精密机械课程设计

1、压压力力表表结结构构课课程程设设计计说说明明书书学学 院院： 机械与动力工程学院机械与动力工程学院 专专 业：业： 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导老师：指导老师： 闫闫 勇勇 刚刚 日日 期：期： 2010-7-122010-7-12 精密机械与仪器设计课程设计说明书压压力力表表的的结结构构设设计计摘摘 要要：首先通过对压力表的了解，明确此次课程设计的目的与设计要求，分析压力表的工作原理，选取弹簧管作为压力敏感元件，之后确立压力表的基本结构，合理地确定各具体的零部件（传动放大部分、示数部分、辅助部分） 。结合资料对各零件参数、材料进行设计与选取，并对其相关的设计进行计算，

2、最终得出一个比较完善的压力表关关 键键 词词：压力表 结构设计 弹簧管目目录录第第一一章章、压压力力表表设设计计概概述述51.1 设设计计题题目目51.2 设设计计目目的的51.3 技技术术要要求求5第第二二章章、压压力力表表介介绍绍62.1 压压力力表表概概述述6压力表简介6压力表的主要组成7基本构造7主要工作原理8压力表工作原理框图9第第三三章章、压压力力表表的的设设计计计计算算过过程程103.1 弹弹簧簧管管10原理10末端位移计算11弹簧管参数选择与计算113 3. .2 2 曲曲柄柄滑滑块块机机构构13曲柄最大转角AG工作转角14、的选择14确定A0、AK(初始角、终止角 ) 14计

3、算曲柄长度A153 3. .3 3 齿齿轮轮传传动动机机构构15初定齿轮中心距 A15选定标准中心距 A（I12 即I齿）16计算齿轮参数16修正连杆长度B16扇形齿轮扇形角173.4 原原理理误误差差：173 3. .5 5 游游丝丝设设计计18的计算19的计算20几何尺寸计算21第第四四章章、课课程程设设计计总总结结23附附：ProE 生生成成效效果果图图 24参参考考资资料料25第第一一章章、压压力力表表设设计计概概述述1.1 设设计计题题目目压力表的结构设计1.2 设设计计目目的的1巩固、实践课堂讲过的知识 课程设计的任务：课程设计就是把学过的知识应用到机械仪表的设计中，培养从整体上分

4、析问题、解决问题的能力。并进一步加深对学过的知识的理解、巩固。2掌握正确的设计思想 通过课程设计掌握仪表的设计思路，机械产品设计。一般其主要过程为：（接受）设计任务（拟定）设计方案设计计算绘制装配图绘制零件图 设计过程中需注意以下内容： 1）满足使用要求（功能、可靠性及精度要求） 2）注意工艺性（结构合理、简单，经济性，外观要求）3熟悉有关规范、标准、手册 设计中涉及到的零件材料、结构等，需按照有关标准选择；零件的尺寸、公差等应符合相关标准；制图要符合一定的规范。在课程设计过程中学习、掌握查阅标准及使用手册的能力。1.3 技技术术要要求求1测量范围 00.1Mpa2外廓尺寸 外径150mm 高

5、度55mm 接口 M201.5（普通螺纹、外径 20、螺距 1.5）3标尺 等分刻度（满程 0.1Mpa） 标度角 270 分度数 50（格）4分度值（ 0.02Mpa）精度 1.5 级第第二二章章、压压力力表表介介绍绍2.1 压压力力表表概概述述压力表是 以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表。主要用来测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力 ，例如测量机器、设备或容器内的水、蒸汽、压缩空气及其他中性液体或气体压力 。弹簧管压力表又叫做波登管压力表，因为它的发明者是法国的天才机械师 E.波登(Eugene Bourdon)。波登(1803-188

6、4 年)的一生正处于 锅炉、蒸汽机、铁路运输广为应用的欧洲工业革命时期，当时欧洲锅炉和蒸汽机正在各个领域中推广应用，但是由于缺乏合适的压力测量仪表，常发生爆炸事故。波登于 1851 年发明了无水银金属管式压力表，他是用一端固定的“C”型金属管来感受压力的变化，因此波登管压力表的发明和问世，立即受到了各行各业的热烈欢迎，许多工厂在获得许可后，立即开展了大规模的生产。这对于促进当时的锅炉和蒸汽机的发展及应用具有很重要的作用。因此波登管压力表是一个伟大的发明，我们应该记住波登在压力测量领域的杰出贡献! 现在压力测量 技术也发生了很大的变化，尤其在电子技术、新工艺、新材料的影响下，各种新的压力测量仪表

7、层出不穷，但新一代的压力测量仪表清一色的都需要供电。但是弹簧管压力表，凭借其简单可靠、价廉易用、线性好、不用电等诸多优点， 150 多年来，一直没有动摇过它作为常规仪表的地位。压力表是常见的计量器具，广泛应用于各个领域，它能直观地显示出各个工序环节的压力变化，洞察产品或介质流程中的条件形式，监视生产运行过程中的安全动向，并通过自动连锁或传感装置，构筑了一道迅速可靠的安全保障，为防范事故，保障人身和财产安全发挥了重要作用，被称作安全的“眼睛”。 弹簧管压力表的主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管，管的横切面为椭圆形。作为测量元件的弹簧管一端固定起来，并通过接头与被测介质相连；另一端封闭，为自由端。

8、自由端借连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。弹簧管压力表的延伸产品有弹簧管耐震压力表，弹簧管膜盒压力表，弹簧管隔膜压力表，不锈钢弹簧管压力表，弹簧管电接点压力表等。弹簧弯管是由金属管 (无缝铜管或无缝钢管 )制成的。管子截面呈扁圆形或椭圆形，它的一端固定在支撑座上，并与汽水介质相通；另一端是封闭的自由端，与杠杆连接。杠杆的另一端连接扇形齿轮，扇形齿轮又与中心轴上的小齿轮相啮合，压力表的指针固定在中心轴上。当弹簧弯管受到介质压力的作用时，它的截面有变成圆形的趋势，迫使弹簧弯管逐渐伸直，从而使弹簧弯管的自由端向上翘起。压力越高，自由端向上翘起的幅度越大。这一动作经过杠杆、

9、扇形齿轮、小齿轮的传动，使指针偏转一个角度，在刻度盘上指示出压力高低。当被测介质压力降低时，弹簧管要恢复原状，指针退回到相应刻度处。：灵敏部分（弹簧管）传动放大部分（曲柄滑块、齿轮机构）示数部分（指针、刻度盘）辅助部分（支承、轴、游丝）构构造造：接头：用来与设备连接，常用螺纹有M14*1.5;M20*1.5;G1/4;G1/2.材质有黄铜和不锈钢 .衬圈：用于玻璃和表壳间的密封。度盘：又叫表盘，刻度盘的指示范围一般为270 度。表盘的标度、标度分划及最小分格值应符合JB/T5528 的规定。指针：除标准指针外，指针也可选调零指针。弹性元件（弹簧管、膜片、膜盒等）： 弹簧管（波登管）分为 C 型

10、管、盘簧管、螺旋管等型式。一般采用冷作硬化型材料坯管，在退火态具有很高的塑性，经压力加工冷作硬化及定性处理后获得很高的弹性和强度。弹簧管在内腔压力作用下，利用其所具有的弹性特性，可以方便地将压力转变为弹簧管自由端的弹性位移，经机芯齿轮机构将位移转换成旋转运动，通过指针转动来显示压力。常用材料有锡磷青铜和不锈钢。 膜片敏感元件是带有波浪的圆形金属片，膜片本身位于两个法兰之间，或焊接在法兰盘上或其边缘夹在两个法兰盘之间。膜片一侧受到被测介质的压力后产生微小变形，经机芯齿轮机构将位移转换成旋转运动，通过指针转动来显示压力。 膜盒敏感元件由两块焊在一起的呈圆形波浪截面的膜片组成。测量介质的压力作用在膜

11、盒腔内侧，由此所产生的变形经机芯齿轮机构将位移转换成旋转运动，通过指针转动来显示压力。压力的大小由指针显示。传动机构（机芯）：机芯的作用是将弹性元件产生的线性位移转为旋转运动，并放大线性位移。连杆：连接弹性元件和机芯，组成连杆机构。表壳：常用表壳直径有（ mm）40 ,50,60,75，100,150,200,250；常用材质有：碳钢，铝合金，不锈钢。 表壳体上一般要有溢流孔，弹性元件万一爆裂的时候，内部压力将通过溢流孔向外界释放，同时溢流孔的朝向要对着无人的方向，以防伤人。 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

12、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。：弹簧管齿轮传动标尺示数ps (线性转换)(线性传动)(线性刻度)曲柄滑块机构(近似线性传动)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 00.1Mpa 调整满足满刻度精度为线性误差调整，中间部分不均匀调整为非线性误差调整。灵敏部分-弹簧管传动放大-齿轮传动传动放大-曲柄滑块机构第第三三章章、压压力力表表的的设设计计计计算算过过程程3.1 弹弹簧簧管管：弹簧管在内压力的作用下

13、，任意非圆截面的弹簧管的截面将力图变为圆形。从管子中截取中心角为 d 的一小段。通入压力 p 后，管截面力图变圆，中性层xx 以外各层被拉伸（如 efef），以内各层被压缩（如 kiki）。材料产生弹性恢复力矩，力图恢复各层原来长度，从而迫使截面产生旋转角 d，使管子中心角减小，曲率半径增大。若管子一端固定，自由端便产生位移，直至弹性平衡为止。在生产压力表的过程中，对弹簧管的要求也非常严格，必须应具有足够的管端位移量，管端力和较小的内应力。具体来说，对于低压弹性管，要求其较高的灵敏度（较大的位移量）和较大的管端力（能够带动机芯及指针的运动）；对于中高压弹簧管则要求较小的内应力，以确保弹簧管在使

14、用中的稳定性和安全性。一般情况下对弹簧管的材料要求有以下几点：（1）具有良好的塑性，便于加工成形；（ 2）较高的弹性极限，强度极限和疲劳极限，以保证仪表正常工作；（ 3）良好的焊接性能，便于钎焊和熔焊；（4）机械性能稳定，弹性模量的温度系数小；（5）较好的耐腐蚀性能。制作弹簧管常用的材料有黄铜（ H62），锡磷青铜（ QSn4-0.3），铍青铜（Qbe2）和不锈钢（ 1Gr18Niqi,sus316,sus316L）等，这几种材料各有各自的性能和用途，分别是：黄铜的主要性能是具有一般的机械性能和耐腐蚀OOxxefkiefkid d -d d 性，塑性和焊接性能好，但弹性后效和滞后较大，它的用途

15、用于制造测量非腐蚀介质而精度不高的弹簧管；锡磷青铜主要性能是强度，弹性及腐蚀性能高于黄铜，而且弹性后效和滞后小于黄铜，它的用途是一般压力表弹簧管用的最广泛的材料；铍青铜主要性能是具有很高的机械性能，工艺性和耐腐蚀性强，弹性后效和滞后很小，弹性模量和温度影响也很小它的用途多用于制造精密压力表用弹簧管；不锈钢主要性能具有优良的机械性能和耐腐蚀性，能承受较高的压力，且工艺性能好，它的用途多用于制造防腐压力表的弹簧管。1）弹簧管中心角变化与作用压力之间的关系 和 弹簧管变形前、后的中心角 R弹簧管中性层初始曲率半径 h管壁厚度 a 和 b横截面中性层长轴半径和短轴半径 E 和 材料的弹性模量和泊松比C

16、1 和 C2与 a/b 有关的系数，查表取之2）位移切向分量 st3）位移径向（法向）分量 sr4）自由端位移 s5）位移与切向分量夹角 R0 0Ortsr p ssts 连杆方向R0 0Ortsr p ssts 连杆方向 R22212222411R CbpEaR hbh Ca(sin )tsR(1 cos )rsR2222(sin )(1 cos )trsssRtanrtsarcs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 15mm 中 径 R50mm 壁 厚 h0.3mm 中 心 角 265（参考） 材 料 锡磷青铜 Qsn4-0.3 E1.127105Mpa 0.31）

17、安全系数 n pj：比例极限压力 pg：工作压力（应小于 pj）2）弹簧管截面与轴比 a/b 已知毛坯： 15mm，h0.3mm 由由 2 2（- -h h）= =2 2b b+ +2 2( (2 2a a- -2 2b b) ) 计计算算 扁圆形弹簧管，a a= =1 10 0. .1 10 04 4m mm m，b b= =2 2. .5 52 26 6m mm m a/b，灵敏度 ，但 pj ， 选用a a/ /b b4 4 圆形毛坯压扁后中性层尺寸不变；3）中心角 设 则有 s 通常取 200270。建议：（结构中心角） =265 15mmhh2a2b22(sin )(1 cos )

18、sR插入接口 1015 自由端压扁 46则实际参加变形的中心角： = -10-5=250 4）弹簧管中径 R50mm5）材料 锡磷青铜 Qsn4-0.3 弹性模量 E1.127105Mpa 泊松比 0.3 选选用用 = =2 25 50 0 得得到到 = =5 5. .4 46 67 7把把p p= =0 0. .1 1M Mp pa a, ,E E= =1 1. .1 12 27 7 1 10 05 5M Mp pa a, , = =0 0. .3 3, ,R R= =5 50 0m mm m，a a= =1 10 0. .1 10 04 4m mm m，b b= =2 2. .5 52 2

19、6 6m mm m, ,h h= =0 0. .3 3m mm m, ,及及由由 a a/ /b b= =4 4，查查表表得得到到的的 C C1 1= =0 0. .4 43 37 7，C C2 2= =0 0. .1 12 21 1 代代入入下下式式：得得到到 - - / / = =0 0. .0 00 07 76 65 5则则 s s= =R R( ( - - ) ) / / 3 3. .2 2 曲曲柄柄滑滑块块机机构构曲柄滑块机构是一种常用的机械结构，它将曲柄的转动转化为滑块在直线上的往复运动。 加压后，弹簧管自由端位移s，带动曲柄转过角度 g曲柄滑块机构ODBseab+ 0 0 yxB

20、 gDyxyxyxyxyxODBseab 0 0 B gDyx22212222411R CbpEaR hbh CaOspB 0eDOEabBeDOabDBs g 0 k g工工作作转转角角 弹簧管末端 指针：两级传动 一级曲柄滑块机构、二级齿轮传动 i 总=i 齿i 曲=270 / g g /s 推荐：* i 齿=13.5, g =20 * i 齿=15, g =18 、 的的选选择择 曲柄滑块机构的传动比 i=/s=f(a,b,e, ) 为简化计算，常引入无量纲系数： * 滑块相对位移 * 连杆相对长度 * 相对偏距 * 相对传动比 =0.81.4、=25 推荐 =1、=4 0、 k(初初始

21、始角角、终终止止角角 ) k -0= g 在 ia- 曲线上找出极点对应的极角 e， 0、 k 以 e 对称分布。 i变化小，工作过程非线性度减小。 0 e g/2 k e g/2 对于 =1、=4 的曲线有 e=0 0 - g/2 k g/2 选选用用 g g= =1 18 8 ，则则 0 0 - - g g/ /2 2= =- -9 9 ， k k g g/ /2 2= =9 9 最大位移 smax ，上式中 k 把把 = = k k 代代入入得得， = =0 0. .3 31 13 3则则 a a= =s s/ /= =6 6. .6 68 8m mm m 连杆长 b=a 偏距 e=a取

22、取 = =1 1， = =4 4b b= =4 4a a= =2 26 6. .7 72 2m mm m, , e e= =a a= =6 6. .6 68 8m mm m连杆 b 初始位置与弹簧管末端位移s 夹角 e ia =1 4O 0 k g12222(sinsin)(cos)(cos)oosa bsin =e-acosk 求求得得 = =0 0. .1 17 76 6 3 3. .3 3 齿齿轮轮传传动动机机构构齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的 机械传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。 齿轮传动是指用主、从动 轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。 在所有的机械传动

23、中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。 (根据曲柄滑块机构参数计算 )1）求 c（过渡量）： OBD 中 先先求求O OD DB B= =8 81 1. .1 17 76 6 C C= =2 26 6. .5 53 3m mm m2）求 A：OBO 中222cosARcRcO BO 由由 得得 = =a ar rc ct ta an n( (1 1- -c co os s ) )/ /( ( - -s si in n )=1 14 4. .2 2 a ar rc cs si in n( (e e/ /c c) )= =1 14 4. .6 6 O OB BO O=

24、 =9 90 0 - - -a ar rc cs si in n( (e e/ /c c) )= =6 61 1. .2 2 A A= =4 43 3. .8 88 8m mm m（i12 即 i 齿）90arcsin/ O BOe c180(90)90kkODB222coscababODBBOseDAEab kstAO滑道R cc1122112(1)/2AmZiZZ itanrtsarcs 选择适当 Z1、m，使 A 尽可能靠近初定 A ，使 Z2=Z1*i12=整数（否则Z2 无法加工）m 选用标准值 0.2 0.25 0.3 0.4 对每一个 m 值适当选择 12 个 Z1，使 A 接近

25、 A，且 Z1 不小于17、Z2 不能太大。综综合合以以上上分分析析 选选取取 m m= =0 0. .2 25 5, ,z z= =2 22 2 da、d、df 当用中心距 A 代替初定值 A后，曲柄回转中心 O 位置将略有改变，此时可重新计算连杆长度 b，使 O 点与齿轮传动计算得的 O 点重合。而a、e、 0、k、=b/a 均不需改变。1）求 c（改变 c）： OBO中） 代代入入数数据据计计算算得得到到 B BO OO O= =3 32 2. .4 4 C C= =2 26 6. .8 85 5m mm m2）求 b： OBD 中 B BO OD D= =8 84 4. .6 6 b

26、b= =2 27 7. .0 05 5m mm m扇形齿轮回转中心即是曲柄的回转中心，故扇形齿轮的工作转角即为曲柄的工作转角 g ，可适当增大。 扇=g(1+25%)+22 齿对应中心角 扇扇= =1 18 8 * *1 1. .2 25 5+ +4 4* *3 36 60 0/ /3 33 30 0= =2 26 6. .8 86 6 工作初始及满程结束时，两边各多出2齿防脱角。过载量，指针实际可转角比工作转角大一些。O g初始满程2齿2齿222coscRARABO Ocoscos()RABO Oe222cosbacacBODarcs/kBODcoe c3.4 原原理理误误差差：压力表弹簧管

27、末端位移与指针转角应为线性关系。由于在测量环节中采用了曲柄滑块机构，使转角与位移存在非线性误差，即为原理误差，应加以控制。 对应曲柄转角的理想位移 对应曲柄转角的实际位移原理误差 1为合格 非线性度校验： 曲柄每转过 2进行一次误差计算。序计算点理想值实际值绝对值相对值1- -9 9 0 00 00 00 02- -7 7 0 0. .2 23 32 23 30 0. .2 23 30 06 60 0. .0 00 01 17 70 0. .0 08 83 31 1% %3- -5 5 0 0. .4 46 64 46 60 0. .4 46 62 26 60 0. .0 00 02 20 0

28、. .0 09 95 56 6% %4- -3 3 0 0. .6 69 96 69 90 0. .6 69 95 59 90 0. .0 00 01 10 0. .0 04 47 78 8% %5- -1 1 0 0. .9 92 29 92 20 0. .9 92 28 85 50 0. .0 00 00 07 70 0. .0 03 33 35 5% %61 1 1 1. .1 16 61 15 51 1. .1 16 62 25 50 0. .0 00 01 10 0. .0 04 47 78 8% %73 3 1 1. .3 39 93 38 81 1. .3 39 95 51 10

29、 0. .0 00 01 13 30 0. .0 06 62 21 1% %85 5 1 1. .6 62 26 61 11 1. .6 62 28 84 40 0. .0 00 02 23 30 0. .1 11 1% %97 7 1 1. .8 85 58 84 41 1. .8 86 60 04 40 0. .0 00 02 20 0. .0 09 95 56 6% %109 9 2 2. .0 09 91 12 2. .0 09 91 10 00 0 由由表表知知 m ma ax x= =0 0. .1 11 1% % 1 1% % ， 设设计计合合格格3 3. .5 5 游游丝丝设设

30、计计游丝是一种很细的弹簧。通常以钢作为材质，盘绕在摆轮周围。游丝有效长度的变化决定了摆轮的惯性力矩与振幅周期。 用金属细丝经冷轧、绕丝、定形而成的阿基米德螺旋状盘簧，是一种能产生反作用力矩的弹性元件（见平面蜗卷弹簧）。游丝按用途可分为测量游丝和接触游丝，测量游丝有的用于各种测量仪表，借以产生弹性反作用力矩0nngss222200(sinsin)(cos)(cos)nnnsaaamax100%nnsss 来平衡电磁力矩，达到测量电参数的目的；有的用于钟表 ,与摆轮组成振动系统，获得一定的振动周期 ,以达到精确计时的目的。接触游丝则常用于百分表和千分表等仪表机构，其作用是使齿轮在传动时始终保持单向

31、啮合，消除齿轮侧隙可能产生的传动空程。游丝的技术要求为： 具有给定的弹性特性； 较少的弹性迟滞现象；较小的温度系数（热弹性系数）；良好的防磁性能和抗蚀性能； 螺距相等；游丝的重心应尽量与几何中心一致（对钟表游丝尤为重要） ；作导电元件时游丝材料要有较小的电阻系数。游丝最常用的材料有锡青铜 (如 QSn4-3)和特殊合金如镍基合金Ni42CrTi。锡青铜具有良好的加工性、较好的导电性、材料成本低，常用于电工及机械仪表中。压力表中的游丝为接触游丝，其作用是消除空回，使齿轮始终保持单面接触。 由于齿轮轴存在摩擦力矩，所以在游丝安装时应给予一定的预紧力矩，使指针在零位时，在该最小安装力矩下，也能驱动传

32、动链使齿轮保持单面接触，即使小齿轮跟随扇形齿轮（无论正转、反转）消除空回误差。3minmin12EbhLMmin4min12LMhE计算最小力矩 Mminminmin0.1fYMM安全系数，k=23零件偏重力矩游丝压力产生的摩擦力矩零件自重产生的摩擦力矩minminfZfYpMKMMM经过精心设计，某些零件的偏重力矩Mp将有助于完成机构的力封闭，故可将Mp省略。min10.1fZKMMK Mfz 为中心小齿轮及扇形齿轮的综合影响 ：Mfz 的计算（续）说明 估算重量 ; 小齿轮：齿轮轴、指针 (Al)、指针帽 (Cu) 扇形齿轮：齿轮轴、扇形齿轮（估算） 连杆重量忽略； 分析压力表水平放置、垂

33、直放置两种情况，取其大者； 近似计算， =0.9。 比重：Cu 8.59g/cm3 Al 2.49g/cm3 通通过过结结构构体体积积估估算算出出 小小齿齿轮轮质质量量约约为为 2 2g g 扇扇形形齿齿轮轮质质量量约约为为 8 8g g 1） 中心小齿轮 Mfz1 的计算取两者中大者参与后序计算 * 压力表立放，轴水平112fZVrMfFd将轴及轴上零件总重都集中在一端轴颈上计算即可即可122111fZfZfZMMMi中心小齿轮支承上的摩擦力矩将扇形齿轮的影响诱导至中心轴Mfz2扇形齿轮支承上的摩擦力矩；I21齿轮传动的传动系数；齿轮传动效率 * 压力表平放，轴立查查手手册册取取 f f=

34、=0 0. .1 16 6 结结构构设设计计取取 d d= =2 2m mm m , ,d d1 1= =2 2m mm m , ,d d2 2= =4 4m mm m利利用用以以上上公公式式代代入入数数据据得得 轴轴水水平平 M Mf fz z1 1= =0 0. .0 00 05 50 02 24 4 N Nm mm m轴轴立立 M Mf fz z1 1= =0 0. .0 00 04 49 98 8 N Nm mm m取取大大者者则则 M Mf fz z1 1= =0 0. .0 00 05 5 N Nm mm m2）扇形齿轮 Mfz2 的计算 取取 f f= =0 0. .1 16 6

35、 d d= =2 2m mm m , ,d d1 1= =2 2m mm m , ,d d2 2= =4 4m mm m轴轴水水平平 M Mf fz z2 2= =0 0. .0 02 20 01 1 N Nm mm m轴轴立立 M Mf fz z2 2= =0 0. .0 01 19 99 92 2 N Nm mm m取取大大者者则则 M Mf fz z2 2= =0 0. .0 02 2 N Nm mm m2 3K min1 0.1fZKMMK12(,)fZfZfZMMM注意：因为计算中需要知道零件的重量，故游丝设计必须在结构设计之后进行。1.选定参数1）工作角度 最小工作转角 1=/2M

36、1=Mmin 最大工作转角 2=22）工作圈数 2 n=1014; 2 n=510 建议 n=8103）宽厚比 u=b/h 接触游丝 u=48，建议 u=64）外径 D1 由空间结构定； 内径 D2 由轴定。5）材 料 锡青铜 QSn4-3当量摩擦系数，按未经研配计算1.57Vff33121221213fZaddMfFddD1D2 E=1.2105Mpa 强度极限 b=600Mpa 安全系数 S=2 b=b/S=300Mpa把把 M Mf fz z1 1， M Mf fz z2 2 代代入入式式 中中其其中中 i i2 21 1= =1 1/ /1 15 5 = = 0 0. .9 9得得 M

37、 Mf fz z= =0 0. .3 33 38 8 N Nm mm m取取安安全全系系数数 K K= =2 2 代代入入上上式式求求得得 M Mm mi in n= =0 0. .8 84 45 5 N Nm mm m1）初定长度 2）厚度 圆整到 0.013）宽度 由圆整后的 h 计算 4）校核应力 一般情况下能满足要求，否则可改变宽厚比u。5）最后确定 L、n、a(圈间距)-圆整后的 b、h K-同时盘绕游丝个数取整 由由结结构构空空间间和和轴轴选选取取 D D1 1= =2 20 0m mm m，D D2 2= =4 4. .5 5m mm m , ,取取 n n= =9 9 ，u u

38、= =6 6 ，m mi in n= =/ /2 2，E E= =1 1. .2 2 1 10 05 5M Mp pa a 代代入入以以上上各各式式经经计计算算 初初定定长长度度 L L= =3 34 46 6. .3 36 6m mm m厚厚度度 h h 取取整整到到 0 0. .0 01 1 计计算算得得 h h= =0 0. .2 24 4m mm m宽宽度度 b b= =u uh h= =6 6* *0 0. .2 24 4m mm m= =1 1. .4 44 4m mm m122DDLnmin4min12LMhE bu h2max2minmin14MMMM3minmin12EbhLM122DDan/Ka h122111fZfZfZMMMi maxmax26bMb h122()LnDD校校核核应应力力 M Mm ma ax x= =4 4M Mm mi in n= =3 3. .3 38 8 N Nm mm m m ma ax x= =6 6M Mm ma ax x/ /( (b bh hh h) )= =2 24 44 4. .5 5M Mp pa a b