精密机械设计基础课程设计

1、精密机械设计基础课程设计设计题目：弹簧管压力表指导老师： 设计人员： 班 级：目 录设计任务 2方案论证 3参数选择 5参数计算 7标准化结13附录：公统计12工作总式来源、参考文献141、设计任务设计一个用于测量压力的弹簧管压力表，其技术要求如下：1. 测量范围 00.25Mpa2. 外廓尺寸 外径<150mm 高度<50mm 接口尺寸：M20´1.5（普通螺纹、外径20、螺距1.5）3. 标尺特性 等分刻度 （满程0.16Mpa） 标度角 270° 分度数 3.375° 分度值 0.002Mpa 分度数 804. 精 度 1.52.方案论证1、结构

2、分析弹簧管结构简图O灵敏部分-弹簧管p传动放大-齿轮传动传动放大-曲柄滑块机构压力表概述：弹簧管压力表是一种用来测量气体压力的仪表。压力表的组成：灵敏元件 传动放大机构 示数装置 辅助装置1、灵敏元件（弹簧管）：将不便于直接测量的物理转化成易于直接比较的物理量。本设计将弹簧管作为灵敏元件，将不易比较的压力转化成易于测量的位移。2、传动放大机构（曲柄滑块、齿轮机构）：本设计有曲柄滑块机构和齿轮机构组成，其目的是为了传递或放大位移，改变位移性质和得到等分刻度，并且应具备一定的保补偿性，同时保持线性对应关系。3、示数装置（指针、刻度盘）：其作用是在接受传动放大机构的位移后，这指示出带测量的数值。本设

3、计采用指针指示标尺刻度。4、辅助装置：支承、轴、游丝2、工作原理 作为灵敏元件的弹簧管可以把气体压力转变为管末端的位移，通过曲柄滑块机构将此位移转变为曲柄的转角，然后通过齿轮机构将曲柄转角放大，带动指针偏转，从而指示压力的大小。将转角放大便于测量，可以提高测量精度。jspa 弹簧管齿轮传动标尺示数(线性转换)(线性传动)(线性刻度)曲柄滑块机构(近似线性传动)压力表工作原理框图弹簧管的压力位移是线性关系，但弹簧管本身的工艺问题（如材料、加工等）会造成一些线性误差，弹簧管形状的不直、不均匀也会导致非线性误差。曲柄滑块机构可以补偿弹簧管的线性及非线性误差。从00.16Mpa调整满足满刻度精度为线性

4、误差调整，中间部分不均匀调整为非线性误差调整。参数选择1弹簧管参数选择与计算按照现有的弹簧产品规格，选定尺寸参数如下的弹簧管：毛坯外径 F15mm中 径 R50mm 壁 厚 h0.3mm中 心 角 g´´253° 材 料 锡磷青铜Qsn4-0.3 E1.127´105Mpa泊 松 比 m0.3弹簧管截面与轴比 a/b4g´´RFF15mmhh2a2b 弹簧管构图弹簧管结构简图2曲柄滑块机构加压后，弹簧管自由端位移s，带动曲柄转过角度ag曲柄滑块机构相对杆长 l=4相对偏轴量 e=1转动范围角 ag =18°初始位置角 a0

5、- ag /2= 9° ak=ag/2= 9°OspBj0eDOEabBeDOabDBsaga0ak3齿轮转动参数模数 m=0.2传动比 i12=15小齿轮齿数 Z2=404标尺指针的参数选择分度尺寸 3.375°长标线长度 10mm短标线长度 5mm指针与短标线重合长度 3mm指针末端宽度 2mm指针形状 楔杆形5游丝参数的选择外径 D1=25mm 内径D2=5mm圈数 n=10宽厚比 u=6摩擦系数 f = 0.2当量摩擦系数 fv= 0.314参数计算1弹簧管有关参数的确定弹簧管外形参数的确定：（单位：mm）项目公式依据计算结果cp(jh)= p c2(4c

6、c)5.050短轴中径2b2b=c5.050长轴中径2a2a=4c20.200短轴2B2B=2bh5.350长轴2A2A=2ah20.500弹簧管末端位移的确定：（单位：mm）项目公式依据计算结果 (g-g ') / g0.01225径向位移Sr0.822切向位移St3.248总 位 移S3.350位移方向角j14.202°附：查表C10.437 C20.121 g´´270°2曲柄滑块机构的参数确定在弹簧管压力表中，利用曲柄滑块机构，把滑块的位移S转化为曲柄滑块的角度位移。（单位：mm）项目公式依据计算结果曲柄长度a10.707连杆初算值bba

7、·l42.828偏轴距ee a·e10.707连杆初始位置与滑块运动方向夹角j0.176°a5a590°akj 80.824°c42.45761.191理论中心距A 47.504实际中心距A48.000a9 52.317°修正后c43.241修正后b40.170扇形角d齿d齿=a9(1+25%)+2×2齿对应中心角27.3°3压力表原理误差分析（单位：mm）an理想值sn实际值sn实际值远离误差绝对值ïsnsnï原理误差相对值ï snsnïsmax9°3.35003

8、.34990.00010.029%7°2.97782.97970.00190.06337%5°2.60562.60790.00230.08827%3°2.23332.23510.00180.08059%1°1.86111.86160.00050.0268%-1°1.48891.48790.00100.067%-3°1.11671.11440.00230.020%-5°0.74440.74160.00280.037%-7°0.37220.37000.00220.059%-9°00004游丝应力胶合项目公式依

9、据计算结果P1P1m轴m1帽m游丝m指针mrvg0.063NP2P2m扇形齿轮m齿轮中心轴 0.050N竖直放置Mfz1Mfz1fv P1d (fv0.314)1.97×105N·mMfz2Mfz2fvP2d1.57×105N·mMfzMfzMfzMfz1Mfz2··2.08×105N·m水平放置Mfz1Mfz1P1f (d11.1d2 f0.2)2.18×105N·mMfz2Mfz2P2 f 1.73×105N·mMfzMfzMfz1Mfz2··2.30

10、×105N·mMfzMax Mfz 竖直，Mfz水平 2.30×105N·mMminMmin (k取2.5 z 取0.1)7.67×105N·mMmaxMmaxMmin 4Mmin3.07×105N·m初定游丝长LLpn471mm初定游丝厚hhE1.1×105Mpa0.14mm初定游丝宽bbm·h0.84mm最大应力smaxsmax111.9Mpa许用应力sbsb= sbs sb600Mpa s3183Mpa结论：因为maxb,因此各参数的选择及计算,合理。5游丝各参数最后确定项目公式依据计算结

11、果游丝长度LLEbh3jmin12Mmin432mm游丝圈数nnaL/p (D1D2)10圈间距aa(D1D2)2n1mm游丝个数kK=ah7标准化统计国际代号零件名称数量材料GB/T97.1-2002垫圈24GB/T97.1-2002垫圈2.52GB/T67-2000螺钉M2.52H62GB/T6170-2000螺母1HPb59-1GB/T67-2000螺钉M27H62GB/T67-2000圆柱销1HPb59-1Y标准件总数：17 零件总睡数：38 标准化率：447%工作总结 压力表是工业常用的测量气体压力的仪器，在工业生产中，占有举足轻重的地位。在实际应用过程中对压力表的要求是十分严格的。

12、压力表要求要有足够的精度、灵敏度，并要求安全可靠，同时根据不同的工作任务和条件，对压力表提出了更多特殊的要求，如耐高温、抗震、防潮等。本设计要求设计普通工业气体压力表，我们的设计方案为弹簧管压力表。它具有灵敏度高，造价低廉，结构简单，传动平稳，易于加工与制造及适应性强等特点。经过以上设计及计算表明，该方案基本达到设计要求，完成了规定的设计任务。同时，本设计也存在一些不足，对工作环境及测量气体均无具体要求，没有考虑到其对压力表的影响。另外，环境的温度、湿度及气体对压力表的腐蚀都可能降低其精度，影响测量结果。在近三周的课程设计中，我将机械零件与制图等课程有机的结合起来，提高了自己的综合能力和独立完成工作的能力，并初步掌握了机械仪表设计的设计方法和正确的设计思路。