彈簧管壓力表課程設(shè)計(jì)說明書

1、河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院課程設(shè)計(jì)第13頁 共13頁精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：彈簧管壓力表學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院班級：姓名：學(xué)號：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).15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: 0.02

2、Mpa1.4精度：1.5級1.5測量誤差： 0.0024 Mpa 方案論證2.1 結(jié)構(gòu)分析傳動(dòng)放大傳動(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：彈簧管彈簧管齒輪傳動(dòng)標(biāo)尺示數(shù)ps (線性轉(zhuǎn)換)(線性傳動(dòng))(線性刻度)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(近似線性傳動(dòng))2.1.1 靈敏元件 將不便直接測量的物理量轉(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

3、應(yīng)具備一定的補(bǔ)償性，同時(shí)保持線性對應(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 F15mm15mmhh2a2bOo15mmhh2a2bOo壁厚 h0.3

4、中心角 g240材料 錫磷青銅 Qsn4-0.3 m0.3 E=Mpa3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 連桿相對長度 4 相對偏距 1 轉(zhuǎn)動(dòng)范圍角 = 18 初始位置角 = -9終止位置角 = +93.3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短軸線長度： 5mm長軸線長度： 10mm指針與標(biāo)線重合長度： 2mm指針形狀： 楔桿形指針末端寬度： 2mm3.5 游絲參數(shù)外 徑： D1=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

5、當(dāng)量摩擦系數(shù)： fv=0.314參數(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長軸中徑2a20.208短軸2B2A=2b+h5.352長軸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)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

6、S夾角bsinf =e-acosak0.18ODB81.18C38.38OBO55.19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%)+22齒對應(yīng)中心角22.22修正后=b/a3.954.3 壓力表原理誤差分析 對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角的理想位移： 對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角的實(shí)際位移：原理誤差：D1為合格n理想值Sn實(shí)際值Sn原理誤差絕對值| Sn- Sn|原理誤差相對值| Sn- Sn|/Smax-90000.00000%-70.335980.333890.002090.06922%-50.671960.669410.002560.0846

7、5%-31.007941.005920.002030.06707%-11.343931.343060.000870.02868%11.679911.680410.000500.01657%32.015892.017560.001670.05511%52.351872.354100.002230.07369%72.687852.689650.001790.05948%93.023843.023840.000000.00000%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M

8、FZ1 ；1.97MFZ21.57MFZ2.09水平放MFZ11.32MFZ21.05MFZ1.40MFZMaxMFZ垂直，MFZ水平2.09Mmax27.80MminK=2.56.95初定游絲長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/sb=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)零件名稱數(shù)量材料國標(biāo)代號開槽盤頭螺釘M36H62GB/T67-2000開槽沉頭螺釘M63H62GB/T68-200

9、0墊圈16H62GB/T97.1-2002墊圈21H62GB/T97.1-2002封鉛1Pb-6GB469-84圓錐銷161HPb59-1GB/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。我們設(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，對工作環(huán)境及測量氣體均無具體的要求。另外，外界環(huán)境的溫度、濕度和測量氣體對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