斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)重力載荷。作用在斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)懸點(diǎn)上的油液柱重力載荷在上沖程作用在抽油桿上，下沖程作用在油管上，導(dǎo)致抽油桿柱和油管柱上的作用載荷交替的增加和減少，S系列減速機(jī)和油管都很長(zhǎng)，彈性形變也較明顯。同時(shí)考慮慣性載荷的作用，當(dāng)懸點(diǎn)上升到上死點(diǎn)附近時(shí)有向下的大加速度和向上的大慣性載荷，抽油桿上載荷減小而縮短，當(dāng)斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)懸點(diǎn)處于下死點(diǎn)附近時(shí)，有向上的大加速度和向下的大慣性載荷，使抽油桿載荷增加而伸長(zhǎng)。在抽油機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，S系列減速機(jī)彈性形變是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，參照游梁式抽油機(jī)彈性變形量可知：
斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)通過(guò)計(jì)算可得不同沖程不同沖次下上下沖程各階段對(duì)應(yīng)的系桿轉(zhuǎn)角范圍。由懸點(diǎn)載荷分析，根據(jù)S系列減速機(jī)前面關(guān)于使用離心率為0.2的橢圓齒輪組成非圓行星齒輪傳動(dòng)換向裝置時(shí)懸點(diǎn)的速度加速度數(shù)據(jù)，使用 MATLAB 編制程序仿真出懸點(diǎn)的動(dòng)力示功圖如圖所示。由動(dòng)力示功圖可知，下沖程的載荷波動(dòng)較大，這是由于斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)加速度的大值與小值均在下沖程時(shí)取得，通過(guò)S系列減速機(jī)比較不同沖程與不同沖次下的動(dòng)力示功圖可知，沖次越低，峰峰值越小，沖程越小 ，峰峰值也越小。不同沖程不同沖次下懸點(diǎn)載荷大小值。
選用斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)調(diào)心滾子軸承 22222C/W33，基本額定動(dòng)載荷Cr=405KN，基本額定靜載荷為 C 0r =575KN。軸承內(nèi)徑 110mm，外徑 200mm。寬 53mm。承受徑向力為FD =181598.6N，軸向力為 0，S系列減速機(jī)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，不需校核壽命，只需進(jìn)行靜強(qiáng)度校核，顯然滿足靜強(qiáng)度要求。軸與左端系桿組件 1 配合處選用深溝球軸承 6022。內(nèi)徑 110mm，外徑170mm。寬度為 28mm，基本額定動(dòng)載荷Cr =81.8KN，基本額定靜載荷為 C 0r =72.8KN。軸向力為 0。軸轉(zhuǎn)速大值為6次/min。計(jì)算可得斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)軸承壽命為L(zhǎng)h =21037h，S系列減速機(jī)滿足壽命要求。有限元法是近些年發(fā)展起來(lái)的，將工程實(shí)際問(wèn)題中的連續(xù)體離散化后用數(shù)值分析的方法解決。有限元法適應(yīng)范圍廣，計(jì)算精度高，如今各類工業(yè)產(chǎn)品的性能評(píng)估都越來(lái)越多的使用有限元方法 [29-41] 。ANSYS 作為通用有限元軟件的代表之，在斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)機(jī)械工程領(lǐng)域使用非常廣泛，ANSYS 不僅可以用來(lái)研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問(wèn)題，S系列減速機(jī)也能用來(lái)研究剛度以及穩(wěn)定性問(wèn)題，同時(shí)也能用于分析流固耦合，電磁耦合等問(wèn)題，功能十分強(qiáng)大。本節(jié)使用 ANSYS 對(duì)換向裝置關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度分析。
斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)長(zhǎng)度單位為毫米的條件下在 ANSYS 中建立如圖 3-12 所示兩個(gè)面，左邊為橢圓齒輪 1，右邊為橢圓齒輪 2，S系列減速機(jī)此時(shí)的嚙合位置為1F大時(shí)的位置，即H344時(shí)，分別在橢圓齒輪 1 和橢圓 2 的回轉(zhuǎn)中心建立 Local CS 11 和 22，均為柱坐標(biāo)系，以便對(duì)斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)兩個(gè)橢圓齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作和施加邊界條件。http://www.wheatyard.com/Products/S67jiansuji.html