设计题目：弹簧管压力表指导老师： 设计人员：班 级:目录1. 设计任务 22. 方案论证 33. 参数选择 54. 参数计算 75. 标准化结 137.附录：公统计 12146. 工作总式来源、参考文献1、设计任务设计一个用于测量压力的弹簧管压力表，其技术要求如下：1. 测量范围 0〜0.25Mpa2. 外廓尺寸 外径＜150mm高度＜50mm接口尺寸：M20 ‘1.5（普通螺纹、外径 20 、螺距1.5）3. 标尺特性等分刻度 （满程 0.16Mpa ）标度角 270 °分度数3.375分度值0.002Mpa分度数 804. 精 度 1.52.方案论证1、结构分析压力表概述：弹簧管压力表是一种用来测量气体压力的仪表压力表的组成:灵敏元件 传动放大机构 示数装置 辅助装置1、灵敏元件（弹簧管） ：将不便于直接测量的物理转化成易于 直接比较的物理量 本设计将弹簧管作为灵敏元件， 将不易比较的压 力转化成易于测量的位移2 、传动放大机构 （曲柄滑块、齿轮机构） ：本设计有曲柄滑块机 构和齿轮机构组成， 其目的是为了传递或放大位移， 改变位移性质和 得到等分刻度，并且应具备一定的保补偿性， 同时保持线性对应关系。
3 、示数装置（指针、刻度盘）：其作用是在接受传动放大机构的 位移后，这指示出带测量的数值本设计采用指针指示标尺刻度4 、辅助装置：支承、轴、游丝2、工作原理作为灵敏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，可以提高测量精度线性转换） （近似线性传动）（线性传动）（线性刻度）压力表工作原理框图弹簧管的压力一一位移是线性关系，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，弹簧管形状的不直、不均 匀也会导致非线性误差曲柄滑块机构可以补偿弹簧管的线性及非线性误差从0〜0.16Mpa调整满足满刻度精度为线性误差调整，中间部 分不均匀调整为非线性误差调整3参数选择1 .弹簧管参数选择与计算按照现有的弹簧产品规格，选定尺寸参数如下的弹簧管:毛坯外径 F = 15mm中径R = 50mm壁厚h = 0.3mm中心角g，， 253 °材料锡磷青铜Qsn4-0.3E = 1.127 ,05Mpa泊松比m = 0.3弹簧管截面与轴比 a/b = 4弹簧管构图2 .曲柄滑块机构R加压后，弹簧管自由端位移s，带动曲柄转过角度ag—曲柄滑块机构相对杆长1=4相对偏轴量e=1转动范围角ag=18 °初始位置角a。
- a g /2= 一 9 ak=ag/2= 9 *1 B'3 .齿轮转动参数模数 m=0.2传动比i12=15小齿轮齿数 Z2=404 .标尺指针的参数选择分度尺寸长标线长度短标线长度3.37510mm5mm指针与短标线重合长度 3mm内径D2=5mm指针末端宽度 指针形状5 .游丝参数的选择外径圈数宽厚比摩擦系数当量摩擦系数2mm楔杆形D1=25mmn=10u=6f = 0.2fv= 0.3144. 参数计算1 .弹簧管有关参数的确定⑴弹簧管外形参数的确定：（单位：mm ）项目公式依据计算结果-h)=2(4 -)+5.050短轴中径2b2b =5.050长轴中径2a2a=420.200短轴2B2B = 2b + h5.350长轴2A2A=2a + h20.500⑵弹簧管末端位移的确定：（单位：mm ）项目公式依据计算结果')/'1 2 R2C1 彳 b2Pl 2 2 1 2E — R2h2 abh C2 ——a0.01225径向位移Sr1sr R(1 cos )0.822切向位移St1S R( sin )3.248总位移S/ 2 2S ^St Sr rJ( sin )2 (1 cos )23.350位移方向角arc tan 鱼S14.202 °附：查表 C1 = 0.437 C2 = 0.121 gff 270 °2.曲柄滑块机构的参数确定在弹簧管压力表中，利用曲柄滑块机构，把滑块的位移S转化为 曲柄滑块的角度位移。
单位：mm ）项目公式依据计算结果曲柄长度aS10.707a 1 2 2 1 2 2sin k sin 0 < cos 0 v cos k连杆初算值b /b / = a •42.828偏轴距ee = a •10.707连杆初始位置与滑 块运动方 向夹角/, .a cos k e'arcsinb'—0.176=90 ° - k + /80.824 °c //~2 2~c' Va b' 2ab'cos 542.4577.e7 90 arcsin一c'61.191理论中心距A // 2 2A'c' 2Rc'cos 747.504实际中心距AA mz1 I. 1248.000Rcos e9 arccos A52.317 °修正后c丨2 2c A R 2ARcos 943.241修正后bb \pa c 2accos o arccosec40.170扇形角d齿d齿=a9(1+25%)+2 x 2齿对应中心角27.3n sgsin o) a 2 (cos0 )2 a 2 (cos n )2SnS/a(sin3 .压力表原理误差分析n理想值sn实际值Sn /实际值远离误 差绝对值?sn - Sn /?原理误差相对值? sn - sn / ?/Smax9 °3.35003.34990.00010.029%7 °2.97782.97970.00190.06337%5 °2.60562.60790.00230.08827%3 °2.23332.23510.00180.08059%1 °1.86111.86160.00050.0268%-1 °1.48891.48790.00100.067%-3 °1.11671.11440.00230.020%-5 °0.74440.74160.00280.037%-7 °0.37220.37000.00220.059%-9 °0000n(单位：mm )4 .游丝应力胶合项目公式依据计算结果PlPi = m 轴 + mi 帽m =+ m游丝+ mvg指针0.063NP2P2 = m扇形齿轮+ m齿轮中心轴0.050N1i.97 X 10 -MfziM fzi = c fv Pid(fv = 0.3i4)竖25N - m直1i.57 X i0 -Mfz2Mfz2 =—fvP2d放25N - m置ii2.08 X i0 -MfzM fz = M fz = M fzi + M fz2 • •1izih5N - midi3—d23MfziMfzi = 3 Pifd i2 — d222.i8 X i0 -水5N - m(di = i.id 2f = 0.2)平idi3—d23i.73 X i0 -放Mfz2Mfz2 = 3 P2 fd i2 — d225N - m置i i2.30 X i0 -MfzM fz = M fzi + Mfz2 -厂-hi齿 h5N - m2.30 X i0 -MfzMax{ M fz竖直，Mfz水平}5N - mM mink M fzMmin = , (k 取 2.51 — kz取7.67 x 10 —5N • mM maxjma xMmax — Mmin . — 4M minJ min3.07 x 10 —5N • m初定游丝长LD i + D?L — n-!-471mm初定游丝厚h0.14mm4 /12LM minh —、 L E — 1.1 x\j mEj min105Mpa初定游丝宽bb — h0.84mm最大应力maxM maxmax — bh 2111.9Mpa许用应力[b][b]= b / s b —600Mpas — 3183Mpa结论：因为max v[b],因此各参数的选择及计算，合理5 .游丝各参数最后确定项目公式依据计算结果游丝长度LL — Ebh 3 /12M min432mm游丝圈数nn = aL (D1 +D2)10圈间距aa = (D i — D 2) / 2n1mm游丝个数kK=a / h75. 标准化统计国际代号零件名称数量材料GB/T97.1-2002垫圈24GB/T97.1-2002垫圈2.52GB/T67-2000螺钉M2.52H62GB/T6170-2000螺母1HPb59-1GB/T67-200螺钉M27H620GB/T67-200圆柱销1HPb59-1 Y0标准件总数：17 零件总睡数：38 标准化率：447%6. 工作总结压力表是工业常用的测量气体压力的仪器，在工业生产中，占 有举足轻重的地位。
在实际应用过程中对压力表的要求是十分严格 的压力表要求要有足够的精度、灵敏度，并要求安全可靠，同时根 据不同的工作任务和条件，对压力表提出了更多特殊的要求，如耐高 温、抗震、防潮等本设计要求设计普通工业气体压力表，我们的设计方案为弹簧管 压力表它具有灵敏度高，造价低廉，结构简单，传动平稳，易于加 工与制造及适应性强等特点经过以上设计及计算表明，该方案基本 达到设计要求，完成了规定的设计任务同时，本设计也存在一些不足，对工作环境及测量气体均无具体 要求，没有考虑到其对压力表的影响另外，环境的温度、湿度及气 体对压力表的腐蚀都可能降低其。