課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)壓力表完整版

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 壓力表完整精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)人員：班 級(jí) :指導(dǎo)教師：河北工業(yè)大學(xué)測(cè)控系202101-03目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù) 32 方案論證 42。2 原理分析 42.3 國(guó)內(nèi)外典型儀表現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)3 參數(shù)選擇 63.1 彈簧管 63.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 73。3 齒輪傳動(dòng)參數(shù)的選擇 73.4 標(biāo)尺指針參數(shù)選擇 73。5 游絲的選擇 74 參數(shù)的計(jì)算 74。1 彈簧管有關(guān)參數(shù)的確定。 84.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定 94。4 游絲應(yīng)力校核 114.5 游絲各系數(shù)最后確定 134.6 總體方案設(shè)計(jì) 135 標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì) 146 所繪制零件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明 14146.

2、1 按儀表特性的要求確定零件尺寸6。2 按標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范確定零件尺寸 146。3 由材料規(guī)格確定 156。4 由空間結(jié)構(gòu)確定 156。5 類比 157 工作總結(jié) 158 公式來(lái)源 17參考資料 171設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一用于測(cè)壓力的彈簧管壓力表，其要求如下(1 )測(cè)量范圍：00.16MPa(2)外部尺寸：外徑：<150mm高度:<50mm接頭尺寸:M20X 1。5(3)標(biāo)尺特性:等分度：6.75 °標(biāo)度角：270°分度值:0。004MPa分度數(shù)：40(4 )精度：1.5級(jí)(5)測(cè)量誤差：5=0.004MPa(20±5)C2方案論證2.1結(jié)構(gòu)概述彈簧管壓力表是一種

3、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） 輔助部分（支承、軸、游絲）靈敏元件：將不便測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換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， 將不易于比較的壓力轉(zhuǎn)換 為易于測(cè)量的位移.2.1。2傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)：本設(shè)計(jì)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 組成.目的在于傳遞或放大位移，改變位移性質(zhì)和得到等分刻度 并且應(yīng)具有一定的補(bǔ)償特性，同時(shí)儀表有較好的線性特性.2。1.3示數(shù)裝置：其作用是在接受傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)的位移后，指 示出待測(cè)量的數(shù)值.本設(shè)計(jì)采用指針指示標(biāo)尺刻度.2。2原理分析作為靈敏元件的彈簧管可以把氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

4、管末端的位移，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)量精度靈敏部分傳動(dòng)放大-齒輪傳動(dòng)/ " 1 傳動(dòng)放大-曲柄滑塊機(jī)壓力表工作原理框圖:（線性轉(zhuǎn)換）（近似線性傳動(dòng)）（線性傳動(dòng)）（線性刻度）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00。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。2。3國(guó)內(nèi)外典型儀表現(xiàn)狀及發(fā)展趨

5、勢(shì)我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)正在迎來(lái)高速發(fā)展的黃金時(shí)期。盡管總體規(guī)模不大，但由于對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)特殊的拉動(dòng)作用和倍增效應(yīng)，發(fā)展儀器儀表早已被置于重要地位；而其廣闊的市場(chǎng)前景，正吸引越來(lái) 越多的資本涌入。儀器儀表行業(yè)屬技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性不言而喻。長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)儀器儀表在中高端的創(chuàng)新能力 一直差強(qiáng)人意，常常受制于國(guó)外專利 .在中國(guó)市場(chǎng)必然更深更廣 地向國(guó)際開(kāi)放的情況下，有關(guān)“自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)”的呼聲日益高漲.3參數(shù)選擇3.1彈簧管：毛坯外徑：毛坯中徑：壁厚：軸比：中心角：材料:泊松比：E=1。127X 105MPa15mmR 50mm h 0.3mmY” =270°錫青銅(QSn4 0.3 )

6、0.3如圖所示:轉(zhuǎn)動(dòng)范圍角:p 18初始位置角:終止位置角:3。3齒輪傳動(dòng)參數(shù)的選擇:模數(shù)：m=Q 3小齒輪齒數(shù):20傳動(dòng)比：i21153.4標(biāo)尺指針參數(shù)選擇:分度尺寸:6.75短標(biāo)線長(zhǎng)度：5mm長(zhǎng)標(biāo)線長(zhǎng)度：10mm指針與短標(biāo)線重合長(zhǎng)度：2mm指針形狀：楔桿形指針末端寬度:2mm3.5游絲的選擇:夕卜徑：D118.5mm內(nèi)徑：D25mm圈數(shù)：n 10安裝角度:寬度比： 6摩擦系數(shù):0.2當(dāng)量摩擦系數(shù):v 0.3144參數(shù)的計(jì)算4.1彈簧管有關(guān)參數(shù)的確定.4.1 o 1彈簧管外型參數(shù)的確定單位：（mm）項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果x(2b x, 2a 4x)( h) x 2(4x x)5.000短軸中徑

7、2b x5.000長(zhǎng)軸中徑2a 4x20.000短軸2B 2b h5.300長(zhǎng)軸2A 2a h20.3004.1 o 2彈簧管末端位移的確定:項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果1'1 2R2G b2P E2 1 a2E Rhabh C22a0o 012徑向位移1 Sr R 1 cos0o 805切向位移1 St Rsin3o182總位移S s Jsr2 s23o 282位移方向角arcta nSt14o 197°4。2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如右圖所示中心距計(jì)算圖:StSBOccO項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果曲柄長(zhǎng)度s a10。486mm.j 22 r 22sin k sin = Qcos

8、 .Jcos k連桿初算值b' a41。944mm偏移距e a10.486mm連桿初始位置與滑塊運(yùn)動(dòng)夾角,.a cos k e'arcs inb''0.176590k'81.176oc' pa2b'2 2ab'cos 541.645mm790sin 1 c'61.219 °理論中心距A Jr2 c' 22 Rc' cos 741.2143mm實(shí)際中心距A叫1248。000mmRcos e9 arccosA51。 881°修正后c J A2 R2 2ARcos 942.92mm修正后b J

9、a2 c2 2accos743.266mm扇形角V#= p 125/2個(gè)齒的度數(shù)27.5 o/ BOD/ BOD+arccos (e/c)84.859 °4.3壓力表原理誤差分析Sn一Sk理想值實(shí)際值原理誤差原理誤差相對(duì)Sn' a sin n sin2a；2cos n2絕對(duì)值|& Sn'值|5&|/Sn2.91682.91820.00140.048/2.55222.55410.00190.075/2.18762.18880.00120.055/1.82331.82300.00030.017/11.45841.45700.00140.096/31.093

10、81.09120.00260.357/50.72920.72610.00310.425/70.36460.36220.00240.658/94。4游絲應(yīng)力校核項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果R m軸 m帽 m游絲m指針mvg0.063NP2 m扇形齒輪m齒輪中心軸0.050N豎直放Mfz1Mfz1 - fvP1d fv0.314251.97 10 NmMfz21Mfz2 - fvP2d251.57 10 NmMfz1 1Mfz Mfz1 Mfz2 (0.9)i52.08 10 Nm水平放Mfz1Mfzi iRf執(zhí)叫3di2 d； f 0.22.18 10 5NmMfz2Mfz2 3 p2 f di2 d2

11、23di2 d；1.73 10 5NmMfz1 iMfz Mfz1 Mfz2一1 齒 212152.30 10 NmMfzMax ( Mf z豎直，Mfz水平)52.30 10 NmMmin/c、kMf z k 2.5M min"門彳1 k0.17.67 10 5NmMmaxM maxM min4M minmin3.07 10 4Nm初定游絲長(zhǎng)Ln D12311.018mm初定游絲厚 h 4i'12LM min e 1.1 105MPaE min0.14mm初定游絲寬(11) bh0.84mm最大應(yīng)力maxa q6M maxl丄乙丿max2bh111.9MPa許用應(yīng)力bb b

12、 549MPabs s 3183MPa結(jié)論：因?yàn)閙ax,因此各參數(shù)選擇計(jì)算合理4. 5游絲各系數(shù)最后確定項(xiàng)目公式依據(jù)計(jì)算結(jié)果游絲長(zhǎng)度O L Ebh min12M min432mm游絲圈數(shù)圍n2LDi D2圈間距(15) a D1 D22n1.5mm游絲個(gè)數(shù)(16) k - k 3 h個(gè)4. 6總體方案設(shè)計(jì)壓力表是工業(yè)常用的測(cè)量氣體壓力的儀器，在工業(yè)生產(chǎn)中具有舉足重輕的作用.在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)壓力表的要求非常嚴(yán)格，要求有足夠的精度，靈敏度，并要求安全可靠.同時(shí)根據(jù)不同的工作 任務(wù)和條件，對(duì)壓力表提出特殊要求，如耐高溫，抗震，防潮，防 塵等.本設(shè)計(jì)要求為普通工業(yè)氣體壓力表， 我們的設(shè)計(jì)方案為彈簧管 壓

13、力表,它具有靈敏度高，造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，易于 加工和制造及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)以上設(shè)計(jì)和計(jì)算表明，該方 案基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，完成了規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù).同時(shí)，本設(shè)計(jì)也存在一些不足， 對(duì)工作環(huán)境及測(cè)量氣體均無(wú)具體 要求，沒(méi)有考慮它們對(duì)壓力表的影響.另外 ，環(huán)境的溫度，濕度 及氣體對(duì)壓力表的腐蝕都可能降低其精密度.5標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)國(guó)標(biāo)代號(hào)零件名稱數(shù)量材料GB/T67-2000開(kāi)槽盤頭螺釘M35H62GB/T68-2000開(kāi)槽沉頭螺釘M32H62GB/T6170- 2000臺(tái)螺母M51HPb59-1GB/T9712000平墊圈M35H62GB46封鉛1Pb-6GB/T119.1 2000圓柱銷M

14、3135標(biāo)準(zhǔn)件總數(shù)：零件總數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)化率:6所繪制零件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明6.1按儀表特性的要求確定零件尺寸如彈簧管2a、2b、h、Y、R曲柄滑塊機(jī)構(gòu)a、b、e、齒輪 i、z1、z2、m6.2按標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范確定零件尺寸（1）標(biāo)準(zhǔn)尺寸（有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范）如螺紋、錐度、倒角、直徑、m（2）標(biāo)準(zhǔn)件（標(biāo)準(zhǔn)件越多，設(shè)計(jì)越好）銷釘、螺釘、螺母、墊圈、軸承；游絲也有標(biāo)準(zhǔn)但本設(shè)計(jì)里 標(biāo)準(zhǔn)游絲不合適，需自行設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)游絲。6.3由材料規(guī)格確定如彈簧管的毛坯外圓（圓管材），即查材料規(guī)格;（卡玻璃的）鋼絲直徑、外殼鐵板厚度、夾板厚度，均需查手冊(cè) , 或參考樣表。6。4 由空間結(jié)構(gòu)確定（1）安排尺寸 （ 軸向）如中心輪安裝指針

15、的軸的長(zhǎng)度 , 需按軸向安排尺寸確定，玻 璃、上夾板、下夾板、殼（2）零件結(jié)構(gòu)尺寸 計(jì)算的是特性尺寸，具體零件結(jié)構(gòu)尺寸自行設(shè)計(jì)。（ 3）足夠的運(yùn)動(dòng)空間（平面 ）如表盤螺釘不得妨礙指針運(yùn)動(dòng)； 夾板柱不得妨礙扇形齒輪運(yùn) 動(dòng)；曲柄滑塊不得碰殼；機(jī)芯應(yīng)能入殼等。6.5 類比指針長(zhǎng)度、刻度板刻線長(zhǎng)度、扇形輪形狀等 ; 拆表時(shí)應(yīng)多測(cè)量 樣表的尺寸為設(shè)計(jì)提供參考；參考教材中有關(guān)示數(shù)裝置的內(nèi)容。 7 工作總結(jié)在近三周的課程設(shè)計(jì)中， 我將機(jī)械零件與制圖等課程有機(jī)結(jié)合 起來(lái) ,設(shè)計(jì)了一款彈簧管壓力表， 完成了草圖一張， 裝配圖一張， 零件圖兩張，CAD裝配圖一張，手寫說(shuō)明書(shū)一份，電子版說(shuō)明書(shū) 一份。從無(wú)到有， 一

16、絲一母都是獨(dú)立查表 ,設(shè)計(jì)來(lái)完成 , 親自感受著一 個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程 . 通過(guò)課程設(shè)計(jì) , 提高了自己的綜合能力和獨(dú) 立完成工作的能力 , 并初步掌握了機(jī)械儀表的設(shè)計(jì)方法和初步樹(shù) 立正確的設(shè)計(jì)思想 . 學(xué)會(huì)了在困難面前努力堅(jiān)持下去，用耐心用堅(jiān)持，用對(duì)這門課、這件事的熱愛(ài)去戰(zhàn)勝困難，千方百計(jì)的構(gòu) 想出解決問(wèn)題的辦法。雖然已經(jīng)付出了很多努力，但是我知道由于我的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不 足，以及缺乏實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，所以我的設(shè)計(jì)可能還會(huì)有很多有待 改進(jìn)的地方，在今后的學(xué)習(xí)中我會(huì)注意彌補(bǔ)知識(shí)的空缺，對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷修正，也衷心希望老師和同學(xué)們對(duì)本設(shè)計(jì)的不足 之處進(jìn)行批評(píng)指正.三周的課程設(shè)計(jì)，不短也不長(zhǎng)，和老師同學(xué)們朝夕相處的每一 天中相互學(xué)習(xí)，討論設(shè)計(jì)方案，也是本次課程設(shè)計(jì)中很大的收獲. 在此向?yàn)槲姨峁椭睦蠋熀屯瑢W(xué)致謝！學(xué)習(xí)仍在路上，課設(shè)教會(huì)我們的遠(yuǎn)不止課設(shè)本身，學(xué)以致用， 于是我們可以更好地前行。附表：8公式