机械式百分表的设计(上传).docx

精密机械设计基础课程设计题目：机械式百分表的设计班级：姓名：学号：指导教师：时间：2017.7第一章 绪论1.1 课程设计的目的1、培养学生精密机械设计的能力，初步掌握精密机械设计的方法。2、培养学生查阅资料的能力。3、培养学生掌握写作方法和文字表达的能力。4、培养学生正确的设计思想、严谨的科学作风及独立分析问题和解决问题的能力。1.2 课程设计的要求1、根据任务书的要求，合理确定百分标的总体方案和各部件的方案。2、设计计算百分表各项参数。3、按要求和规范绘制工程图，要求图纸能够正确表达设计方案，图面上要标注零件的公差配合和技术要求。4、能够熟悉和运用各种设计资料、图册、手册、标准和规范，合理选材和标准件。5、按照规定格式编写设计说明书。1.3 课程设计的任务1、测杆及齿条的设计。2、齿轮传动系统的设计。3、齿轮Z1，Z2，Z3的设计计算。4、夹板及轴承的设计计算。5、测力弹簧和接触游丝的设计计算。6、完成0号百分表装配图1张，3号零件图3张，设计说明书1份。第二章 设计方案的确定2.1 百分表的工作原理1中心齿轮 2轴齿轮 3片齿轮 4游丝齿轮 5测力弹簧 6导杆7分度盘 8指针图21表示百分表传动系统示意图9游丝 10圈速指针图21表示百分表传动系统示意图。百分表的传动系统最常见的是二级传动，图21所示，其传动原理如下：当测杆被工作件抬高1mm时，齿条上升1.6齿，由于齿轮2是16齿，所以齿条推动齿轮2转动1/10转。与齿轮2同轴的片齿轮3转过100*1/10=10齿。小齿轮4是10齿，经过齿轮3带动后，中心齿轮4及固定在其轴上的长指针恰好转过一周。因为刻度盘为100等分，故当测杆移动1mm时，长指针走100分度，由此可知，指针转过一个分度，相当于测杆移动0.01mm。2.2 百分表设计参数1、测量分辨率：0.012、测量范围：0103、测量力范围:0.51.5N4、测力弹簧行程范围：3242mm5、百分表外形尺寸：指针盘外径=60mm,厚度24mm,长度=115mm，测量杆中心距背面9mm。6、百分表示值误差不大于下表规定。精度等级任意0.1mm误差任意0.5mm误差任意1mm误差任意2mm误差示值误差回程误差示值变动性0-3mm0-5mm0-10mm057810101215331681012141618百分表各齿轮按下表选取：齿轮Z1Z2Z3Z4m齿数11161101100.19912171201200.18713201301300.15914201401400.15910151001000.2122.3 齿轮的选择根据老师安排，选第四组数据，即：齿轮Z1Z2Z3Z4m齿159第三章 百分表几何参数的设计计算3.1 传动机构安装尺寸的确定传动机构安装尺寸等于齿轮Z1，Z3，Z4三个齿轮直径之和，即D=d1+d3+d4=m*(Z1+Z3+Z4).D应小于百分表表壳内径D。表壳内经D等于表壳外径减去2倍的表壳厚。表壳壁厚取5mm，也可以通过实测得到。传动机构安装后，齿轮3、4齿顶与表壳内壁留取至少1mm的间隙。所以，D=d1+d3+d4=m*(Z1+Z3+Z4)=D-2=D外-2*-2即，m*(Z1+Z3+Z4)=D外-2*-2 (取5mm )主要结果D外=59mmD内=49mm故，58.746mm= D外60mm 取 D外=59mm则 D内=49mm3.2 齿轮几何参数的确定因为Zmin=Z134。故，采用高度变位齿轮。由最小变位系数xmin=17-Z17【1】得：xmin=0.176取：xmin=0.2经查变位系数线图【1】，可知，xmin=0.2合适。故，x1=0.2 x3=x4=-0.2由此得到齿轮1、齿轮2、齿轮3的部分尺寸，如下表所示：尺寸/齿轮Z1Z2Z3Z4齿数z1420140140模数m0.1590.1590.1590.159变位系数x0.20-0.2-0.2分度圆直径d/mm2.2263.1822.2622.26齿顶高da/mm2.60763.49822.514422.5144齿根高df/mm1.8922.78321.79921.799分度圆压力角/。20202020分度圆齿距e/mm0.2730.2500.2270.227分度圆齿厚s/mm0.2730.2500.2270.227基圆直径 db/mm2.0922.98920.9220.92齿宽B/mm3.571.591.59齿轮1、3的中心距 a1=12m(z1+z3)=12.243mm齿轮1、4的中心距 a2=12m(z1+z4)=12.243mm啮合角=20度3.3 表盘结构及参数的确定3.3.1 分度尺寸确定百分表的放大比：K=2R(m1*z1)*z3z2根据国产百分表的指针长度R=20mm，可计算出K=157.23，故，分度值为0.01mm时，分度尺寸为：0.01*157.231.57mm3.3.2 标线尺寸的确定标线宽度取分度尺寸的1/10，即=0.1*1.57=0.157mm标线常取不同的长度，短、中、长三种标线之比取1:1.5:2或1:1.3:1.7若只有两种刻线长度可取1:1.5或1:2。其中最短线长度取为分度尺寸的两倍。考虑到设计加工的方便性，此处选择两种刻线，其比为1：1.5，即，最短线长度为3.14mm最长线长度为4.71mm3.3.3 表盘大小的确定综合考虑到标线尺寸、指针长度（25mm）、外圈内径、表蒙垫圈外径以及整体结构