。本文的研究内容对三缸钻井泵双侧斜齿轮传动系统中关键零部件的受力分析和强度校核具有重要的参考价值,同时对于钻井泵曲轴轴系的扭转振动的研究具有一定的指导意义。