弹簧管压力表课程设计说明书

河北工业大学机械学院课程设计《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》1=课程设计说明书机械工程学院设计题目：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TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"设计任务3\o"CurrentDocument"方案论证4\o"CurrentDocument"参数选择6\o"CurrentDocument"参数计算8\o"CurrentDocument"标准化统计14\o"CurrentDocument"设计总结147.参考文献15河北工业大学机械学院课程设计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：高度＜50mm接口M20x1.5（普通螺纹、外径20、螺距1.5）13标尺特性：等分刻度（满程0.16Mpa）标度角：分度数：分度值：1.4精度：1.5测量误差：l=J

1=='l=j1=l=Jw270。80（格）0.02Mpa0〜0.16Mpa外径＜150mm1.5级0.0024Mpa2.方案论证2.1结构分析'灵敏部分-弹簧管传动放大-齿轮传动■hp传动放、大-曲柄滑块机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。其原理结构框图如下：

pf弹簧管pf弹簧管曲柄滑块机构中T齿轮传动T标尺示数（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i=ji=ji=jI三三将不便直接测量的物理量转换成易于直接比较i=ji=ji=jI三三2.1.2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liiJ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。liiJ3参数选择3.1弹簧管毛坯夕卜径①=15mmQsn4-0.3Qsn4-0.3材料锡磷青铜p=0・3E=1.127x105Mpa河北工业大学机械学院课程设计3.2曲柄滑块机构连杆相对长度4相对偏距1转动范围角初始位置角°转动范围角初始位置角°9=18。5=-9。终止位置角口广+9终止位置角口广+9。3.3齿轮传动参数

模数：m=0.25小齿轮：Z】=18扇形齿轮:传动比：3.4标尺、指针参数Z2=3152『5分度尺寸：短轴线长度:长轴线长度:指针与标线重合长度:指针形状：指针末端宽度:3.5游丝参数3.375。5mm10mm2mm楔杆形2mm外径:内径:D1=30mmD2=6mm数：安装角度：宽度比：摩擦系数：当量摩擦系数:9qmin=丸/2qmax=2丸u=6f=0.2fv=0.3144参数计算4.1弹簧管有关参数的确定项目公式依据计算结果短轴中径2b5.052长轴中径2a20.208短轴2B2A=2b+h5.352长轴2A2B=2a+h20.5084.1.1弹簧管外形参数单位(mm)4.1.2弹簧管末端位移确定项目公式依据计算结果总位移S位移方向角d=arctan—总位移S位移方向角d=arctan—0.012251.04532.83743.023822.22«号=——R(l-cosy)TOC\o"1-5"\h\zSr/切向位移y—v'c/.气以二一^只成―sin/)Str5•二十*=-一J?J(/-sin/)附：4.2曲柄滑块机构及小齿轮的参数（单位mm）+(1-附：4.2曲柄滑块机构及小齿轮的参数（单位mm）项目公式依据计算结曲柄长度a连杆初算

值b’偏轴距e

连杆b初

始位置与

弹簧管末

端位移S

夹角。X~-~(siii"-sinq)+"-(cosq-£f-^-(coecif-e=sabsin©=e—acosak果9.6638.669.660.18°ZODBC，ZOB,O理论中心

距A，实际中心

距AZODB=lSQ°-ak-(90Q-^=90°-％+©cl=^a2-f-2cj&cos(Z<9D5)ZOlBO=90°-S-^in(e/cl)次=押+。日一2氏。‘8S(2。始。)81.18°38.3855.19°42.22-项2孕Z匕42/BO,O

修正后C

修正后b

扇形角Y齿修正后入7?cosS=/cos(ZBOlO-S)^eR2+A1-2R4ws(ZBOlO)b="+沼一2acCDS(/召勿)5扇=ag(1+25%)+2X2齿对应中心角A=b/a4.3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:47.73°37.9338.1922.22°3.95sn'=df(sin-血妇+时丁-(cos-ey-ajf-^)2原理误差：3—SA=—―xlOO%八二坐1%为合格原理误差an理想值Sn实际值Sn，绝对值Sn-Sn，-9°000-7°0.335980.333890.00209-5°0.671960.669410.00256原理误差相对值Sn-Sn，|/Smax0.00000%0.06922%0.08465%-3。1.007941.005920.002030.06707%-1°1.343931.343060.000870.02868%1°1.679911.680410.000500.01657%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P1p1=m轴+m游丝+m指针m=pvg0.063NP2P尸m_+m2扇形齿扇形中心轴0.050N竖直放MFZ1i:M=—f-F-df=1.57fCJJJfZ12^rV1.97X10-5N・mMFZ2MZ1=2fVFrdfv=E1.57X10-5N・mMfz11MTMf1+Mf2•厂卞212.09X10-5N・m水平放MFZ1M=1f・Fif13ad2-d2121.32X10-5N・mMFZ2…1〃厂d3-d3fz13fad2-d21.05X10-5N・mMfzM=M+M・1--fzfz1fZ2i门1.40X10-5N・mmfzMax{MFZ垂直，蛆水平}2.09X10-5N・m河北工业大学机械学院课程设计MmaxMmax=M2=Mmin务=4Mm.127.80X10-5N・mMminKMV=QRM=亿K2.5min1—0.1k6.95X10—5N・m初定游丝长LL『n口2523mm初定游丝厚h7/12LMh=」min4r凶0.14mm初定游丝宽bTminb=u-h0.84mm最大应力0maxb=Mx<[a]maxb・h2b101.3MPa许用应力0max[ob]=ob/s。b=600MPa,s=3200MPa4.2.2游丝各参数的最终确定项目公式依据计算结果游丝长度L,Ebh3L=^12Mminmin521mm游丝圈数n2Ln=兀(D+D)9圈圈间距aa=d2n1.3mm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封铅1Pb-6GB469-84圆锥销1X61HPb59-1GB/T117-2000标准件总数：18零件总数：44标准化率：40.9%设计总结i=jl=j

1=1压力表是工业中常用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。i=jl=j

1=1l=j

1=1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

l=j

1=1I三三l=JI三三I三三l=JI三三l=j1=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，同时在实践当中培养了我刻苦仔细的好品质