彈簧管壓力表原理

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1、壓力表課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容?1壓力表課程設(shè)計(jì)要求?2壓力表設(shè)計(jì)計(jì)算1、壓力表概述2、測(cè)量環(huán)節(jié)參數(shù)的選擇與計(jì)算3、游絲設(shè)計(jì)4、零件尺寸的確定?3課程設(shè)計(jì)報(bào)告?4其它目的鞏固、實(shí)踐課堂講過(guò)的知識(shí)本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容（任務(wù)）：本次課程設(shè)計(jì)就是把學(xué)過(guò)的知識(shí)應(yīng)用到機(jī)械儀表的設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)同學(xué)從整體上分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。并進(jìn)一步加深對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)的理解、鞏固。?1壓力表課程設(shè)計(jì)要求壓力表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的掌握正確的設(shè)計(jì)思想。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使同學(xué)掌握儀表的設(shè)計(jì)思路。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，一般其主要過(guò)程為：（接受）設(shè)計(jì)任務(wù)－（擬定）設(shè)計(jì)方案－設(shè)計(jì)計(jì)算－繪制裝配圖－繪制零件圖設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意以下內(nèi)容：1）

2、滿足使用要求（功能、可靠性及精度要求）2）注意工藝性（結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性，外觀要求）目的熟悉有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)設(shè)計(jì)中涉及到的零件材料、結(jié)構(gòu)等，均需按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇；零件的尺寸、公差等亦應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；制圖也要符合一定的規(guī)范。因此在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中要求同學(xué)學(xué)習(xí)、掌握查閱標(biāo)準(zhǔn)及使用手冊(cè)的能力。壓力表設(shè)計(jì)的技術(shù)要求測(cè)量范圍0～0.16Mpa外廓尺寸外徑<150mm高度<55mm接口M20?1.5（普通螺紋、外徑20、螺距1.5）標(biāo)尺等分刻度（滿程0.16Mpa）標(biāo)度角270?、分度數(shù)80（格）、分度值（0.02Mpa）精度1.5級(jí)270?00.160.02壓力表設(shè)計(jì)任務(wù)

3、要求設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)兩張相關(guān)零件圖（3號(hào)或4號(hào)圖）壓力表三維模型（Pro-E）、爆炸圖壓力表概述彈簧管壓力表是一種用來(lái)測(cè)量氣體壓力的儀表。壓力表的組成：靈敏部分（彈簧管）傳動(dòng)放大部分（曲柄滑塊、齒輪機(jī)構(gòu)）示數(shù)部分（指針、刻度盤(pán)）輔助部分（支承、軸、游絲）?2壓力表設(shè)計(jì)計(jì)算工作原理作為靈敏元件的彈簧管可以把氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)楣苣┒说奈灰?，通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將此位移轉(zhuǎn)變?yōu)榍霓D(zhuǎn)角，然后通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)將曲柄轉(zhuǎn)角放大，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，從而指示壓力的大小。將轉(zhuǎn)角放大便于測(cè)量，可以提高測(cè)量精度。O靈敏部分-彈簧管p傳動(dòng)放大-曲柄滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)放大-齒輪傳動(dòng)壓力表工作原理框圖彈簧管的壓力－位移是線

4、性關(guān)系，但彈簧管本身的工藝問(wèn)題（如材料、加工等）會(huì)造成一些線性誤差，彈簧管形狀的不直、不均勻也會(huì)導(dǎo)致非線性誤差。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以補(bǔ)償彈簧管的線性及非線性誤差。從0～0.16Mpa調(diào)整滿足滿刻度精度為線性誤差調(diào)整，中間部分不均勻調(diào)整為非線性誤差調(diào)整。注：參考趙英老師的網(wǎng)絡(luò)錄像。彈簧管齒輪傳動(dòng)標(biāo)尺示數(shù)ps?(線性轉(zhuǎn)換)(線性傳動(dòng))(線性刻度)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)?(近似線性傳動(dòng))本次壓力表課程設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1）彈簧管：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、末端位移計(jì)算2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3）齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算4）游絲：參數(shù)計(jì)算壓力表概述-end測(cè)量環(huán)節(jié)參數(shù)的選擇和計(jì)算一、彈簧管

5、設(shè)計(jì)計(jì)算二、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算三、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算四、原理誤差計(jì)算彈簧管原理（參閱教材p352）彈簧管在內(nèi)壓力的作用下，任意非圓截面的彈簧管的截面將力圖變?yōu)閳A形。從管子中截取中心角為d?的一小段。通入壓力p后，管截面力圖變圓，中性層x－x以外各層被拉伸（如ef?e’f’），以內(nèi)各層被壓縮（如ki?k’i’）。材料產(chǎn)生彈性恢復(fù)力矩，力圖恢復(fù)各層原來(lái)長(zhǎng)度，從而迫使截面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角d?，使管子中心角減小，曲率半徑增大。若管子一端固定，自由端便產(chǎn)生位移，直至彈性平衡為止。OO’xxefkie’f’k’i’d?d?-d?d??彈簧管末端位移計(jì)算1）彈簧管中心角變化與作用壓力

6、之間的關(guān)系?和?’－彈簧管變形前、后的中心角R－彈簧管中性層初始曲率半徑h－管壁厚度a和b－橫截面中性層長(zhǎng)軸半徑和短軸半徑E和?－材料的彈性模量和泊松比C1和C2－與a/b有關(guān)的系數(shù)，查表取之R0?0Ortsr?p?ssts?連桿方向彈簧管2）位移切向分量st3）位移徑向（法向）分量sr4）自由端位移s5）位移與切向分量夾角?R0?0Ortsr?p?ssts?連桿方向彈簧管彈簧管參數(shù)選擇與計(jì)算按照現(xiàn)有的彈簧產(chǎn)品規(guī)格，選定尺寸參數(shù)如下的彈簧管：毛坯外徑?＝15mm中徑R＝50mm壁厚h＝0.3mm中心角?′′＝265?（參考）材料錫磷青銅Qsn4-0.3E＝1.127?

7、105Mpa?＝0.3?′′R?彈簧管彈簧管參數(shù)選擇與計(jì)算1）安全系數(shù)npj：比例極限壓力pg：工作壓力（應(yīng)小于pj）2）彈簧管截面與軸比a/b已知毛坯：?＝15mm，h＝0.3mm選用扁圓形彈簧管，a=？b=？a/b?，靈敏度?，但pj?，建議a/b＝4提示：圓形毛坯壓扁后中性層尺寸不變；?＝15mmhh2a2b彈簧管3）中心角?設(shè)則有??????s?通常取?＝200?～270?。建議：（結(jié)構(gòu)中心角）?′′=265?另插入接口10?～15?自由端壓扁4?～6?則實(shí)際參加變形的中心角：?=?′′-10?-5?=250?彈簧管4）彈簧管中徑R＝50mm