精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).doc

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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