东北大学精密仪器弹簧压力表格课程设计说明书

课程设计报告设计题目：弹簧管压力表

班级：测控技术与仪器

学号：20112930 20112902

姓名：徐行（画图）党云丽（说明书）

指导教师：孟红记梅国晖

设计时间：2012年7月7日-2012年7月12日

目录

第一章课程说明 (3)

1.1课程设计的目的 (3)

1.2课程设计的容 (3)

1.3课程设计的要求 (4)

第二章课程容 (5)

2.1 设计方案 (5)

2.1.1标尺指针 (5)

2.1.2齿轮传动 (5)

2.1.3曲柄滑块机构 (5)

2.1.4弹簧管 (5)

2.1.5游丝 (5)

2.2 计算及测量 (6)

2.2.1弹簧管 (7)

2.2.2齿轮传动机构 (12)

2.2.3曲柄滑块机构 (13)

2.2.4齿轮大小的设计 (16)

2.2.5轴承的设计 (18)

2.2.6游丝的设计 (19)

2.2.7表盘及指针的设计 (20)

2.3 仪表非线性设计误差计算 (21)

2.4 立体截图 (24)

2.5 结论 (27)

参看文献 (28)

附录 (28)

设计容计算结果(5)仪表结构图

图1.1

图1.2 图1.3

1.3设计要求

表2.2.2 基本尺寸设定

2.2.1弹簧管

弹簧管是一根弯成270度圆弧的具有扁圆形或椭圆形截面的空心弹性元件。管子的一端封死为自由端，另一端固定在传压管的接头上。当被测液体流入弹簧管时，其密封自由端产生弹性位移(受大于大气压的压力作用时向外扩，受小于大气压的压力作用时向收)。然后经过传动放大机构带动指针偏转，指示出压力的大小。

弹簧管的自由端铰销中心B 的最大位移为'

max S 弹簧自由端A 的最大位移为max S 。

'

max S 和max S 的关系如图2.1

图2.1 结构草图

mm mm mm mm mm 压力角

α

传动角 φ。

滑块夹角β。

连杆夹角

φ´

初始角α。

020

082.1570 05.1569 020.73 013

设计容计算结果3. (1)自由端铰销中心B最大位移

6873 .2

)

250

cos

1(

)

250

sin

4366

.4(

45

.

34

01426 .0

)

cos

1(

)

sin

(

2

2

2

2

max

=

︒

-

+

︒

-

⨯

⨯

=

-

+

-

⨯

⨯

∆

=γ

γ

γ

γ

γ

R

S

(2.2.8)

图2.2 传动草图

m ax

S=2.6873mm

设计容计算结果综合上述计算结果，可画出如下机构图：

图2.2.3.1曲柄滑块机构草图

设计容

计算结果

2.2.5轴承的设计

仪表工作时，其构件有的转动，有的移动，有的作复杂运动。为保持机构作确定的相对运动，各相临机构之间必须用支撑和导轨连接。 本设计所选用的支撑为圆柱支撑。为了适应压强大、转速高的场合，我们选取的有具备良好的减摩、耐摩性能好的QSN6—6—3

轴承间隙是靠选择适当的基孔制间隙配合保证的。轻载、转速高、精度较高的轴承一般选用

7

7

f H 。 所选的青铜的摩擦系数为0.2，所选取小齿轮的重量为0.03N ，大齿轮的重量为0.24N 。选取轴承的轴径的直径d Z 为2.00 mm ，轴承的直径为2.2mm

分析轴承的力矩情况：

当轴颈未转动时，轴颈与轴承在最低点接触。轴承的支反力N 与轴颈的径向负荷Q 相平衡。

当轴径受驱动力作用后，开始转动，由于接触处有摩擦，轴径沿轴承孔表面滚至点偏离最低点的其他位置。这时，该点除作用有轴承的法向支反力N 外，还有摩擦力F ：F=f ·N 式中f ——摩擦系数。

轴承的总支反力R 为：R=22F N +=N 2

1f +

又根据轴颈离平衡条件有：Q=R N=

2

1f

Q +

轴承中的摩擦力矩T m 为：

（2.2.45）

2.2.7.1 指针略图

图2.3.1 非线性误差

j

曲线

2.4 SolidWorks2012 立体图截图

附图1. 中心轴齿轮

48 0.48 0.2000 0.2088 -0.0088 -0.0549

49 0.49 -0.0667 -0.0580 -0.0087 -0.0544

50 0.5 -0.3333 -0.3248 -0.0085 -0.0532

附图2. 外壳

附图3. 扇形齿轮

设计容计算结果

附图4. 垫片

附图5. 指针