弹簧管压力表课程设计说明书

1、编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第3页共16页精密机械设计基础课程设计课程设计说明书设计题目：弹簧管压力表机械工程学院学院 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2 .方案论证3 .参数选择.4 .参数计算.5 .标准化统计6 .设计总结.7 .参考文献.3.468141415第11贞共16页1 .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:1.2 外廓尺寸:00.16Mpa外径150mm高度50mm接口 M20xl.5（普通螺纹、外径20、螺距1. 5）1.3 标尺特性:等

2、分刻度（满程0.16Mpa）标度角：270°分度数：80 （格）分度值：0. 02Mpa1.5级0.0024 Mpa1.4 精度：1.5 测量误差：编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第#页共16页2 .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。第4贞共16贞编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第#页共16页其原理结构框图如下:弹簧管ST曲柄滑块机构（P f齿轮传动标尺示数第11贞共16页（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

3、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，而封闭端为自由端，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

4、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=15mm编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第7页共16页第7页共16页材料锡磷青铜 p=0. 3g=l. 127x 10 5MpaQsn4-0> 33.2曲柄滑块机构 连杆相对长度 相对偏距转动范围角初始位置角终止位置角3. 3齿轮传动参数模数：小齿轮：m=0> 25Zi=18扇形齿轮:传动比：3.4标尺、指针参数 分度尺寸： 短轴线长度: 长轴线长度:Z2=315i2i=153

5、. 375°5mm10mil指针与标线重合长度: 指针形状：2mm楔杆形编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第8页共16页第9贞共16页指针末端宽度:3. 5游丝参数NT径:径:数：安装角度: 宽度比：摩擦系数:当量摩擦系数:2mmDl=30mmD2=6mm9(pmin=7c/2 (pmax=2 九u=6f=0.2fv=0.3144参数计算4.1弹簧管有关参数的确定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2b长轴中径2a5. 05220. 208编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第15页共16

6、页第11贞共16页短轴 2B 2A=2b+h长轴 2A 2B=2a+h5. 35220. 5084.1. 2弹簧管末端位移确定项目公式依据y- V1.y径向位移Sr切向位移St总位移S位移方向角了 / X-LT斤 c二 Q."=7kv，号=" R(1 - cos /) yy y1壬二 R(y_siny) y= J匕 R- sin y)? + (1 - cos y)y3 = arc tan 计算结果0.012251. 04532. 83743. 023822.22°附：Ci =0. 437C2=0. 1214.2曲柄滑块机构及小齿轮的参数（单位mm）项目公式依据计算

7、结曲柄长度a= (sina-sinq) +/-(cos-£)2 一9-(ccsa-j9. 66连杆初算值b，b=Xa偏轴距e连杆b初始位置与弹簧管末bsin()=e-acosak38. 669. 660. 18°端位移SZ0DB81. 18°NOD8 = 180° %(90。 = 90°-4C9c，=收 + b? 2abcGS(NODE)38. 38/OB' 0Z(9'5(9 = 90o-(5-arcsin(e/c)55. 19°理论中心,;/= J露十 2Kc，cos(NO/。)42. 22距A'"

8、实际中心距AA - mZx (1 + z12)/ 2 Z2 = Zx -in42/BO，0 Kcosb = /cos(ZBO'O b)+e 47.73。修正后C修正后b扇形角Y齿。=枫，+ a?2元4cos(zbo37. 93b=M+ c12ac cos(/3。)38. 19B扇=ag(1+25%)+2X2齿对应中心角22.22°修正后X入=b/a3.954. 3压力表原理误差分析对应曲柄转角的理想位移:对应曲柄转角的实际位移:编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第12页共16页s J = q(sin % sin %) + aj允-(cos %

9、 - a J允-(cos % - £)?原理误差：S S 9A = X100%*max41%为合格a n理想值Sn实际值Sn'原理误差 绝对值 Sn- Sn'原理误差相对值Sn- Sil，|/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

10、. 679911. 680410. 000500.01657%3°2. 015892. 017560. 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PlPi=m轴+m游丝+m指针;m=P vg0. 063N第17页共16页编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第13页共16

11、页P2P2=ni扇形齿+m扇形中心轴0. 050N竖直放Mfzi知0="小；4=1.57/L97X10-sn？MfZ2河0="工 M4=1.57/L57Xio-'N？MfzMjz =M +Afjz22. O9Xio-N ？水平放MfziM =-f F”vQ 3，L32Xio-'N？MFZ2A/f _ 1 f FM 0 f F 9、；Z， 3° d；dWLO5Xio-'N，MfzM 亿=Myzl+M/Z2-Z21 4L40Xi°-'N？MfzMax Mfz垂直，Mfz水平2. O9Xio-'N ？Mmax“max =

12、 % = "min =27. 80X10-'NmMminM = KM2 k=2. 5而n 1-0.1/C6. 95Xio-'N ？初定游丝长L, A+ 2L = Tin2523mm初定游丝厚h-1生& v £稣而0e 14mm初定游丝宽bb u-h0. 84mm爰大应力° max=6"max v F max b h2 -I ”101. 3MPa许用应力。L二 o b/s200MPa第21贞共16页编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第14页共16页° max。b=600MPa, s=34.

13、2. 2游丝各参数的最终确定项目公式依据计算结果游丝长度Lr Ebh3521mm游丝圈数n2L9圈圈间距a2n1. 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/T97.1-2002蝌1Pb-6GB469-84圆锥销1X61HPb59-1GB/T117-2000编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第#页共16页标准件总数：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

14、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