精密机械设计基础课程设计.docx

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1、精密机械设计基础课程设计 精密机械设计基础课程设计说明书 设计题目：弹簧管压力表 设计人员： 班级： 学号： 指导老师： 目录 设计任务 方案论证 21结构分析 22弹簧管工作原理参数选择 参数计算 标准化统计工作总结 附表：公式来源 设计任务 设计一个用于测量压力的弹簧管压力表，其技术要求如下： 1.测量范围00.25Mpa 2.外廓尺寸外径150mm 高度50mm 接口尺寸：M20?1.5（普通螺纹、外径20、螺距1.5） 3.标尺特性 等分刻度：（满程0.25Mpa）5.4? 标度角：270? 分度数：50 分度值：（0.005Mpa） 4.精度 1.5级 5.测量误差小于1% 方案论证

2、 21结构分析 压力表概述：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： 灵敏元件（弹簧管）：将不便于直接测量的物理转化成易于直接比较的物理量。本设计将弹簧管作为灵敏元件，将不易比较的压力转化成易于测量的位移。 传动放大机构（曲柄滑块、齿轮机构）：本设计由曲柄滑块机构和齿轮机构组成，其目的是为了传递或放大位移，改变位移性质和得到等分刻度，并且应具备一定的保补偿性，同时保持线性对应关系。 示数装置（指针、刻度盘）：其作用是在接受传动放大机构的位移后，这指示出带测量的数值。本设计采用指针指示标尺刻度。 辅助装置：支承、轴、游丝 22弹簧管工作原理 弹簧管在内压作用下，任意非圆截面的弹

3、簧管的截面将力图变为圆形。若管子一端固定，在压力的作用下，自由端将产生位移，直至达到弹性平衡为止。压力表中，弹簧管作为灵敏元件，自由端与连杆相连，而连杆又与扇形齿轮后端的柄（曲柄）及弹簧管本身构成曲柄滑块机构，利用该机构可将自由端的直线位移 转换为曲柄的角位移。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，即指示出压力的大小。将转角放大便与测量，可提高测量精度。 压力表工作原理框图 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00.25

4、Mpa 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。 参数的选择 1主要参数选择与计算 毛坯外径 10mm 毛坯中径 R 33mm 壁 厚 h 0.3mm 轴比a/b a/b 4 中 心 角 260? 245? 材 料 锡磷青铜Qsn4-0.3 E 1.127?105Mpa 泊 松 比 0.3 2曲柄滑块机构 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 相对杆长 =4 初始位置角 k 9? 相对偏轴量 =1 终止位置角 0 = -9? 转动范围角 g =18? 3齿轮转动参数 弹簧管结构简图 模数m=0.2 传动比i12=15 小齿轮齿数Z1=19

5、 4标尺指针的参数选择 分度尺寸 5.4? 长标线长度10mm 短标线长度5mm 指针与短标线重合长度2mm 指针末端宽度2mm 指针形状楔杆形 5游丝参数的选择 外径：D1=25mm 内径：D2=5mm 圈数：n=10圈 宽厚比：u=6 安装角度?min = 2 摩擦系数 f = 0.2 当量摩擦系数f v= 0.314 参数计算 1弹簧管有关参数的确定 弹簧管外形参数的确定： mm） 项目公式依据计算结果 (?h)= 2(4) 3.3335 短轴中径2b2b= 3.3335 长轴中径2a2a=413.3340 短轴2B2B=2bh 3.6335 弹簧管末端位移的确定： 附：查表C10.437 C20.121 245? 2曲柄滑块机构的参数确定 在弹簧管压力表中，利用曲柄滑块机构，把滑块的位移S转化为曲柄滑块的角度位移?。