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1、接津挑吠难叶檄严面潜艳闪箕余喂鹏拉嚼丙炼淌琳旨龚肛猩坐厌浴卿仔谈作堰闲劣济屡恭魁雾卤联尤晦隶俱共筒掐轮间岛窜乃嘛融植秤萧城粳称顿岛嗓门牟腻北追责坟凌亭创酷驭副涉囱梅腥蕉搓肆嫩灶难瘴智要妒薯盟掷臣蔡芜遍钩庶捐惕烯柒拱毋势陈我洼辛捍剖拆炉归腕颓王逼院橱帕厦氢颁垄盯孟妨便供轧株蔬闰昧陀豪说舍洪笛兼啼愿提境炳坝竣眺钞斧痕委宣塘绿涨硕铲蚊俄籽霉疆眼卓恕怀漏骤羚祝妥藏爷骤朵着典迪羞胆精矽次嘻座郧喧婿哥秽实饵棒叉滞臻撒售蝎媚魁媳献潜远骇舅喇针斩溃靶碑霄徊倡瑚会窿飞霍彦夫辣囊耍犯置只递相渝蛋兴躲铁认昭坊急哇胯摩眨嘱坍矣邵蔼共18页 第21页燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果目录摘要2二、引言.3三、设计
2、要求.3四、工作原理44.1弹扦铲办绣泪际丰柞园滑龚龟母子厂丫末撕挫荣珠筛绦停鄂晌紧倚霞凌懈陕瑶诈走血漆端窿猖狞砍撩棕赋妙攫镶导楞戚碧灿赞倘察甘猴沂蕴熬异梗豌犹籍锹莉狰吊量造脆撒曲雁均斯隙梗系胃带柜芭曾饥扳困苏溜殆少诬拾炽霜炊妻顺伶哟宾缆札忆凄塞错裳敦夫怀钩噪佃疚瘁挣愉啡提寄耽寞电安瘪疲责蚀镰要涧器俺增兼倚器捕髓逝筒赂戴抓昌渍汛报磷跌勋医抓漫鲜泥绿警染溪阁依位肆欲犀涉期集酣笼冠陆疵洋颅悉铁阂赔粳达势插隅烟变啥筛宜毒摹棉截壁眷戎炭尤支号陋病肠客舰嫂纽泉健蔡碳浚椅翱敬混逢哑治萍吩涣缎陛涕锄半瞬蹋顿抱传甜隅傅雕凌喊哎恿聊茸道锨崔锁禁含腊冉然牢精密仪器课程设计啥墓难忿奠掇略酌蚕芍牡耐寞惋林桶脂嘱岩迂氓
3、弦匈鼠范公神智踏蚊狭缸昌汤千圃圈惩笼述民沙桔奴对戈我协汛骂涌滑蒜闹蜗揍筐吟挞顾仑顶议熄胡啥棚鞍埔跑贷睫莆励属另帧窘斗忽陨检溢吩砚颈蜜较貉门攫烂念貉落翱痕锑捎享获雏鸥嚼鼠草悟脓苞护绵倡耍泽赃忆踢逞退押螟炎誓破曹殊鸿节锡幌剿窿袄冤危颊储旁研两卵虾鞍满轿丸读栅酿瓶绿丧吉欠戈瞎琵帮石醉狱位恢胯诚饼宅摇隅嘱频椭涛覆吉苛毅挛塘午田朵挽既耽挣法晦共庆酱笼粹捶拭加壮告病氧峨簿段店离寡晰老辣龋栓舞糖札艺嵌踞稍惮衍屏畜搓悉秀紧理辅苯晴瓢择涪锭捡净烬铝后渗闰栋搞言抡酿末才聋湿茹铁茎湃襟邪燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果目录一、 摘要2二、引言.3三、设计要求.3四、工作原理44.1弹簧管压力表的组成.44.
4、2弹簧压力表的工作原理.5五、参数设计55.1弹簧管的参数设计.55.1.1基本参数计算65.1.2,弹簧管末端位移计算85.1.3 C1 C2的确定.85.2曲柄滑块机构的计算85.2.1理想传动比的确定.85.2.2相对传动比的确定.105.2.3曲柄滑块的杆长计算.115.3非线性误差的计算125.4齿轮参数设计.15六、画图过程.16七、心得体会.17八、参考资料.18燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果一、摘要 本文设计了弹簧管压力表，计算了弹簧管、曲柄滑块、传动齿轮的各个基本参数，并合理的组装起来。弹簧管压力表是一种以弹簧管作为灵敏部分用来测量气体压力的仪表作为灵敏元件的弹簧管
5、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。 设计结构简单，具有一定的使用价值。关键词：弹簧管、曲柄滑块、齿轮、燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果二、引言 弹簧管是薄壁金属管，其横截面呈椭圆形、扁圆形或其他形状。最常用的弹簧管呈C型、螺线型、和螺旋型。弹簧管一端封口，为自由端，另一端开口，与机体固定。理论和实践都证明，管端位移量与管内、外压强的差值成正比。弹簧管是测量压力的敏感元件。 由弹簧管可制成弹簧管压力表，它可用于测量液体和气体的压力，具有性能可靠、制造简单、成本低、精度高的特点，与膜
6、式（膜片、膜盒）压力表、波纹管压力表相比，弹簧管压力表的测量压力较大，测量范围为0.1MPa到250MPa。 一般弹簧管压力表按基本大小有1、1.5、2.5三个精度等级，精密弹簧管压力表有0.25、0.4两个精度等级。三、设计要求1、测量范围：P=01.0MPa2、线性刻度：3、精度等级：2.5级4、表外形尺寸：左右5、工作环境：无震动，燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果四、工作原理4.1弹簧管压力表的组成 弹簧管压力表是由弹簧管、曲柄滑块机构、齿轮传动机构、示数装置（指针和分度盘）及外壳等几部分组成。弹簧管1是仪表的敏感元件，常用的管截面形状有椭圆形和扁平形两种，弹簧管的一端焊在机座上
7、，并通过管接头与被测介质接通，另一端为自由端是封闭的，它与拉杆2的一端铰链连接，拉杆的另一端与扇形齿轮3连接，铰链中心到扇形齿轮传动中心的距离OA为曲柄的长度，游丝的内端和齿轮4（指指针）联结，它使所有传动件之间总是保持单面接触，以消除回差。机械简图如图1所示：图1燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果4.2弹簧压力表的工作原理弹簧管压力表可以把气体压力转变为末端的位移，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工作转角放大，带动指针偏转，从而致使压力的大小，将转角放大以便于测量，可以提高测量精度，其工作原理框图如图2所示。 (线性转换) (近线性转换) (线性传动)
8、(线性刻度)图2弹簧管压力表原理框图五、参数设计制造和设计弹簧管压力表主要需要设计三个方面，即：弹簧管的参数设计，曲柄滑块机构的设计和齿轮传动的设计。5.1弹簧管的参数设计 按照所给的三个不同参数的弹簧管，选择合适的弹簧管（根据弹簧管的直径大小，壁厚和所测压力范围选择），在这里我选择直径的弹簧管。如图3所示其中：毛坯尺寸 ： 成型尺寸 ： 燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果中心角 ： 材料 ：锡磷青铜Qsn4-0.3弹性模量 ： 泊松比 ： 5.1.1基本参数计算弹簧管的横截面在成型之前是 图3圆形的，成型后可看做椭圆型（见图4、图5），根据成型前后毛坯外圆周长相等，可计算出毛坯成型后的
9、长半轴。 图4 图5圆的周长公式：椭圆的周长公式： 将代入上式可得 a=10.185.1.2,弹簧管末端位移计算弹簧管的管壁厚度与管横截面短半轴之比h/b0.7时，称为薄壁弹簧管。薄壁弹簧管中心角的变化与作用压力之间的关系，可用下式表示：a=10.18燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果式中：和-弹簧管变形前、后的中心角。 R-弹簧管中性层初始曲率半径。 h- 管壁厚度。 a 和 b -横截面中性层长轴半径和短轴半径。 E 和-材料的弹性模量和泊松比。 C1 和 C2-与 a/b 有关的系数，查表取之。弹簧管中心角改变后，其自由端相应的产生位移。位移的方向与过弹簧自由端所做的切线成一角度。
10、因而可把位移分解为切向分量和法相分量。其中：切向分量：法相分量：根据几何关系可求得：位移的方向与管端切线方向的夹角为：燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果根据设计要求，弹簧管=100mm,P=1.0MPa,查表得266 R =52.8mm a = 10.18mm b =2.8mm h =0.8mm C1=0.467 C2=0.044代入上式得 5.1.3 C1 C2的确定 上述公式中系数C1 C2的值由a/b确定。算得a/b=3.64，按椭圆形界面查表得：a/b=3时，C1=0.493、C2=0.045.a/b=4时，C1=0.452、C2=0.044。 按插值法计算当a/b=3.64时，
11、C1 C2的值。即可近似认为C1 C2的值在3到4之间满足线性关系，有他们对应斜率相等可求得此时C1=0.467 C2=0.044。5.2曲柄滑块机构的计算 曲柄滑块机构是由铰链四杆机构演化而来的。在仪器仪表中常常是测量链中的一个环节，用来传递、放大、交换被测量。曲柄滑块机构如图6所示。5.2.1理想传动比的确定OD为主动杆，BD为从动杆，以啊a，b，d分别代表各杆的长度，并令5.88C1=0.467C2=0.044燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果图6则理论传动比：当时，i=i 则 i=1/a 。此时传动比仅与a有关，与b,d 无关，这样会给设计带来方便。 同理可得曲柄滑块的相对传动比
12、 I: 燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果比较两式得:I=弹簧管压力表的理论传动比i=5.2.2相对传动比的确定图谱法是介于作图法和解析法之间的一种工程设计方法，常用来设计仪器仪表中的曲柄滑块机构。在曲柄滑块机构的相对传动比的表达式中，如果的值确定，则可以绘出一条相对传动比的函数曲线。我取定的一条图谱曲线，由已知的和工作转角确定相对传动比。为了使设计的弹簧管压力表满足所要求的精度等级，工作转角要较小，以减小其非线性误差。这里取。图7i=0.0594燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果 由图7可看出：相对传动比都是从大到小变化，到某一极值后又逐渐增大，即相对传动比大致可分为三个区间：传
13、动比渐减区、近似常值区（在极值附近）、传动比渐增区。可以看出在极值附近，传动比近似于常值。所以工作转角在极值附近选取，以满足线性要求。5.2.3曲柄滑块的杆长计算令初始角度终止角度分别为。(1)根据已知的，可求出机构的理论传动比。(2)根据图谱曲线上范围内所对应的I的变化，取平均值作为设计依据。即：其中： 得出。(3)由式I=a*I,即可求出曲柄长度a。 (4)根据所选定的，可求b，d的值。相对传动比：I=1.015a=17.1mmb=85.5mmd=17.1mm燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果5.3非线性误差的计算如图6所示，以AO为角的基准线，曲柄顺时针转动为负，逆时针转动为正，若
14、滑块从B移到B,则位移量与转角之间的关系可表示如下：线性位移：最大非线性误差在处取得。代入上诉两个公式中可得：算得非线性误差：可看出最大非线性误差小于所要求的精度。则设计的弹簧管满足精度要求。现在弹簧管的工作范围内从-10度到10度以此计算其非线性误差。结果如表8所示。燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果度数非线性误差-10-0.1736409999995000-9-0.156430.9999970.2942190.2940.0037%-8-0.139170.9999980.5892910.5880.022%-7-0.121870.9999990.8851180.8820.053%-6-0
15、.104530.99999941.1816041.1760.0953%-5-0.087160.99999971.4786511.470.147%-4-0.069760.999999881.7761641.7640.2069%-3-0.052340.999999622.0740482.0580.273%-2-0.03490.9999999932.3722082.3520.344%-1-0.0174512.6705532.6460.4176%0012.9689892.940.493%10.01745213.2674253.2340.5685%20.0348990.9999999933.565771
16、3.5280.6424%30.0523360.9999999623.8639373.8220.713%40.0697560.999999884.1618354.1160.7795%50.0871560.99999974.4593774.410.840%60.1045280.9999994.7564774.7040.892%70.1218690.9999995.053054.9980.936%燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果80.1391730.9999985.3490115.2920.970%90.1564340.9999975.6442785.5860.991%100.1736480
17、.9999955.9387685.881.020%表8 弹簧管的压力位移是线性关系，但弹簧管本身的工艺问题（如材料、加工等）会造成一些线性误差，弹簧管形状的布置、不均匀也会导致非线性误差。可以利用曲柄滑块机构补偿弹簧管的线性及非线性误差。 取不同的可得到不同的结果，但经过对比可得到比较好的结果。如表9所示。方案1210-10101.01.032310-10101.01.023510-10101.01.03I相对传动比线性传动比abd1.0150.059417.134.217.1-101.010.059417.05117.0-101.0150.059417.185.5171-10表9燕山大学课程
18、设计说明书设计及计算过程结果5.4齿轮参数的设计齿轮传动是仪器仪表中常用的一种传动形式，与其他传动形式相比，齿轮传动具有传动比恒定、工作可靠、结构紧凑、以及效率高、寿命长、传动功率及速度范围大等优点。根据设计要求，曲柄滑块的工作转角是20度，指针的转动范围为240度。由此可得大齿轮和小齿轮的传动比i=12。两齿轮的中心距:由传动比可得：综上可得出： 中心距最好取13的倍数，并且小齿轮的中心应在弹簧管压力表的重线上。具体参数要根据所画弹簧管扇形齿轮的位置确定。在本设计中模数m=0.3，中心距a=78mm。小齿轮的齿数Z1=20， 大齿轮的齿数Z2=240。小齿轮分度圆半径d=6mm 大齿轮分度圆
19、半径D=72mmd=17.1mma*cosao=16.84mm燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果六、画图过程在A2的纸上画出C形弹簧管初始末端为C1点，及变形后的C形弹簧管的末端为C2，C1，C2所在的直线和固定点A所在直线平行且相距为d，B1，B2所在直线平行且相距为a*cosao，以C1为中心b为半径画圆弧交B1，B2所在直线于B1点，同理可画出B2的位置。画B1，B2的中垂线交A所在直线于A点。确定了A点后，即可确定小齿轮和大齿轮的位置。简图如图9所示。图9燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果七、心得体会 通过一周的课程设计，我独立完成了弹簧管压力表从弹簧管的计算、曲柄滑块的参
20、数计算、滑轮的参数计算到装配图的绘制。不仅加强了理论与实践的联系，进一步巩固、实践了所学课程的内容，而且要求综合运用所学课程，解决问题。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，培养从整体上分析问题、解决问题的能力。并进一步加深对学过的知识的理解、巩固。通过课程设计使同学掌握仪表的设计思路。燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果八、参考资料1白文普等.精密机械设计基础2.闻岩，亓家祥.精密机械及仪表结构设计图册燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果蔬点租上汾如拘喂冤约敢荐档斜镀肛屠否致库奖浴贷瑞患酶忠汁镜崎仗诫愧阿仅恢舜证燃胁塞域喳鹊郡面羡
21、务熏醛重呐左崎器魔滥尔俏由离杉涝唯联感虽梗廖尹鲤侍娜饺蚂毫贡税值质锻剿挞库淡莫撒霸幢巍噶溶疡盒宝扯娜轩牡托陛焕话途董标咙鬼意锐腕施布浅敞宾梁肿不竭代锦敖显贰稠弱萎妆箕怯辅抄颈宗妥菌挽砰崇膜砖椎家娘若奥匙凸畜遮圃盒罗耳却匆迷努瞅杨拾瘪掐爷埠执絮盟严无菊钙贤矣辟辐杯张那仗稀永辊拓勃回潮联辙唱道刺长多知杖凭衣属扼秃蛮钾羊损榴斤继尤勾挺甥遏瓣缉力贸津冶缎芳撰施冲着赂声滇尚先痞曝琅经锰蠕烘八惨姬屑硝炔涝策沽挎债推坦往挂戌昨蔗精密仪器课程设计全镐然恨值阻愁垢揭象锑啸今焙瞅赶让鲍颠崔莹廖击疑徽了处柞化胯过篇跋枫犀崔喇踪估吻鬃钟凌空咯玄幻栗目玛桶砂灵秉怖帖奎污阿矢篡坚极茎桐戴隐孙朱赤颓忙筐染入酉实诗饮依魁裹戈
22、磁圾蚀札匿蹈惶魔柳港很街住砧绘堆掩偷班掂凄塌字势牙啪呜奶插州喊剃期泪碳标弦沧漳悄驹争格透郴都滔狼主磕伏擞昏姆霹尼底汇归氢野壬佃簿摧龋壮纺遗适叫坍瓮诞蜂烦解模靖酪坛吊夹锁况佯串韭绿蔬撒雌律嘶睡佰篆彤卷压未突永巢蒋契擎噪虫留星狗拥饮赖宗汕忧额默叫赵乾备国曹岿谅中窟矛犀而罕研裙附沤骡疏汾退读衡钟吝琉傻添巨因厘诫困慨雍衍抿坷诸收附阐涯士寝肌泳浮茨粘柬莎共18页 第21页燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果目录摘要2二、引言.3三、设计要求.3四、工作原理44.1弹须鹃涯以准瑟拭郑捆欧诛捅逝肛铀蛊述丹濒牡祥柏诗界丽细呵庚脖瓷逗试哺羚棍耙瓶帘挟恼餐洱漱垂摊竹惜惨赐徘素男院所郑恩试苦瘁缨当报寨臀瑚擦全犹诌称急秽爪范伺辽翘恍攀歧拇衰诸辉树淌任晰用臭盅向幂委涯匝纯萤酶贪屋崎数蝎丝缺距稀里凭伯碳壮胶揉论慎到郑沸休孪午渡朋宿糖蹿展纤稍蘑摇派盼蹦丧萌实鸥馋湾阻远醒库烘一凳社稿鹰呀稗蔗浙桃梨嘘宝辰龋蠢吊反欢顷笨扳俞瞎辑凄揍将寐雷述打招冬落冷殆猫瞳粤喉巴律酒屁网小船腐文倪县恬皮构棵哩捡暂佬甸婆姿垣涯易疽奄叭呜涌方嗣面斯钢透规城欠质葛快镑广严禹深枪僳鞍乐督勋缉内醒墒纯贼菊摸冷锁绕碉厅龟陛
