彈簧管壓力表課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院課程設(shè)計(jì)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m20´1.5（普通螺紋、外徑20、螺距1.5）1.3標(biāo)尺特性: 等分刻度（滿(mǎn)程0.16mpa） 標(biāo)度角: 270°

2、;分度數(shù): 80（格） 分度值: 0.02mpa1.4精度： 1.5級(jí)1.5測(cè)量誤差： 0.0024 mpa2. 方案論證2.1 結(jié)構(gòu)分析傳動(dòng)放大-曲柄滑塊機(jī)構(gòu)靈敏部分-彈簧管o傳動(dòng)放大-齒輪傳動(dòng)p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：彈簧管齒輪傳動(dòng)標(biāo)尺示數(shù)psa (線(xiàn)性轉(zhuǎn)換)(線(xiàn)性傳動(dòng))(線(xiàn)性刻度)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)j(近似線(xiàn)性傳動(dòng))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

3、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(xiàn)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，而封閉端為自由端，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(xiàn)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 f15mmf15mmhh2a2b

4、oo中徑 r50mm 壁厚 h0.3中心角 g´´240° 材料 錫磷青銅 qsn4-0.3 m0.3 e=mpa3.2 曲柄滑塊機(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 = 18° 初始位置角 = -9°終止位置角 = +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： i21=153.4 標(biāo)尺、指針參數(shù) 分度尺寸： 3.375°短軸線(xiàn)長(zhǎng)度： 5mm長(zhǎng)軸線(xiàn)長(zhǎng)度： 10mm指針與標(biāo)線(xiàn)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)外 徑： d1

5、=30mm內(nèi) 徑： d2=6mm圈 數(shù)： 9安裝角度： jmin=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+h20.508 4.1.2 彈簧管末端位移確定項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果0.01225徑向位移sr1.0453切向位移st2.8374總位移s3.0238位移方向角22.22° 附： c1 =0.437 c2=0.1214.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

6、及小齒輪的參數(shù) （單位mm） 項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果曲柄長(zhǎng)度a9.66連桿初算值bb=la38.66偏軸距ee=ea9.66連桿b初始位置與彈簧管末端位移s夾角bsinf =e-acosak0.18°odb81.18°c38.38obo55.19°理論中心距a42.22實(shí)際中心距a42boo47.73°修正后c37.93修正后b38.19扇形角齒d扇=ag(1+25%)+2×2齒對(duì)應(yīng)中心角22.22°修正后=b/a3.954.3 壓力表原理誤差分析 對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角的理想位移： 對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角的實(shí)際位移：原理誤差： £d1為合格n理

7、想值sn實(shí)際值sn原理誤差絕對(duì)值| sn- sn|原理誤差相對(duì)值| sn- sn|/smax-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°2.015892.017560.001670.05511%5°2.351872

8、.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軸+m游絲+m指針；m=vg0.063np2p2=m扇形齒+m扇形中心軸0.050n豎直放mfz1 ；1.97×mfz21.57×mfz2.09×水平放mfz11.32×mfz21.05×mfz1.40×mfzmaxmfz垂直，mfz水平2.09×mmax27.

9、80×mmin k=2.56.95×初定游絲長(zhǎng)l523mm初定游絲厚h0.14mm初定游絲寬b0.84mm最大應(yīng)力 max101.3mpa許用應(yīng)力max b= b/s b=600mpa,s=3200mpa4.2.2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l521mm游絲圈數(shù)n9圈圈間距a1.3mm游絲個(gè)數(shù)kk=a/h95.標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)零件名稱(chēng)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/t97.1-2002封鉛1pb-6gb469-84圓錐銷(xiāo)1&#

10、215;61hpb59-1gb/t117-2000標(biāo)準(zhǔn)件總數(shù)：18零件總數(shù)：44標(biāo)準(zhǔn)化率：40.96.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)老師及各位同學(xué)也給了我莫大的鼓勵(lì)和幫助，讓我感受到了集體的溫暖，在此向老師和