弹簧管压力表设计说明书

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1、精密机械设计基础课程设计共17页第17页《精密机械设计基础课程设计》设计说明书设计题目：弹簧管压力表设计人员：班级：测控班指导教师：河北工业大学测控系2007-9-20精密机械设计基础课程设计共17页第17页目录1设计任务……………………………………………………32方案论证……………………………………………………42．1结构概述……………………………………………42．2原理分析……………………………………………43参数选择……………………………………………………63．1弹簧管………………………………………………63．2曲柄滑块机构………………………………………73．3齿轮传动………………

2、……………………………73．4标尺指针……………………………………………73．5游丝…………………………………………………74参数计算……………………………………………………74．1弹簧管有关参数的确定………………………………74．2曲柄滑块有关参数的确定……………………………94．3压力表原理误差分析…………………………………114．4游丝应力校核…………………………………………124．5游丝各系数最后确定…………………………………135标准化统计…………………………………………………146工作总结……………………………………………………157附表：公式来源……………………………………

3、………16参考资料……………………………………………17精密机械设计基础课程设计共17页第17页1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：0～0.16MPa（2）外部尺寸：外径：<150mm高度：<50mm接头尺寸：M20×1.5（3）标尺特性：等分度：3.375°标度角：270°分度值：0.002MPa分度数：80（4）精度：1.5（5）测量误差：精密机械设计基础课程设计共17页第17页2方案论证2.1结构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

4、、游丝）2.1.1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原理分析精密机械设计基础课程设计共17页第17页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

5、，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。O灵敏部分-弹簧管p传动放大-曲柄滑块机构传动放大-齿轮传动压力表工作原理框图：弹簧管齿轮传动标尺示数psa(线性转换)(线性传动)(线性刻度)曲柄滑块机构j(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。精密机械设计基础课程设计共17页第17页从0～0.16Mpa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。3　参数选择3.1弹簧管：毛坯外径：

6、　　　　　　毛坯中径：　　　　　　壁厚：　　　　　　　轴比：　　　　　　　　　中心角：材料：　　　　　　　　锡青铜（QSn4－0.3）　泊松比：E=1.127×105MPa如图所示：F＝15mmhh2a2b精密机械设计基础课程设计共17页第17页3.2曲柄滑块机构：相对杆长：　　　　　相对轴偏量：转动范围角：　　　　初始位置角：　　终止位置角：3.3齿轮传动参数的选择：模数：　　　　　　　小齿轮齿数：传动比：3.4标尺指针参数选择：分度尺寸：　　　　短标线长度：长标线长度：　　　　指针与短标线重合长度：指针形状：楔杆形　　　　　　　指针末端宽度：3.5游丝的选择：外径：　　　　　　　内径

7、：圈数：　　　　　　　　　安装角度：宽度比：　　　　　　　　摩擦系数：当量摩擦系数：4　参数的计算4.1弹簧管有关参数的确定。精密机械设计基础课程设计共17页第17页4.1.1弹簧管外型参数的确定：单位:（）项目公式依据计算结果短轴中径长轴中径短轴长轴4.1.2弹簧管末端位移的确定：项目公式依据计算结果⑴径向位移⑵切向位移⑶总位移Ｓ⑷位移方向角⑸附：查表精密机械设计基础课程设计共17页第17页4.2曲柄滑块机构参数的确定其结构简图如