天津大學(xué)課程設(shè)計(jì)彈簧管壓力表設(shè)計(jì)報(bào)告完整版

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1、成績(jī)：《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書壓力表設(shè)計(jì)學(xué)院精密儀器與光電子工程學(xué)院專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器年級(jí)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)同組人年月日第18頁(yè)共18頁(yè)目錄一.設(shè)計(jì)任務(wù)概述1.課程設(shè)計(jì)的目的2.彈簧管壓力表的設(shè)計(jì)任務(wù)要求3.技術(shù)指標(biāo)二.彈簧管壓力表概述1.壓力表的組成2.工作原理三.參數(shù)選擇計(jì)算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)算四.所繪制零件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明五.標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)六.課程設(shè)計(jì)總結(jié)七.參考文獻(xiàn)第18頁(yè)共18頁(yè)一.設(shè)計(jì)任務(wù)概述1.課程設(shè)計(jì)的目的(1).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

2、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。(2).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(3).設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意以下內(nèi)容：1）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）(4).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)

3、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。2.壓力表設(shè)計(jì)任務(wù)要求(1).總裝配圖一張(2).一張相關(guān)零件圖（3號(hào)或4號(hào)圖）第18頁(yè)共18頁(yè)(3).設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份3.技術(shù)指標(biāo)(1).測(cè)量范圍0～0.25Mpa(2).外廓尺寸外徑<150mm高度<50mm(3).接口尺寸M20×1.5（普通螺紋、外徑20、螺距1.5）(4).標(biāo)尺等分刻度（滿程0.25Mpa）標(biāo)度角270°、分度數(shù)50（格）、分度值（0.005Mpa）(5).精度1.5級(jí)二.彈簧管壓力表概述1.壓力表的組成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

4、塊、齒輪機(jī)構(gòu)）示數(shù)部分（指針、刻度盤）輔助部分（支承、軸、游絲）2.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。第18頁(yè)共18頁(yè)傳動(dòng)放大-曲柄滑塊機(jī)構(gòu)靈敏部分-彈簧管O傳動(dòng)放大-齒輪傳動(dòng)p壓力表工作原理框圖彈簧管齒輪傳動(dòng)標(biāo)尺示數(shù)psa(線性轉(zhuǎn)換)(線性傳動(dòng))(線性刻度)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)j(近似線性傳動(dòng))彈簧管的壓力－位移是線性關(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

5、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0～0.25Mpa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。三.參數(shù)選擇計(jì)算第18頁(yè)共18頁(yè)1.彈簧管的設(shè)計(jì)計(jì)算(1).彈簧管的工作原理彈簧管在內(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dg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dj，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

6、位移，直至彈性平衡為止。OO’xxefkie’f’k’i’dgdg-djdjdd(2).末端位移計(jì)算第18頁(yè)共18頁(yè)1）彈簧管中心角變化與作用壓力之間的關(guān)系注：g和g’－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m－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tR0g0Orsrdpfsstsf連桿方向2）位移切向分量St第18頁(yè)共18頁(yè)3）位移徑向（法向）分量Sr4）自由端位移S5）位移與切向分量夾角d根據(jù)設(shè)計(jì)要求，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F＝15mm中徑R

7、＝50mm壁厚h＝0.3mm中心角g′′＝240°材料錫磷青銅Qsn4-0.3E＝1.127′105Mpam＝0.3第18頁(yè)共18頁(yè)彈簧管截面與軸比a/b＝4查表得C1=0.437C2=0.121根據(jù)彈簧管外徑不變可得a＝10.10，b＝2.52g=g′′-10°-5°=225°p=0.25MPa經(jīng)計(jì)算得1)(g-g’)/g=0.0192)St=4.43mm3)Sr=1.63mm4)S=4.72mm5)d=20.2°2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算選參數(shù)：i齒=15,ag=18°e=1、l=4a0＝ae－ag/2ak＝ae＋ag