我国对煤层气的开采和研究起步较晚,在煤层气的排采设备研究方面,基本上以借鉴石油开采设备并对之加以改造为主。目前广泛使用的游梁式抽气机想要加大冲程,就要成倍的加大尺寸,而且存在效率低等缺点。针对这些不足,无游梁式抽气机应运而生,其冲程和冲次易调节、效率高、节能等特点逐渐显现出优势,但目前困扰无游梁式抽油机发展的主要障碍是缺乏可靠好用的换向装置。因此,设计一种效率高、冲程冲次易调节、换向可靠的煤气田专用抽气机就具有现实意义以及应用价值。本课题设计的新型抽气机,基于非圆齿轮传动理论,设计了非圆齿轮自动换向箱,能实现电机在输入旋向不变的情况下,达到抽气机悬点有规律的变速运动以及自动换向的效果,相比于传统抽气机的四连杆机构,非圆齿轮副结构紧凑、传动比较平稳,容易实现动平衡;采用天平式平衡的结构,通过储存释放配重的重力势能,解决电机在悬点上下冲程中转矩巨变的问题,提高了抽气机运行时的工作稳定性以及电机的工作效率;设计调冲程冲次结构,在不需要改变抽气机整机大小的情况下,以方便简单的操作,实现抽气机不同冲程冲次的工况要求;采用立式机架的设计,结构简单紧凑,大大减小了抽气机的体积以及占地面积,节约了成本。本文以节能为出发点,以解决无游梁式抽气机换向问题为目的,设计了一种非圆齿轮自动换向立式抽气机。利用MATLAB对非圆齿轮进行详细的计算;通过对抽气机悬点运动、载荷进行分析,确定配重;借助ADAMS软件完成一对非圆齿轮啮合的运动仿真和非圆齿轮换向箱齿轮系的运动仿真,并与理论计算结果进行比较,验证了理论分析的正确性。