彈簧管壓力表課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：彈簧管壓力表 學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師：2010年11月29日一2010年12月17日目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)32.方案論證.43.參數(shù)選擇64.參數(shù)計(jì)算85.標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)146.設(shè)計(jì)總結(jié)147.參考文獻(xiàn).151.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一彈簧管壓力表并繪制其裝配圖,其參數(shù)如下：1.1測(cè)量范圍:00.16Mpa1.2外廓尺寸:外徑150mm高度50mm接口 M201.5 （普通螺紋、外徑20、螺距1.5 ）1.3標(biāo)尺特性:等分刻度（滿程0.16Mpa）標(biāo)度角:270°分度數(shù):80（格）分度值:0.02Mpa1.4精度：1.5級(jí)1.5

2、測(cè)量誤差：0.0024 Mpa2.方案論證2.1結(jié)構(gòu)分析彈簧管壓力表由三部分組成:彈性敏感元件、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、示數(shù)裝置其原理結(jié)構(gòu)框圖如下:Pf彈簧管sT，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)*齒輪傳動(dòng)（線性轉(zhuǎn)換）（近似線性傳動(dòng)）（線性傳動(dòng)）（線性刻度）2.1.1靈敏元件將不便直接測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成易于直接比較 的物理量。本設(shè)計(jì)將彈簧作為靈敏元件，將不易于比 較的壓力裝換為易于測(cè)量的位移。2.1.2傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。其 目的是為了傳遞和放大位移，改變位移性質(zhì)和等分 刻度，并且應(yīng)具備一定的補(bǔ)償性，同時(shí)保持線性對(duì) 應(yīng)關(guān)系。2.2彈簧工作原理彈簧是一個(gè)彎曲成弧形的空心管，其截面形狀通常 為橢

3、圓或扁形，他的開(kāi)口端焊在帶孔接頭中并固定在 儀表基座上，而圭寸閉端為自由端，與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。 彈簧管就是在利用任意非圓形截面的管子在內(nèi)壓力 作用下其截面將力圖變?yōu)閳A形，從而引起位移的原理 制成的。壓力表中，彈簧管自由端與連桿相連，而連 桿又與變形齒輪后端的曲柄及彈簧本身構(gòu)成滑塊機(jī) 構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可將自由端的直線位移轉(zhuǎn)為曲柄的角位 移，齒輪機(jī)構(gòu)又將位移放大，并由中心軸帶動(dòng)指針，在標(biāo)尺上顯示出準(zhǔn)確示數(shù)。3參數(shù)選擇3.1彈簧管毛坯外徑F = 15mm中徑 R = 50mm 壁厚h = 0.3 中心角 g ''=材料錫磷青銅Qsn4-0.3m= 0.3E=1.127 10 5Mpa3.2曲

4、柄滑塊機(jī)構(gòu)連桿相對(duì)長(zhǎng)度4相對(duì)偏距1轉(zhuǎn)動(dòng)范圍角aa = 18 °初始位置角ao: = -9 °終止位置角J = +9 °3.3齒輪傳動(dòng)參數(shù)模數(shù)：m=0.25小齒輪：Z1=18扇形齒輪：Z2=315傳動(dòng)比：i 21=153.4標(biāo)尺、指針參數(shù)分度尺寸：3.375°短軸線長(zhǎng)度：5mm長(zhǎng)軸線長(zhǎng)度：10mm指針與標(biāo)線重合長(zhǎng)度：2mm指針形狀：楔桿形指針末端寬度：2mm3.5游絲參數(shù)夕卜徑：D仁 30mm內(nèi) 徑：D2=6mm圈 數(shù)：9安裝角度：jmi n=p/2 jmax=2p寬度比：u=6摩擦系數(shù)：f=0.2當(dāng)量摩擦系數(shù)：fv=0.3144參數(shù)計(jì)算4.1彈簧管有關(guān)參

5、數(shù)的確定4.1.1 彈簧管外形參數(shù) 單位(mm)項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果短軸中徑2b5.052長(zhǎng)軸中徑2a20.208短軸2B2A=2b+h5.352長(zhǎng)軸2A2B=2a+h20.5084.1.2彈簧管末端位移確定項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果r-yl徑向位移Sr切向位移St» = R(l - cos /)/V - V1=- 7?(y-sin/)vi0.012251.04532.8374總位移S$=十#二- J? J(/ - sin/)2 +(1 - cosy)2 Z3.0238位移方向角S - arc tan22.22附：Ci =0.437C2=0.1214.2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)及小齒輪的參數(shù)（單位mm

6、D項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果曲柄長(zhǎng)/=- =(ina-sin%)十-J才-(asa-i)19.66連桿初算值b=la38.66偏軸距e=ea9.66連桿b初始位置與彈簧管末bsinf =e-acosak0.18端位移s夾角ZODB = l80G-ak-(90°-)= 90° 監(jiān)+081.18OB理論中a2 + b2 -2aficos(ZC©JB)ZOT5O = 90°-5-aicsm e/c38.3855.1942.22心距A實(shí)際中'鶯j"二"厶(1 +12)' 2 二 Z7盟42心距A/ R cosf? = Acos(ZB

7、O" O - S) -e 47 73 ° BO 0修正后”、c 二 J卅+ 才一2也37 93 C修正后_:b=da2 + b -2&亡0£(么300)38.19b扇形角d扇=ag(1+25%)+2 x 2齒對(duì)應(yīng)中心角 22.22 °Y齒修正后入=b/a3.95X4.3壓力表原理誤差分析對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角的理想位移:_ % 一嘰5丹-J%對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角的實(shí)際位移：snl = <7(sin an - sin 兔)十口 J才一 (<：0$兔一_aj 才一(cos%£)'原理誤差：xlOO%£D %為合格'ma!

8、?原理誤差原理誤差相對(duì)值a n理想值Sn實(shí)際值Sn'絕對(duì)值| Sn- Sn ' | Sn- Sn '|/S max-9 °0000.00000%-7 °0.335980.333890.002090.06922%-5 °0.671960.669410.002560.08465%-3 °1.007941.005920.002030.06707%-1 °1.343931.343060.000870.02868%1°1.679911.680410.000500.01657%3°2.015892.017560.

9、001670.05511%5°2.351872.354100.002230.07369%7°2.687852.689650.001790.05948%9°3.023843.023840.000000.00000%4.4游絲有關(guān)參數(shù)確定4.4.1 游絲應(yīng)力校核項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果P1P1=m«+m游絲+m指針；m=p vg0.063NF2P2=m扇形齒+m扇形中心軸0.050N豎直放 MZ11 .M fZ1 fv Fr d ；fv1.57 f21.97 X 10 5 N mMFZ21Mfzi - fv Fr dfV1.57 f21.57 X 10 5 N

10、mMFz1 1M fZM fZ1M fZ2 ii212.09 X 10 5 N m水平放MFziMfZ13d1d21.32 X 10 5 N mMFZ2MfZ11f Fa#d；3d1d 21.05 X 10 5 N mMFz1 1M fZM fZ1M fZ2i2151.40 X 10 N mMFzMaxMFz垂直，MFz水平2.09 X 10 5 N mMmax2Mmax M2 Mmin 4 M min127.80 X10 5 N mMminK=2d5M min1 0.1K6.95 X 10 5 N m初定游絲長(zhǎng)L.D1 D2Ln 2523mm初定游絲厚hh J12LM min0.14mm初定

11、游絲寬bvminb u h0.84mm最大應(yīng)力(T max6M maxmax, 2bb h101.3MPa許用應(yīng)力(X maxX b=X b/Sx b=600MPa,s=3200MPa422游絲各參數(shù)的最終確定項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果游絲長(zhǎng)度L.Ebh312M i min1 -IVI min521mm游絲圈數(shù)n2Ln (Di D2)9圈圈間距aD1 D2a 2n1.3mm游絲個(gè)數(shù)KK=a/h95. 標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)零件名稱數(shù)量材料國(guó)標(biāo)代號(hào)開(kāi)槽盤(pán)頭螺釘M36H62GB/T67-2000開(kāi)槽沉頭螺釘M63H62GB/T68-2000墊圈16H62GB/T97.1-2002墊圈21H62GB/T97.1-20

12、02封鉛1Pb-6GB469-84圓錐銷1 X61HPb59-1GB/T117-2000標(biāo)準(zhǔn)件總數(shù)：18零件總數(shù)：44標(biāo)準(zhǔn)化率：40.9 %6. 設(shè)計(jì)總結(jié)壓力表是工業(yè)中常用的測(cè)量氣體壓力的儀表， 在工 業(yè)中具有舉足輕重的地位。在實(shí)際應(yīng)用中壓力表的要 求十分嚴(yán)格。要求有足夠的精度、靈敏度，并要求安 全可靠，如耐高溫、抗震、防潮、防塵等。本設(shè)計(jì)要求為普通工業(yè)氣體壓力表。我們?cè)O(shè)計(jì)的方 案為彈簧管壓力表，它具有高靈敏度、低造價(jià)、結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、易于加工等特點(diǎn)，很適合作為初學(xué) 者學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)以上設(shè)計(jì)及計(jì)算表明，該方案基本上達(dá) 到了設(shè)計(jì)的要求，完成了所規(guī)定的任務(wù)。同時(shí)本方案也存在不足之處，對(duì)工作環(huán)境及測(cè)量氣 體均無(wú)具體的要求。另外，外界環(huán)境的溫度、濕度和 測(cè)量氣體對(duì)壓力表的腐蝕都可能使壓力表精度降低。在這星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐當(dāng)中，經(jīng)過(guò)不斷的修改和自我 完善，我初步將機(jī)械零件設(shè)計(jì)與工程制圖有機(jī)的結(jié)合 到一起，努力完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，在一定程度上提高了 自己的綜合實(shí)踐能力，同時(shí)在實(shí)踐當(dāng)中培養(yǎng)了我刻苦 仔細(xì)的好品質(zhì)。在此期間，指導(dǎo)老