课程设计说明书压力表完整版

1、课程设计说明书 压力表完整精密机械设计基础课程设计设计说明书设计题目：设计人员：班 级 :指导教师：河北工业大学测控系202101-03目录1 设计任务 32 方案论证 42。2 原理分析 42.3 国内外典型仪表现状及发展趋势3 参数选择 63.1 弹簧管 63.2 曲柄滑块机构 73。3 齿轮传动参数的选择 73.4 标尺指针参数选择 73。5 游丝的选择 74 参数的计算 74。1 弹簧管有关参数的确定。 84.2 曲柄滑块机构参数的确定 94。4 游丝应力校核 114.5 游丝各系数最后确定 134.6 总体方案设计 135 标准化统计 146 所绘制零件结构参数设计说明 14146.

2、1 按仪表特性的要求确定零件尺寸6。2 按标准化规范确定零件尺寸 146。3 由材料规格确定 156。4 由空间结构确定 156。5 类比 157 工作总结 158 公式来源 17参考资料 171设计任务设计一用于测压力的弹簧管压力表，其要求如下(1 )测量范围：00.16MPa(2)外部尺寸：外径：<150mm高度:<50mm接头尺寸:M20X 1。5(3)标尺特性:等分度：6.75 °标度角：270°分度值:0。004MPa分度数：40(4 )精度：1.5级(5)测量误差：5=0.004MPa(20±5)C2方案论证2.1结构概述弹簧管压力表是一种

3、用来测量气体压力的仪表.压力表的组成: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）灵敏元件：将不便测量的物理量转换成易于直接比较的物理量，本设计将弹簧管作为灵敏元件， 将不易于比较的压力转换 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.目的在于传递或放大位移，改变位移性质和得到等分刻度 并且应具有一定的补偿特性，同时仪表有较好的线性特性.2。1.3示数装置：其作用是在接受传动放大机构的位移后，指 示出待测量的数值.本设计采用指针指示标尺刻度.2。2原理分析作为灵敏元件的弹簧管可以把气体压力转变为

4、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，可以提高测量精度灵敏部分传动放大-齿轮传动/ " 1 传动放大-曲柄滑块机压力表工作原理框图:（线性转换）（近似线性传动）（线性传动）（线性刻度）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误差调整，中间部 分不均匀调整为非线性误差调整。2。3国内外典型仪表现状及发展趋

5、势我国仪器仪表产业正在迎来高速发展的黄金时期。尽管总体规模不大，但由于对经济增长特殊的拉动作用和倍增效应，发展仪器仪表早已被置于重要地位；而其广阔的市场前景，正吸引越来 越多的资本涌入。仪器仪表行业属技术密集型产业，知识产权的重要性不言而喻。长久以来，我国仪器仪表在中高端的创新能力 一直差强人意，常常受制于国外专利 .在中国市场必然更深更广 地向国际开放的情况下，有关“自主知识产权”的呼声日益高涨.3参数选择3.1弹簧管：毛坯外径：毛坯中径：壁厚：轴比：中心角：材料:泊松比：E=1。127X 105MPa15mmR 50mm h 0.3mmY” =270°锡青铜(QSn4 0.3 )

6、0.3如图所示:转动范围角:p 18初始位置角:终止位置角:3。3齿轮传动参数的选择:模数：m=Q 3小齿轮齿数:20传动比：i21153.4标尺指针参数选择:分度尺寸:6.75短标线长度：5mm长标线长度：10mm指针与短标线重合长度：2mm指针形状：楔杆形指针末端宽度:2mm3.5游丝的选择:夕卜径：D118.5mm内径：D25mm圈数：n 10安装角度:宽度比： 6摩擦系数:0.2当量摩擦系数:v 0.3144参数的计算4.1弹簧管有关参数的确定.4.1 o 1弹簧管外型参数的确定单位：（mm）项目公式依据计算结果x(2b x, 2a 4x)( h) x 2(4x x)5.000短轴中径

7、2b x5.000长轴中径2a 4x20.000短轴2B 2b h5.300长轴2A 2a h20.3004.1 o 2弹簧管末端位移的确定:项目公式依据计算结果1'1 2R2G b2P E2 1 a2E Rhabh C22a0o 012径向位移1 Sr R 1 cos0o 805切向位移1 St Rsin3o182总位移S s Jsr2 s23o 282位移方向角arcta nSt14o 197°4。2曲柄滑块机构参数的确定其结构简图如右图所示中心距计算图:StSBOccO项目公式依据计算结果曲柄长度s a10。486mm.j 22 r 22sin k sin = Qcos

8、 .Jcos k连杆初算值b' a41。944mm偏移距e a10.486mm连杆初始位置与滑块运动夹角,.a cos k e'arcs inb''0.176590k'81.176oc' pa2b'2 2ab'cos 541.645mm790sin 1 c'61.219 °理论中心距A Jr2 c' 22 Rc' cos 741.2143mm实际中心距A叫1248。000mmRcos e9 arccosA51。 881°修正后c J A2 R2 2ARcos 942.92mm修正后b J

9、a2 c2 2accos743.266mm扇形角V#= p 125/2个齿的度数27.5 o/ BOD/ BOD+arccos (e/c)84.859 °4.3压力表原理误差分析Sn一Sk理想值实际值原理误差原理误差相对Sn' a sin n sin2a；2cos n2绝对值|& Sn'值|5&|/Sn2.91682.91820.00140.048/2.55222.55410.00190.075/2.18762.18880.00120.055/1.82331.82300.00030.017/11.45841.45700.00140.096/31.093

10、81.09120.00260.357/50.72920.72610.00310.425/70.36460.36220.00240.658/94。4游丝应力校核项目公式依据计算结果R m轴 m帽 m游丝m指针mvg0.063NP2 m扇形齿轮m齿轮中心轴0.050N竖直放Mfz1Mfz1 - fvP1d fv0.314251.97 10 NmMfz21Mfz2 - fvP2d251.57 10 NmMfz1 1Mfz Mfz1 Mfz2 (0.9)i52.08 10 Nm水平放Mfz1Mfzi iRf執叫3di2 d； f 0.22.18 10 5NmMfz2Mfz2 3 p2 f di2 d2

11、23di2 d；1.73 10 5NmMfz1 iMfz Mfz1 Mfz2一1 齿 212152.30 10 NmMfzMax ( Mf z竖直，Mfz水平)52.30 10 NmMmin/c、kMf z k 2.5M min"门彳1 k0.17.67 10 5NmMmaxM maxM min4M minmin3.07 10 4Nm初定游丝长Ln D12311.018mm初定游丝厚 h 4i'12LM min e 1.1 105MPaE min0.14mm初定游丝宽(11) bh0.84mm最大应力maxa q6M maxl丄乙丿max2bh111.9MPa许用应力bb b

12、 549MPabs s 3183MPa结论：因为max,因此各参数选择计算合理4. 5游丝各系数最后确定项目公式依据计算结果游丝长度O L Ebh min12M min432mm游丝圈数圍n2LDi D2圈间距(15) a D1 D22n1.5mm游丝个数(16) k - k 3 h个4. 6总体方案设计压力表是工业常用的测量气体压力的仪器，在工业生产中具有举足重轻的作用.在实际生产中对压力表的要求非常严格，要求有足够的精度，灵敏度，并要求安全可靠.同时根据不同的工作 任务和条件，对压力表提出特殊要求，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， 我们的设计方案为弹簧管 压

13、力表,它具有灵敏度高，造价低廉，结构简单，传动平稳，易于 加工和制造及适应性强等特点，经过以上设计和计算表明，该方 案基本达到了设计要求，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，没有考虑它们对压力表的影响.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密度.5标准化统计国标代号零件名称数量材料GB/T67-2000开槽盘头螺钉M35H62GB/T68-2000开槽沉头螺钉M32H62GB/T6170- 2000台螺母M51HPb59-1GB/T9712000平垫圈M35H62GB46封铅1Pb-6GB/T119.1 2000圆柱销M

14、3135标准件总数：零件总数：标准化率:6所绘制零件结构参数设计说明6.1按仪表特性的要求确定零件尺寸如弹簧管2a、2b、h、Y、R曲柄滑块机构a、b、e、齿轮 i、z1、z2、m6.2按标准化规范确定零件尺寸（1）标准尺寸（有关标准、规范）如螺纹、锥度、倒角、直径、m（2）标准件（标准件越多，设计越好）销钉、螺钉、螺母、垫圈、轴承；游丝也有标准但本设计里 标准游丝不合适，需自行设计非标准游丝。6.3由材料规格确定如弹簧管的毛坯外圆（圆管材），即查材料规格;（卡玻璃的）钢丝直径、外壳铁板厚度、夹板厚度，均需查手册 , 或参考样表。6。4 由空间结构确定（1）安排尺寸 （ 轴向）如中心轮安装指针

15、的轴的长度 , 需按轴向安排尺寸确定，玻 璃、上夹板、下夹板、壳（2）零件结构尺寸 计算的是特性尺寸，具体零件结构尺寸自行设计。（ 3）足够的运动空间（平面 ）如表盘螺钉不得妨碍指针运动； 夹板柱不得妨碍扇形齿轮运 动；曲柄滑块不得碰壳；机芯应能入壳等。6.5 类比指针长度、刻度板刻线长度、扇形轮形状等 ; 拆表时应多测量 样表的尺寸为设计提供参考；参考教材中有关示数装置的内容。 7 工作总结在近三周的课程设计中， 我将机械零件与制图等课程有机结合 起来 ,设计了一款弹簧管压力表， 完成了草图一张， 装配图一张， 零件图两张，CAD装配图一张，手写说明书一份，电子版说明书 一份。从无到有， 一

16、丝一母都是独立查表 ,设计来完成 , 亲自感受着一 个产品的设计过程 . 通过课程设计 , 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的设计方法和初步树 立正确的设计思想 . 学会了在困难面前努力坚持下去，用耐心用坚持，用对这门课、这件事的热爱去战胜困难，千方百计的构 想出解决问题的办法。虽然已经付出了很多努力，但是我知道由于我的设计经验不 足，以及缺乏实际生产经验，所以我的设计可能还会有很多有待 改进的地方，在今后的学习中我会注意弥补知识的空缺，对自己的设计进行不断修正，也衷心希望老师和同学们对本设计的不足 之处进行批评指正.三周的课程设计，不短也不长，和老师同学们朝夕相处的每一 天中相互学习，讨论设计方案，也是本次课程设计中很大的收获. 在此向为我提供帮助的老师和同学致谢！学习仍在路上，课设教会我们的远不止课设本身，学以致用， 于是我们可以更好地前行。附表：8公式