结论

自从电动潜油螺杆泵井下采油这一构想提出并在美国、加拿大试应用以来，其对恶劣采油条件的广泛适应性及高生产效率越来越引起学术界和用户的关注。但系统中潜油电机输出的高转速、小扭矩和螺杆泵要求输入的低转速、大扭矩之间的矛盾一直无法解决，使得该系统目前还无法在国内外的采油生产中广泛应用。本文在对大量国内、外有关文献分析、综合的基础上，在该减速器的理论研究、结构设计、样机制造和试验研究几个方面进行了大量的工作，其中主要的创造性成果归纳如下：

1.创造性地将滚柱活齿传动应用于电动潜油螺杆泵采油系统，成功地研制出一种井下驱动螺杆泵采油系统滚柱活齿减速器（最大外径φ114mm，功率40KW）。在中国石油天然气集团公司的指定试验井上对研制的减速器样机进行了测试，测试结果表明完全达到了设计要求，从而解决了高速潜油电机输出与低速、大扭矩螺杆泵输入之间的矛盾，使电动潜油螺杆泵采油系统真正地应用于采油生产变为现实，具有重大的经济效益和社会效益；

2.深入地研究了滚柱活齿传动的啮合原理，填补了该方面理论研究的空白。如建立了活齿中心运动轨迹方程和中心轮齿廓方程；研究了活齿中心运动轨迹曲率K，提出了用活齿中心运动轨迹曲率代替中心轮齿廓曲线曲率的设计思想：深入研究了滚柱活齿传动中的受力情况，基于弹性力学理论和变形协调条件给出了活齿受力分析的方法；研究了滚柱活齿传动的润滑性能，给出了其油膜厚度的计算方法，确定其润滑方式属于线接触稳态全膜热弹流润滑；

3.首次利用有限元理论对滚柱活齿减速器关键件进行了强度分析和模态分析。还采用虚拟样机技术对该减速器进行动态仿真。建立了减速器的扭振动力学模型并进行了动力学分析，得出了减速器的固有频率、主振型、模态柔度及各元件的能量分布；

4.首次对滚柱活齿传动进行了模糊可靠性研究，采用模糊数的运算法则及模糊算子AND和OR 求解出了系统的模糊可靠度。采用Monte-Carlo方法对滚柱活齿减速器可靠性进行数字仿真，求解出减速器各基本事件的重要度和模式重要度；

除以上所取得的主要创造性成果外，本文在其他方面的工作如下：

1.针对电动潜油螺杆泵采油系统的具体工作要求和尺寸要求，设计确定出减速器样机的结构参数。采用CAXAZOOO软件绘制出减速器样机的装配图和全部零件图；

2.确定试验方案及试验系统结构。设计加工专用支承架、专用联轴器、减速器、安装辅助支承等试验用辅助装置。在中国石油天然气集团公司的指定测试井上，建立起试验台架；

3.从整个采油系统出发，利用AGREE 法确定出井下驱动螺杆泵采油系统中减速器部分应达到的可靠度。建立起减速器的故障树并确定出全部最小割集。

今后在本研究方面进一步研究时，需注意以下方面的问题：

1.由于活齿与中心轮之间为滑滚，增加了摩擦磨损，在一定程度上降低了减速器的效率，所以应专项研究设计与之配套的转臂轴承，以提高效率，延长使用寿命；

2.总结第一台减速器样机在设计、制造中积累的经验，进一步完善设计。在资金条件允许的情况下，应在采油现场进行试验，以使其能够早日投入采油生产，从而为我国采油设备的科技进步以及经济建设作出贡献。

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