課程設(shè)計說明書壓力表完整版

1、課程設(shè)計說明書 壓力表完整精密機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計人員：班 級 :指導(dǎo)教師：河北工業(yè)大學(xué)測控系202101-03目錄1 設(shè)計任務(wù) 32 方案論證 42。2 原理分析 42.3 國內(nèi)外典型儀表現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3 參數(shù)選擇 63.1 彈簧管 63.2 曲柄滑塊機構(gòu) 73。3 齒輪傳動參數(shù)的選擇 73.4 標(biāo)尺指針參數(shù)選擇 73。5 游絲的選擇 74 參數(shù)的計算 74。1 彈簧管有關(guān)參數(shù)的確定。 84.2 曲柄滑塊機構(gòu)參數(shù)的確定 94。4 游絲應(yīng)力校核 114.5 游絲各系數(shù)最后確定 134.6 總體方案設(shè)計 135 標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計 146 所繪制零件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計說明 14146.

2、1 按儀表特性的要求確定零件尺寸6。2 按標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范確定零件尺寸 146。3 由材料規(guī)格確定 156。4 由空間結(jié)構(gòu)確定 156。5 類比 157 工作總結(jié) 158 公式來源 17參考資料 171設(shè)計任務(wù)設(shè)計一用于測壓力的彈簧管壓力表，其要求如下(1 )測量范圍：00.16MPa(2)外部尺寸：外徑：<150mm高度:<50mm接頭尺寸:M20X 1。5(3)標(biāo)尺特性:等分度：6.75 °標(biāo)度角：270°分度值:0。004MPa分度數(shù)：40(4 )精度：1.5級(5)測量誤差：5=0.004MPa(20±5)C2方案論證2.1結(jié)構(gòu)概述彈簧管壓力表是一種

3、用來測量氣體壓力的儀表.壓力表的組成:靈敏部分（彈簧管）傳動放大部分（曲柄滑塊、齒輪機構(gòu)）示數(shù)部分（指針、刻度盤） 輔助部分（支承、軸、游絲）靈敏元件：將不便測量的物理量轉(zhuǎn)換成易于直接比較的物理量，本設(shè)計將彈簧管作為靈敏元件， 將不易于比較的壓力轉(zhuǎn)換 為易于測量的位移.2.1。2傳動放大機構(gòu)：本設(shè)計由曲柄滑塊機構(gòu)和齒輪傳動機構(gòu) 組成.目的在于傳遞或放大位移，改變位移性質(zhì)和得到等分刻度 并且應(yīng)具有一定的補償特性，同時儀表有較好的線性特性.2。1.3示數(shù)裝置：其作用是在接受傳動放大機構(gòu)的位移后，指 示出待測量的數(shù)值.本設(shè)計采用指針指示標(biāo)尺刻度.2。2原理分析作為靈敏元件的彈簧管可以把氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

4、管末端的位移，通過曲柄滑塊機構(gòu)將此位移轉(zhuǎn)變?yōu)榍霓D(zhuǎn)角，然后通過齒輪機構(gòu)將曲柄轉(zhuǎn)角放大，帶動指針偏轉(zhuǎn)，從而指示壓力的大小。將轉(zhuǎn)角放大便于測量，可以提高測量精度靈敏部分傳動放大-齒輪傳動/ " 1 傳動放大-曲柄滑塊機壓力表工作原理框圖:（線性轉(zhuǎn)換）（近似線性傳動）（線性傳動）（線性刻度）彈簧管的壓力-位移是線性關(guān)系，但彈簧管本身的工藝問題（如材料、加工等）會造成一些線性誤差，彈簧管形狀的不直、不均勻也會導(dǎo)致非線性誤差。曲柄滑塊機構(gòu)可以補償彈簧管的線性及非線性誤差。從00。16Mpa調(diào)整滿足滿刻度精度為線性誤差調(diào)整，中間部 分不均勻調(diào)整為非線性誤差調(diào)整。2。3國內(nèi)外典型儀表現(xiàn)狀及發(fā)展趨

5、勢我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)正在迎來高速發(fā)展的黃金時期。盡管總體規(guī)模不大，但由于對經(jīng)濟增長特殊的拉動作用和倍增效應(yīng)，發(fā)展儀器儀表早已被置于重要地位；而其廣闊的市場前景，正吸引越來 越多的資本涌入。儀器儀表行業(yè)屬技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，知識產(chǎn)權(quán)的重要性不言而喻。長久以來，我國儀器儀表在中高端的創(chuàng)新能力 一直差強人意，常常受制于國外專利 .在中國市場必然更深更廣 地向國際開放的情況下，有關(guān)“自主知識產(chǎn)權(quán)”的呼聲日益高漲.3參數(shù)選擇3.1彈簧管：毛坯外徑：毛坯中徑：壁厚：軸比：中心角：材料:泊松比：E=1。127X 105MPa15mmR 50mm h 0.3mmY” =270°錫青銅(QSn4 0.3 )

6、0.3如圖所示:轉(zhuǎn)動范圍角:p 18初始位置角:終止位置角:3。3齒輪傳動參數(shù)的選擇:模數(shù)：m=Q 3小齒輪齒數(shù):20傳動比：i21153.4標(biāo)尺指針參數(shù)選擇:分度尺寸:6.75短標(biāo)線長度：5mm長標(biāo)線長度：10mm指針與短標(biāo)線重合長度：2mm指針形狀：楔桿形指針末端寬度:2mm3.5游絲的選擇:夕卜徑：D118.5mm內(nèi)徑：D25mm圈數(shù)：n 10安裝角度:寬度比： 6摩擦系數(shù):0.2當(dāng)量摩擦系數(shù):v 0.3144參數(shù)的計算4.1彈簧管有關(guān)參數(shù)的確定.4.1 o 1彈簧管外型參數(shù)的確定單位：（mm）項目公式依據(jù)計算結(jié)果x(2b x, 2a 4x)( h) x 2(4x x)5.000短軸中徑

7、2b x5.000長軸中徑2a 4x20.000短軸2B 2b h5.300長軸2A 2a h20.3004.1 o 2彈簧管末端位移的確定:項目公式依據(jù)計算結(jié)果1'1 2R2G b2P E2 1 a2E Rhabh C22a0o 012徑向位移1 Sr R 1 cos0o 805切向位移1 St Rsin3o182總位移S s Jsr2 s23o 282位移方向角arcta nSt14o 197°4。2曲柄滑塊機構(gòu)參數(shù)的確定其結(jié)構(gòu)簡圖如右圖所示中心距計算圖:StSBOccO項目公式依據(jù)計算結(jié)果曲柄長度s a10。486mm.j 22 r 22sin k sin = Qcos

8、 .Jcos k連桿初算值b' a41。944mm偏移距e a10.486mm連桿初始位置與滑塊運動夾角,.a cos k e'arcs inb''0.176590k'81.176oc' pa2b'2 2ab'cos 541.645mm790sin 1 c'61.219 °理論中心距A Jr2 c' 22 Rc' cos 741.2143mm實際中心距A叫1248。000mmRcos e9 arccosA51。 881°修正后c J A2 R2 2ARcos 942.92mm修正后b J

9、a2 c2 2accos743.266mm扇形角V#= p 125/2個齒的度數(shù)27.5 o/ BOD/ BOD+arccos (e/c)84.859 °4.3壓力表原理誤差分析Sn一Sk理想值實際值原理誤差原理誤差相對Sn' a sin n sin2a；2cos n2絕對值|& Sn'值|5&|/Sn2.91682.91820.00140.048/2.55222.55410.00190.075/2.18762.18880.00120.055/1.82331.82300.00030.017/11.45841.45700.00140.096/31.093

10、81.09120.00260.357/50.72920.72610.00310.425/70.36460.36220.00240.658/94。4游絲應(yīng)力校核項目公式依據(jù)計算結(jié)果R m軸 m帽 m游絲m指針mvg0.063NP2 m扇形齒輪m齒輪中心軸0.050N豎直放Mfz1Mfz1 - fvP1d fv0.314251.97 10 NmMfz21Mfz2 - fvP2d251.57 10 NmMfz1 1Mfz Mfz1 Mfz2 (0.9)i52.08 10 Nm水平放Mfz1Mfzi iRf執(zhí)叫3di2 d； f 0.22.18 10 5NmMfz2Mfz2 3 p2 f di2 d2

11、23di2 d；1.73 10 5NmMfz1 iMfz Mfz1 Mfz2一1 齒 212152.30 10 NmMfzMax ( Mf z豎直，Mfz水平)52.30 10 NmMmin/c、kMf z k 2.5M min"門彳1 k0.17.67 10 5NmMmaxM maxM min4M minmin3.07 10 4Nm初定游絲長Ln D12311.018mm初定游絲厚 h 4i'12LM min e 1.1 105MPaE min0.14mm初定游絲寬(11) bh0.84mm最大應(yīng)力maxa q6M maxl丄乙丿max2bh111.9MPa許用應(yīng)力bb b

12、 549MPabs s 3183MPa結(jié)論：因為max,因此各參數(shù)選擇計算合理4. 5游絲各系數(shù)最后確定項目公式依據(jù)計算結(jié)果游絲長度O L Ebh min12M min432mm游絲圈數(shù)圍n2LDi D2圈間距(15) a D1 D22n1.5mm游絲個數(shù)(16) k - k 3 h個4. 6總體方案設(shè)計壓力表是工業(yè)常用的測量氣體壓力的儀器，在工業(yè)生產(chǎn)中具有舉足重輕的作用.在實際生產(chǎn)中對壓力表的要求非常嚴(yán)格，要求有足夠的精度，靈敏度，并要求安全可靠.同時根據(jù)不同的工作 任務(wù)和條件，對壓力表提出特殊要求，如耐高溫，抗震，防潮，防 塵等.本設(shè)計要求為普通工業(yè)氣體壓力表， 我們的設(shè)計方案為彈簧管 壓

13、力表,它具有靈敏度高，造價低廉，結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，易于 加工和制造及適應(yīng)性強等特點，經(jīng)過以上設(shè)計和計算表明，該方 案基本達到了設(shè)計要求，完成了規(guī)定的設(shè)計任務(wù).同時，本設(shè)計也存在一些不足， 對工作環(huán)境及測量氣體均無具體 要求，沒有考慮它們對壓力表的影響.另外 ，環(huán)境的溫度，濕度 及氣體對壓力表的腐蝕都可能降低其精密度.5標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計國標(biāo)代號零件名稱數(shù)量材料GB/T67-2000開槽盤頭螺釘M35H62GB/T68-2000開槽沉頭螺釘M32H62GB/T6170- 2000臺螺母M51HPb59-1GB/T9712000平墊圈M35H62GB46封鉛1Pb-6GB/T119.1 2000圓柱銷M

14、3135標(biāo)準(zhǔn)件總數(shù)：零件總數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)化率:6所繪制零件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計說明6.1按儀表特性的要求確定零件尺寸如彈簧管2a、2b、h、Y、R曲柄滑塊機構(gòu)a、b、e、齒輪 i、z1、z2、m6.2按標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范確定零件尺寸（1）標(biāo)準(zhǔn)尺寸（有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范）如螺紋、錐度、倒角、直徑、m（2）標(biāo)準(zhǔn)件（標(biāo)準(zhǔn)件越多，設(shè)計越好）銷釘、螺釘、螺母、墊圈、軸承；游絲也有標(biāo)準(zhǔn)但本設(shè)計里 標(biāo)準(zhǔn)游絲不合適，需自行設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)游絲。6.3由材料規(guī)格確定如彈簧管的毛坯外圓（圓管材），即查材料規(guī)格;（卡玻璃的）鋼絲直徑、外殼鐵板厚度、夾板厚度，均需查手冊 , 或參考樣表。6。4 由空間結(jié)構(gòu)確定（1）安排尺寸 （ 軸向）如中心輪安裝指針

15、的軸的長度 , 需按軸向安排尺寸確定，玻 璃、上夾板、下夾板、殼（2）零件結(jié)構(gòu)尺寸 計算的是特性尺寸，具體零件結(jié)構(gòu)尺寸自行設(shè)計。（ 3）足夠的運動空間（平面 ）如表盤螺釘不得妨礙指針運動； 夾板柱不得妨礙扇形齒輪運 動；曲柄滑塊不得碰殼；機芯應(yīng)能入殼等。6.5 類比指針長度、刻度板刻線長度、扇形輪形狀等 ; 拆表時應(yīng)多測量 樣表的尺寸為設(shè)計提供參考；參考教材中有關(guān)示數(shù)裝置的內(nèi)容。 7 工作總結(jié)在近三周的課程設(shè)計中， 我將機械零件與制圖等課程有機結(jié)合 起來 ,設(shè)計了一款彈簧管壓力表， 完成了草圖一張， 裝配圖一張， 零件圖兩張，CAD裝配圖一張，手寫說明書一份，電子版說明書 一份。從無到有， 一

16、絲一母都是獨立查表 ,設(shè)計來完成 , 親自感受著一 個產(chǎn)品的設(shè)計過程 . 通過課程設(shè)計 , 提高了自己的綜合能力和獨 立完成工作的能力 , 并初步掌握了機械儀表的設(shè)計方法和初步樹 立正確的設(shè)計思想 . 學(xué)會了在困難面前努力堅持下去，用耐心用堅持，用對這門課、這件事的熱愛去戰(zhàn)勝困難，千方百計的構(gòu) 想出解決問題的辦法。雖然已經(jīng)付出了很多努力，但是我知道由于我的設(shè)計經(jīng)驗不 足，以及缺乏實際生產(chǎn)經(jīng)驗，所以我的設(shè)計可能還會有很多有待 改進的地方，在今后的學(xué)習(xí)中我會注意彌補知識的空缺，對自己的設(shè)計進行不斷修正，也衷心希望老師和同學(xué)們對本設(shè)計的不足 之處進行批評指正.三周的課程設(shè)計，不短也不長，和老師同學(xué)們朝夕相處的每一 天中相互學(xué)習(xí)，討論設(shè)計方案，也是本次課程設(shè)計中很大的收獲. 在此向為我提供幫助的老師和同學(xué)致謝！學(xué)習(xí)仍在路上，課設(shè)教會我們的遠不止課設(shè)本身，學(xué)以致用， 于是我們可以更好地前行。附表：8公式