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成绩:《精密机械设计》课程设计阐明书压力表设计学院精密仪器与光电子工程学院专业一测控技术与仪器年级_______________________________班级_______________________________姓名_______________________________学号_______________________________同组人3Sr=
1.63mm4S=
4.72mm58=
20.2°.曲柄滑块机构构造设计计算2选参数齿i=15,Olg=18九S=1v=4ao=ae-ag/2ak=ae+ag/2对于、九的曲线有e=1=4ae=0a0=-ag/2=-9°ak=ag/2=9°计算曲柄长度1a2J/=-=sin a-sin a+A-cos a-^2-^22-coscr-^2ao最大位移,上式中Smax afOik计算连杆长度和偏距2b e连杆长偏距b=Xa e=ca连杆初始位置与弹簧管末端位移夹角|3b sbsin=e-acosOlk经计算得:)2b=
60.4mm e=
15.1mm)30=
0.18°齿轮传动构造构造参数计算
3.初定齿轮中心距,(根据曲柄滑块机构参数计算)A)求(过渡量)中1C AOBD+()c=J22-2abeos NODBT—()ZODB=180a-90°-°k_%+=90求中2A AO,BO,,4=J2+2—2R NO5OR CC COS—NO3O=905—arcsine/c经计算得1C,=
59.97mm2A,=
51.71mm选定原则中心距即前述齿3A2i由验算得时与最靠近m=
0.3Zi=21A AA=mZ1+z/2Z=Z,-i]19]经计算A=
50.4mm Z2=315dai=
6.9mm da2=
95.1mmdi=
6.3mm d2=
94.5mmdfi=
5.5mm df2=
93.7mm扇形齿轮扇形角4扇=齿对应中心角591+25%+2X2=
27.1°修正连杆长度5b1求c变化c,AOBO,中c=yjR2+A2-2RA cosABO0Reos3=Acos{ABOO-6+e求中2b AOBDb=yja2+c2-2accos/BODZBOD=a+arccose/ck经计算得c=
58.4mm b=
58.7mm原理误差6g二%一p^s对应曲柄转角的理想位移~一对应曲柄转角的实际位移s J=”sin a-sin a+a^A2--^2--cos a-s1COSCKn Q0n原理误差△=〃一%为合格xlOO%«A1%cmax非线性度校验曲柄每转过进行一次误差计算2绝对值相对值序号计算点理想值实际值SnSn-Sn Sn-Sil|/Smaxa nSn1-9°00002-7°
0.
524980.
521810.
003170.067%3-5°
1.
049961.
045960.
004000.085%4-3°
1.
574941.
571770.
003170.067%5-r
2.
099922.
098560.
001360.029%61°
2.
624892.
625670.
000780.017%73°
3.
149873.
12470.
002600.055%85°
3.
674853.
678330.
003480.073%97°
4.
199834.
202640.
002810.059%109°
4.
724814.7248100%△经验证合格W1%.游丝设计4选定参数⑴工作角度最小工作转角和=兀/2-M1=Mmin最大工作转角兀q2=2⑵工作圈数n=9宽厚比3u=6外径4D135mm内径D26mm标尺、指针参数5短轴线长度5mm长轴线长度10mm指针与标线重叠长度2mm指针形状楔杆形指针末端宽度2mm材料锡青铜QSn4-3E=
1.2x105Mpa强度极限Ob=600Mpa安全系数S=3[Qb]=Qb/S=200Mpa计算)中心小齿轮的计算一取两者中大者参与后序计算1Mfz1*压力表立放,轴水平()f=
0.2Fr=
0.063N d=2mm于fv=\57*压力表平放,轴立()d2=
1.1di Fa=
0.063)扇形齿轮的计算2Mfz2(计算环节同上,并取大者)(把中换成换成1Fr
0.056,Fa)
0.056经计算立放Mfzi=
1.98X IO-
5.N m平放Mfzi=
1.32XW-5^.m立放5N-mMfz2=
1.76X I平放15N♦mMfz2=
1.17X分别取中的最大者(立放时)MfZl Mfz23M/z・i2i=1/15n=09得Mfz=
31.28Xi05N.m最小力矩的计算3MminKM0M.=Jmin1-0AKk=
2.5经计算得”仁加Mmin=104X1初定长度1厚度整至IJ
0.01/z=4b=u・h宽度由圆整后的计算3h校核应力4陷皿=%=%-=4Mminbmax6经计算得L=
579.6mm h=
0.28mm b=
1.7mm)几何尺寸计算4b=184MPa[Qb]=200MPa因此满足规定)最终确定、、(圈间距)■圆整后的、5L na bh2L Q=3n=2n乃+2■同步盘绕游丝个数一取整KK=a/h经计算得L=
579.6mm n=9a=
1.6mm.所绘制零件构造参数设计阐明U!K=
3.73=4如弹簧管、2av2b hvR曲柄滑块机构a、bv e、aO\ak)按仪表特性的规定确定零件尺寸1齿轮、、i Z1v Z2m)按原则化规范确定零件尺寸2()原则尺寸(有关原则、规范)1如螺纹、锥度、倒角、直径、m()原则件(原则件越多,设计越好)2销钉、螺钉、螺母、垫圈、轴承;游丝亦有原则,但本设计里原则游丝不合适,需自行设计非原则游丝)由材料规格确定3如弹簧管的毛坯外圆(圆管材),即查材料规格;(卡玻璃的)钢丝直径、外壳铁板厚度、夹板厚度,均需查手册,或参照样机)由空间构造确定4()安排尺寸(轴向)1如中心轮安装指针的轴的长度,需按轴向安排尺寸确定,玻璃一上夹板一下夹板一壳……()零件构造尺寸2计算的是特性尺寸,详细零件构造尺寸自行设计足够的运动空间(平面)如表盘螺钉不得阻碍指针运动;夹板柱不得阻碍运动件;曲柄滑块机构不得碰壳;机芯应能入壳等)类比5指针长度、刻度盘刻线长度、扇形轮形状等;拆表时应多测量样机的尺寸为设计提供参照;参照教材中有关示数装置的内容五.原则化记录零件名称数量材料国标代号开槽盘头螺钉M36H62GB/T67-2023开槽沉头螺钉M63H62GB/T68-2023垫圈16H62GB/T
97.1-2023垫圈21H62GB/T
97.1-2023封铅1Pb-6GB469-84圆锥销1X61HPb59-1GB/T117-2023原则件总数18零件总数44原则化率六.课程设计总结
40.9%压力表是工业中常用的测量气体压力的仪表,在工业生产中具有举足轻重的地位在实际应用规定中十分严格规定有足够的精度、敏捷度,并规定安全可靠,同步根据不一样的工作任务和条件,对压力表应提出特殊的规定,如耐高温、抗震、防潮、防尘等本设计规定为一般工业气体压力表我们设计的方案为弹簧管压力表,它具有高敏捷度、低造价、构造简朴、传动平稳、易于加工等特点,很适合作为初学者学习,通过以上设计及计算表明,该方案基本上到达了设计的规定,完毕了所规定的任务同步方案也存在局限性之处,对工作环境及测量气体均无详细的规定此外,外界环境的温度、湿度和测量气体对压力表的腐蚀都也许使压力表精度减少这三个星期的设计实践,使我把学过的知识应用到机械仪表的设对学过的知识的理解、使我学习、掌握查阅原则及使用手册的计中,培养了我从整体上分析问题、处理问题的能力并深入加深了能力,深入熟悉了精密机械设计的有关规定,复习了工程制图的某些基本内容和细节,认真的计算了各个参数,通过不停的修改,努力的完毕了设计任务,同步培养了我刻苦认真的品质在此期间,也得到了老师和同学们的诸多协助,体会到了团结的力量目录一.设计任务概述.课程设计的目的
1.弹簧管压力表的设计任务规定
2.技术指标3二.弹簧管压力表概述.压力表的构成
1.工作原理2三.参数选择计算弹簧管构造设计计算、末端位移计算
1.曲柄滑块机构构造设计计算
2.齿轮传动构造构造参数计算
3.游丝参数计算
4.所绘制零件构造参数设计阐明U!五.原则化记录六.课程设计总结七.参照文献七.参照文献庞振基、黄其胜主编,《精密机械设计》,机械工业出版社何贡主编,《互换性与测量技术》,中国计量出版社庞振基、张弼光主编,《仪表零件及机构》,天津大学出版社高魁明主编,《热工测量仪表》,冶金工业出版社陈文贤主编,《仪器仪表构造设计手册》,哈尔滨工业大学出版社《精密机械零件手册》,天津大学出版社一.设计任务概述⑴■巩、实践课堂讲过的知识.课程设计的目的1本课程设计的内容(任务)本次课程设计就是把学过的知识应用到机械仪表的设计中,培养同学从整体上分析问题、处理问题的能力并深入加深对学过的知识的理解、巩().掌握对的的设计思想2通过课程设计使同学掌握仪表的设计思绪机械产品设计,一般其重要过程为(接受)设计任务一(确定)设计方案一设计计算一绘制装配图一绘制零件图().设计过程中需注意如下内容3)满足使用规定(功能、可靠性及精度规定)1)注意工艺性(构造合理、简朴,经济性,外观规定)2().熟悉有关规范、原则、手册4设计中波及到的零件材料、构造等,均需按照有关原则选择;零件的尺寸、公差等亦应符合有关原则;制图也要符合一定的规范因此在课程设计过程中规定同学学习、掌握查阅原则及使用手册的能力.压力表设计任务规定2()总装配图一张
1.().一张有关零件图(号或号图)234().设计阐明书一份
3.技术指标3⑴.测量范围0〜
0.25Mpa()外廓尺寸外径高度
2.v150mm v50mm().接口尺寸(一般螺纹、外径、螺距)3M20X
1.
5201.5⑷标尺等分刻度(满程)
0.25Mpa标度角、分度数(格)、27050分度值()
0.005Mpa⑸・精度
1.5级二.弹簧管压力表概述.压力表的构成1弹簧管压力表是一种用来测量气体压力的仪表压力表的构成敏捷部分(弹簧管)传动放大部分(曲柄滑块、齿轮机构)示数部分(指针、刻度盘)辅助部分(支承、轴、游丝).工作原理2作为敏捷元件的弹簧管可以把气体压力转变为管末端的位移,通过曲柄滑块机构将此位移转变为曲柄的转角,然后通过齿轮机构将曲柄转角放大,带动指针偏转,从而指示压力的大小将转角放大便于测量,可以提高测量精度压力表工作原理框图(线性转换)(近似线性传动)(线性传动)(线性刻度)弹簧管的压力一位移是线性关系,但弹簧管自身的工艺问题(如材料、加工等)会导致某些线性误差,弹簧管形状的不直、不均匀也会导致非线性误差曲柄滑块机构可以赔偿弹簧管的线性及非线性误差从调整满足满刻度精度为线性误差调整,中间部分〜
0.25Mpa不均匀调整为非线性误差调整三.参数选择计算.弹簧管的设计计算1().弹簧管的工作原理弹簧管在内压力的作用下,任意非圆截面的弹簧1管的截面将力图变为形从管子中截取中心角为由的一小段通入压力后,管截面力图变p,中性层x-x以外各层被拉伸(如ef^e V),以内各层被压缩(如ki-k,)材料产生弹性恢复力矩,力图恢复各层本来长V o度,从而迫使截面产生旋转角(使管子中心角减小,曲率半径增大若d p,管子一端固定,自由端便产生位移,直至弹性平衡为止()末端位移计算
2.弹簧管中心角变化与作用压力之间的关系1小/-7,R2G/]-…、---=P--------------71―_7注和『一弹簧管变形前、后的中心角Y一弹簧管中性层初始曲率半径R一管壁厚度h和一横截面中性层长轴半径和短轴半径a b和四一材料的弹性模量和泊松比E和—与有关的系数,查表取之Ci C2a/b位移切向分量2Sts=———Ry-sin/yt位移径向法向分量3Srs=―—―71-cos/yr自由端位移4S;;s=4s+S=——7J/-sin/2+l-cos/2位移与切向分量夹角5b5=arc tan-s,根据设计规定,按照既有的弹簧产品规格,选定尺寸参数如下的弹簧管毛坯外径
①=15mm中径R=50mm壁厚h=
0.3mm中心角=240°材料锡磷青铜Qsn4-
0.3E=
1.127x105Mpa日=
0.3弹簧管截面与轴比a/b=4查表得Ci=
0.437C2=
0.121根据弹簧管外径不变可得a=
10.10,b=
2.52,Y=Y r-10°-5°=225°p=
0.25MPa经计算得1/y=
0.0192St=
4.43mm。