弹簧管压力表课程设计说明书

1、精密机械设计基础课程设计课程设计说明书设计题目：弹簧管压力表 学院：机械工程学院 班级：姓名：学号： 指导老师：2010年11月29日一2010年12月17日目录1.设计任务32.方案论证.43.参数选择64.参数计算85.标准化统计146.设计总结147.参考文献.151.设计任务设计一弹簧管压力表并绘制其装配图,其参数如下：1.1测量范围:00.16Mpa1.2外廓尺寸:外径150mm高度50mm接口 M201.5 （普通螺纹、外径20、螺距1.5 ）1.3标尺特性:等分刻度（满程0.16Mpa）标度角:270°分度数:80（格）分度值:0.02Mpa1.4精度：1.5级1.5

2、测量误差：0.0024 Mpa2.方案论证2.1结构分析弹簧管压力表由三部分组成:弹性敏感元件、传动放大机构、示数装置其原理结构框图如下:Pf弹簧管sT，曲柄滑块机构*齿轮传动（线性转换）（近似线性传动）（线性传动）（线性刻度）2.1.1灵敏元件将不便直接测量的物理量转换成易于直接比较 的物理量。本设计将弹簧作为灵敏元件，将不易于比 较的压力装换为易于测量的位移。2.1.2传动放大机构本设计由曲柄滑块机构和齿轮传动机构组成。其 目的是为了传递和放大位移，改变位移性质和等分 刻度，并且应具备一定的补偿性，同时保持线性对 应关系。2.2弹簧工作原理弹簧是一个弯曲成弧形的空心管，其截面形状通常 为椭

3、圆或扁形，他的开口端焊在带孔接头中并固定在 仪表基座上，而圭寸闭端为自由端，与传动机构相连。 弹簧管就是在利用任意非圆形截面的管子在内压力 作用下其截面将力图变为圆形，从而引起位移的原理 制成的。压力表中，弹簧管自由端与连杆相连，而连 杆又与变形齿轮后端的曲柄及弹簧本身构成滑块机 构，该机构可将自由端的直线位移转为曲柄的角位 移，齿轮机构又将位移放大，并由中心轴带动指针，在标尺上显示出准确示数。3参数选择3.1弹簧管毛坯外径F = 15mm中径 R = 50mm 壁厚h = 0.3 中心角 g ''=材料锡磷青铜Qsn4-0.3m= 0.3E=1.127 10 5Mpa3.2曲

4、柄滑块机构连杆相对长度4相对偏距1转动范围角aa = 18 °初始位置角ao: = -9 °终止位置角J = +9 °3.3齿轮传动参数模数：m=0.25小齿轮：Z1=18扇形齿轮：Z2=315传动比：i 21=153.4标尺、指针参数分度尺寸：3.375°短轴线长度：5mm长轴线长度：10mm指针与标线重合长度：2mm指针形状：楔杆形指针末端宽度：2mm3.5游丝参数夕卜径：D仁 30mm内 径：D2=6mm圈 数：9安装角度：jmi n=p/2 jmax=2p宽度比：u=6摩擦系数：f=0.2当量摩擦系数：fv=0.3144参数计算4.1弹簧管有关参

5、数的确定4.1.1 弹簧管外形参数 单位(mm)项目公式依据计算结果短轴中径2b5.052长轴中径2a20.208短轴2B2A=2b+h5.352长轴2A2B=2a+h20.5084.1.2弹簧管末端位移确定项目公式依据计算结果r-yl径向位移Sr切向位移St» = R(l - cos /)/V - V1=- 7?(y-sin/)vi0.012251.04532.8374总位移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曲柄滑块机构及小齿轮的参数（单位mm

6、D项目公式依据计算结果曲柄长/=- =(ina-sin%)十-J才-(asa-i)19.66连杆初算值b=la38.66偏轴距e=ea9.66连杆b初始位置与弹簧管末bsinf =e-acosak0.18端位移s夹角ZODB = l80G-ak-(90°-)= 90° 監+081.18OB理论中a2 + b2 -2aficos(ZC©JB)ZOT5O = 90°-5-aicsm e/c38.3855.1942.22心距A实际中'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齿对应中心角 22.22 °Y齿修正后入=b/a3.95X4.3压力表原理误差分析对应曲柄转角的理想位移:_ % 一叽5丹-J%对应曲柄转角的实际位移：snl = <7(sin an - sin 兔)十口 J才一 (<：0$兔一_aj 才一(cos%£)'原理误差：xlOO%£D %为合格'ma!

8、?原理误差原理误差相对值a n理想值Sn实际值Sn'绝对值| 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游丝有关参数确定4.4.1 游丝应力校核项目公式依据计算结果P1P1=m«+m游丝+m指针；m=p vg0.063NF2P2=m扇形齿+m扇形中心轴0.050N竖直放 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初定游丝长L.D1 D2Ln 2523mm初定游丝厚hh J12LM min0.14mm初定

11、游丝宽bvminb u h0.84mm最大应力(T max6M maxmax, 2bb h101.3MPa许用应力(X maxX b=X b/Sx b=600MPa,s=3200MPa422游丝各参数的最终确定项目公式依据计算结果游丝长度L.Ebh312M i min1 -IVI min521mm游丝圈数n2Ln (Di D2)9圈圈间距aD1 D2a 2n1.3mm游丝个数KK=a/h95. 标准化统计零件名称数量材料国标代号开槽盘头螺钉M36H62GB/T67-2000开槽沉头螺钉M63H62GB/T68-2000垫圈16H62GB/T97.1-2002垫圈21H62GB/T97.1-20

12、02封铅1Pb-6GB469-84圆锥销1 X61HPb59-1GB/T117-2000标准件总数：18零件总数：44标准化率：40.9 %6. 设计总结压力表是工业中常用的测量气体压力的仪表， 在工 业中具有举足轻重的地位。在实际应用中压力表的要 求十分严格。要求有足够的精度、灵敏度，并要求安 全可靠，如耐高温、抗震、防潮、防尘等。本设计要求为普通工业气体压力表。我们设计的方 案为弹簧管压力表，它具有高灵敏度、低造价、结构 简单、传动平稳、易于加工等特点，很适合作为初学 者学习，经过以上设计及计算表明，该方案基本上达 到了设计的要求，完成了所规定的任务。同时本方案也存在不足之处，对工作环境及测量气 体均无具体的要求。另外，外界环境的温度、湿度和 测量气体对压力表的腐蚀都可能使压力表精度降低。在这星期的设计实践当中，经过不断的修改和自我 完善，我初步将机械零件设计与工程制图有机的结合 到一起，努力完成了设计任务，在一定程度上提高了 自己的综合实践能力，同时在实践当中培养了我刻苦 仔细的好品质。在此期间，指导老