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《精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目:彈簧管壓力表設(shè)計(jì)人員:班級(jí):學(xué)號(hào):指導(dǎo)老師:目錄§⒈設(shè)計(jì)任務(wù)§⒉方案論證2.1結(jié)構(gòu)分析2.2彈簧管工作原理§⒊參數(shù)選擇§⒋參數(shù)計(jì)算§⒌標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)§⒍工作總結(jié)§⒎附表:公式來(lái)源§⒈設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)用于測(cè)量壓力的彈簧管壓力表,其技術(shù)要求如下:1.測(cè)量范圍0~0.25Mpa2.外廓尺寸外徑<150mm高度<50mm接口尺寸:M20′1.5(普通螺紋、外徑20、螺距1.5)3.標(biāo)尺特性等分刻度:(滿(mǎn)程0.25Mpa)5.4°標(biāo)度角:270°分度數(shù):50分度值:(0.005Mpa)4.精度1.
2、5級(jí)5.測(cè)量誤差小于1%§⒉方案論證§2.1結(jié)構(gòu)分析彈簧管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖O靈敏部分-彈簧管p傳動(dòng)放大-齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)放大---曲柄滑塊機(jī)構(gòu)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:靈敏元件(彈簧管):將不便于直接測(cè)量的物理轉(zhuǎn)化成易于直接比較的物理量。本設(shè)計(jì)將彈簧管作為靈敏元件,將不易比較的壓力轉(zhuǎn)化成易于測(cè)量的位移。傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)(曲柄滑塊、齒輪機(jī)構(gòu)):本設(shè)計(jì)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)組成,其目的是為了傳遞或放大位移,改變位移性質(zhì)和得到等分刻度,并且應(yīng)具備一定的保補(bǔ)償性,同時(shí)保持線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。示數(shù)裝置(指針、刻
3、度盤(pán)):其作用是在接受傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)的位移后,這指示出帶測(cè)量的數(shù)值。本設(shè)計(jì)采用指針指示標(biāo)尺刻度。輔助裝置:支承、軸、游絲§2.2彈簧管工作原理彈簧管在內(nèi)壓作用下,任意非圓截面的彈簧管的截面將力圖變?yōu)閳A形。若管子一端固定,在壓力的作用下,自由端將產(chǎn)生位移,直至達(dá)到彈性平衡為止。壓力表中,彈簧管作為靈敏元件,自由端與連桿相連,而連桿又與扇形齒輪后端的柄(曲柄)及彈簧管本身構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu),利用該機(jī)構(gòu)可將自由端的直線位移轉(zhuǎn)換為曲柄的角位移。齒輪機(jī)構(gòu)又將位移放大,并由中心軸帶動(dòng)指針,在標(biāo)尺上顯示出準(zhǔn)確示數(shù),即指示出壓力的大小。將轉(zhuǎn)角
4、放大便與測(cè)量,可提高測(cè)量精度。jspa彈簧管齒輪傳動(dòng)標(biāo)尺示數(shù)(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))壓力表工作原理框圖彈簧管的壓力——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(mǎn)足滿(mǎn)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?!膦硡?shù)的選擇1.主要參數(shù)選擇與計(jì)算毛坯外徑F=10mm毛坯中徑R=33mm壁厚h=0.3mm軸比a/ba/b=4
5、中心角g′′=260°F=10mmhh2a2bg=245°材料錫磷青銅Qsn4-0.3E=1.127′105Mpa泊松比m=0.3g′′RF彈簧管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)加壓后,彈簧管自由端位移s,帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)角度ag-曲柄滑塊機(jī)構(gòu)O’spBj0eDOEabBeDOabD’B’saga0ak相對(duì)桿長(zhǎng)l=4初始位置角ak=9°相對(duì)偏軸量e=1終止位置角a0=-9°轉(zhuǎn)動(dòng)范圍角ag=18°3.齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)模數(shù)m=0.2傳動(dòng)比i12=15小齒輪齒數(shù)Z1=194.標(biāo)尺指針的參數(shù)選擇分度尺寸5.4°長(zhǎng)標(biāo)線長(zhǎng)度10mm短標(biāo)線長(zhǎng)度5mm指
6、針與短標(biāo)線重合長(zhǎng)度2mm指針末端寬度2mm指針形狀楔桿形5.游絲參數(shù)的選擇外徑:D1=25mm內(nèi)徑:D2=5mm圈數(shù):n=10圈寬厚比:u=6安裝角度jjmin=p/2摩擦系數(shù)f=0.2當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.314§⒋參數(shù)計(jì)算1.彈簧管有關(guān)參數(shù)的確定⑴彈簧管外形參數(shù)的確定:(單位:mm)項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果cp(j-h(huán))=pc+2(4c-c)3.3335短軸中徑2b2b=c3.3335長(zhǎng)軸中徑2a2a=4c13.3340短軸2B2B=2b+h3.6335長(zhǎng)軸2A2A=2a+h13.6340⑵彈簧管末端位移的確定:(單位:m
7、m)項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果(g-g')/g0.01056徑向位移Sr0.4956切向位移St1.8055總位移S1.8723位移方向角j15.3502°附:查表C1=0.437C2=0.121g=245°2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)確定在彈簧管壓力表中,利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),把滑塊的位移S轉(zhuǎn)化為曲柄滑塊的角度位移j。項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果曲柄長(zhǎng)度5.9842連桿初算值23.9367偏軸距5.9842連桿初始位置與滑塊運(yùn)動(dòng)方向夾角=arcsin[(e-acosαk)/b’]0.176481.176423.766160.0661理論中心距2
8、9.5146實(shí)際中心距30.447.1436修正后25.4653修正后25.6884扇形角28°(單位:mm)1.壓力表原理誤差分析壓力表彈簧管末端位移與指針轉(zhuǎn)角應(yīng)為線性關(guān)系。由于在測(cè)量環(huán)節(jié)中采用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu),使轉(zhuǎn)角與位移存在非線性誤差,即為原理誤差,應(yīng)加以控制。(單位:mm)an理想值sn實(shí)際值sn