东北大学精密仪器弹簧压力表课程设计说明书
压力表结构课程设计
压力表结构课 程 设 计 说 明 书学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 班 级： 姓 名：学 号： 310704040119 指导老师： 闫 勇 刚 日 期： 2010-7-12压力表的结构设计摘要：首先通过对压力表的了解，明确此次课程设计的目的与设计要求，分析压力表的工作原理，选取弹簧管作为压力敏感元件，之后确立压力表的基本结构，合理地确定各具体的零部件（传动放大部分、示数部分、辅助部分）。
结合资料对各零件参数、材料进行设计与选取，并对其相关的设计进行计算，最终得出一个比较完善的压力表关键词：压力表结构设计弹簧管目录第一章、压力表设计概述51.1设计题目5 1.2设计目的5 1.3技术要求5第二章、压力表介绍62.1压力表概述6 2.1.1压力表简介6 2.1.2压力表的主要组成7 2.1.3基本构造7 2.1.4主要工作原理8 2.1.5压力表工作原理框图9第三章、压力表的设计计算过程103.1弹簧管10 3.1.1原理10 3.1.2末端位移计算11 3.1.3弹簧管参数选择与计算12 3.2曲柄滑块机构133.2.1曲柄最大转角αG－工作转角14 3.2.2ε、λ的选择14 3.2.3确定α0、αK(初始角、终止角)15 3.2.4计算曲柄长度A 15 3.3齿轮传动机构15 3.3.1初定齿轮中心距A’16 3.3.2选定标准中心距A（I12即I齿）16 3.3.3计算齿轮参数17 3.3.4修正连杆长度B 17 3.3.5扇形齿轮扇形角17 3.4原理误差：17 3.5游丝设计18 3.5.1M FZ的计算19 3.5.2M MIN的计算21 3.5.3几何尺寸计算21第四章、课程设计总结23附：ProE生成效果图24参考资料25第一章、压力表设计概述1.1设计题目压力表的结构设计1.2设计目的1．巩固、实践课堂讲过的知识课程设计的任务：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。
精密仪器课程设计
a*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。
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
-0.17364
0．9999995
0
0
0
-9
-0.15643
0.999997
0.294219
0.294
0.0037%
-8
-0.13917
0.999998
0.589291
0.588
0.022%
-7
-0.12187
0.999999
0.885118
0.882
0.053%
-6
-0.10453
0.9999994
1.181604
1.176
0.0953%
-5
-0.08716
0.9999997
1.478651
1.47
0.147%
-4
-0.06976
0.99999988
1.776164
设计及计算过程
结果
中心角：
材料：锡磷青铜Qsn4-0.3
精密压力仪表课程设计
精密压力仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握精密压力仪表的基本原理、结构、性能和应用，培养学生进行精密压力测量和仪表调校的能力。
具体分解为以下三个维度：1.知识目标：学生需要了解精密压力仪表的分类、工作原理、构造及主要性能参数，掌握压力测量技术及其在工程中的应用。
2.技能目标：学生能够熟练使用精密压力仪表进行压力测量，掌握压力仪表的校准和故障排查方法。
3.情感态度价值观目标：培养学生对精密压力仪表行业的兴趣和热情，增强学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.精密压力仪表的基本概念和分类：介绍压力、压力计量及精密压力仪表的基本概念，解析不同类型精密压力仪表的原理和结构。
2.精密压力仪表的性能参数：阐述压力仪表的量程、精度、稳定性、响应时间等主要性能参数及其影响因素。
3.压力测量技术：介绍压力测量方法、传感器技术及其在工程中的应用，解析各种精密压力仪表的测量原理和应用场景。
4.精密压力仪表的校准与维护：讲解压力仪表的校准方法、步骤及注意事项，阐述压力仪表的维护保养知识和故障排查技巧。
5.案例分析：分析实际工程中精密压力仪表的应用案例，使学生更好地理解和掌握所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：教师通过系统的讲解，使学生掌握精密压力仪表的基本原理、性能和应用。
2.讨论法：学生针对实际问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解和掌握压力测量技术和精密压力仪表的应用。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，提高学生的实践能力和操作技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：推荐相关的参考书籍，丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
实验一弹簧管压力表校验
参考文献： [1] SH/T3521-2007《中华人民共和国石油化工行业标准-石油化工仪表工程施工技术 规 程 》《 Technical Specification for Construction of Instrumentation Engineering In Petrochemical Industry》 [2] JJG52-1999《中华人民共和国国家计量检定规程-弹簧管一般压力表、压力真空表 和真空表》《Bourdon Tube Pressure Gauge、Pressure-Vacuum Gauge and Vacuum Gauge
④ 再顺时针转动手轮 6，将油缸内的油压回油杯，同时观察是否有小气泡从油杯中升起；反复 操作，直到油杯中不出现气泡为止。再将油缸内注入油后，关闭油杯内的进油阀。
☆思考题 8. 压力泵从油杯中抽油时，为什么动作要缓慢，不能抽得太快？为什么要 将油路中的气泡排出？ ◆ 由于空气的可压缩性较强，跟液压油相混，会造成系统压力的不稳定或偏差，无 法达到校验的目的。
形和磨损，导致产生各种误差和故障，因此必须定期校验。 2．校验的周期 根据国家计量检定规程《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》JJG52-1999[2]规定，压力
表的检定周期一般不超过半年，并必须对其进行必要的定期检修维护，以达到指示正确、安全运行 的目的。
3．校验的主要技术指标 1）基本误差：不超过该表的允许误差，允许误差从标称精度等级可知。基本误差是由弹簧管的 材质及压力表的自身缺陷所引起的误差。 2）回差（变差）：不超过该表的允许误差。由弹性材料的弹性滞后、部件摩擦、齿轮间隙引起 的误差。 3）轻敲位移：是由齿轮间隙引起的示值误差，不超过该表的允许误差 1/2。尽管内有游丝可以 改善被测压力变化过程中指针位移的平滑性，但实际工业环境的振动，齿轮间隙引起的示值误差依 然存在。实验中压力表在实际压力不变时，轻敲表壳模拟工业环境的振动，读取轻敲前后被校表示 值，得到轻敲位移。
弹簧压力表课程设计
弹簧压力表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解弹簧压力表的工作原理，掌握压力的概念及其计量单位。
2. 学生能掌握弹簧压力表的构造，了解各个部分的功能和作用。
3. 学生能掌握如何使用弹簧压力表进行压力测量，并能够正确读取数据。
技能目标：1. 学生能够操作弹簧压力表进行简单的压力测量实验，培养实践操作能力。
2. 学生能够通过分析实验数据，解决实际问题，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在探究弹簧压力表的工作原理和实验过程中，培养对物理学科的兴趣和热情。
2. 学生通过合作完成实验任务，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，认识到物理知识与现实生活的密切关系。
课程性质：本课程为物理学科实验课程，结合理论知识与实践操作，提高学生对压力测量方法的理解。
学生特点：学生处于初中阶段，具备一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：教师需引导学生通过理论学习和实验操作，掌握弹簧压力表的使用方法，培养实践能力和科学素养。
在教学过程中，注重培养学生的合作意识、观察力和分析能力。
通过本课程的学习，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 弹簧压力表工作原理及构造- 弹簧压力表的基本原理- 弹簧压力表的构造及各部分功能- 压力的概念及其计量单位2. 弹簧压力表的使用方法- 弹簧压力表的校零与调整- 压力测量的操作步骤- 数据读取与记录方法3. 实验操作与数据处理- 设计简单的压力测量实验- 实验操作规范与注意事项- 数据分析及问题解决4. 应用实例与拓展- 弹簧压力表在生活中的应用- 压力测量技术的发展与展望教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
参考教材相关章节，制定以下教学大纲：第1课时：弹簧压力表工作原理及构造第2课时：弹簧压力表的使用方法第3课时：实验操作与数据处理第4课时：应用实例与拓展在教学过程中，教师需关注学生对教学内容的掌握情况，合理安排教学进度，确保学生在理论知识与实践操作方面取得良好的学习成果。
《精密仪器设计(1)》课程教学大纲
《精密仪器设计（1）》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：MI3102、课程名称（中/英文）：精密机械设计 Precision Machine Design3、学时/学分：72学时，4学分4、开课院（系）、教研室：电子信息及电气工程学院仪器系5、先修课程：《互换性技术与测量》、《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》6、面向对象：测控技术及仪器专业本科三年级学生7、教材、教学参考书：教材名称：《精密机械设计》庞振基、黄其圣等主编出版社：机械工业出版社出版时间：2001年7月教学参考书：《电子精密机械设计(第3版)》徐祥和主编东南大学出版社1986年《金属材料与热处理》何雪涛主编高等教育出版社1998年《机械原理》郑文纬主编高等教育出版社1997年《互换性与测量技术基础》高延新主编哈尔滨工业大学出版社1992年《机械零件》郑志祥主编高等教育出版社1987年《理论力学》王崇斌编写高等教育出版社1988年《材料力学》沈煜高等教育出版社1988年《机械设计课程设计》西北工业大学机械学教研组编著西北工业大学出版社1994年《机械零件学习指南与课程设计》张绍甫徐锦康魏传儒编写机械工业出版社1996年《机械设计课程设计》巩云鹏田万禄张祖立黄秋波编写东北大学出版社2000年《机械设计课程设计》席伟光杨光李波编写高等教育出版社2003年二、课程性质和任务《精密机械设计》是仪器科学与工程专业本科学生学习的与机械类有关的最后一门专业课，同时也是一门与仪器仪表相关的专业基础课。
这门课程综合了《机械原理》、《金属材料及热处理》、《互换性与技术测量》及《机械零件》等课程的知识，因此本门课程涉及知识面广、专业性强、授课难度大。
《精密机械设计》主要研究精密机械中常用机构和常用的零件和部件。
是从机构分析、工作能力、精度和结构等诸方面来研究这些机构和零、部件，并介绍其工作原理、特点、应用范围、选型、材料、精度以及设计计算的一般原则和方法。
压力表结构课程设计说明书
压力表结构课程设计说明书学院：机电学院专业：班级：姓名：学号：指导老师：日期：2012-11-20压力表的结构设计摘要：首先通过对压力表的了解，明确此次课程设计的目的与设计要求，分析压力表的工作原理，选取弹簧管作为压力敏感元件，之后确立压力表的基本结构，合理地确定各具体的零部件（传动放大部分、示数部分、辅助部分）。
结合资料对各零件参数、材料进行设计与选取，并对其相关的设计进行计算，最终得出一个比较完善的压力表关键词：压力表结构设计弹簧管目录第一章、压力表设计概述51.1设计题目5 1.2设计目的5 1.3技术要求5第二章、压力表介绍62.1压力表概述6 2.1.1压力表简介6 2.1.2压力表的主要组成7 2.1.3基本构造7 2.1.4主要工作原理8 2.1.5压力表工作原理框图9第三章、压力表的设计计算过程103.1弹簧管10 3.1.1原理10 3.1.2末端位移计算11 3.1.3弹簧管参数选择与计算11 3.2曲柄滑块机构13 3.2.1曲柄最大转角αG－工作转角14 3.2.2ε、λ的选择143.2.3确定α0、αK(初始角、终止角)14 3.2.4计算曲柄长度A 15 3.3齿轮传动机构15 3.3.1初定齿轮中心距A15 3.3.2选定标准中心距A16 3.3.3计算齿轮参数16 3.3.4修正连杆长度B 16 3.3.5扇形齿轮扇形角17 3.4原理误差：17 3.5游丝设计18 3.5.1M FZ的计算19 3.5.2M MIN的计算20 3.5.3几何尺寸计算21第四章、课程设计总结23附：ProE生成效果图24参考资料25第一章、压力表设计概述1.1设计题目压力表的结构设计1.2设计目的1．巩固、实践课堂讲过的知识课程设计的任务：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。
2．掌握正确的设计思想通过课程设计掌握仪表的设计思路，机械产品设计。
弹簧管压力表课程设计说明书汇编
为简化计算，常引入无量纲系数：
* 滑块相对位移 s / a
* 连杆相对长度 b / a
* 相对偏距
e/a
* 相对传动比 ia a i
=0.8~1.4、=2~5
推荐 =1、=4
设
计
曲柄滑块机构
压 3.
力 表 课 程
确定0、k(初始角、终止角) k -0= g
p
设 计
2）位移切向分量st
压 力 表
st
'
R(
sin )
课 程
3）位移径向（法向）分量sr
sr
'
R(1 cos
)
4）自由端位移s
s st2 sr2
' R ( sin )2 (1 cos )2
5）位移与切向分量夹角
a/b，灵敏度 ，但pj ， 建议a/b＝4
＝15mm
h
2b
提示：圆形毛坯压扁后
中性层尺寸不变；
2a
设 计
3）中心角
压 力
设 ( sin )2 (1 cos )2
表
课 有 s
程 通常取＝ 200～270。
建议：
（结构中心角） ´´=265 另 插入接口10～15
扇=g(1+25%)+2×2齿对应中心角
满
程
初
2齿
始
g
2齿 O
工作初始及满程结束时， 两边各多出2齿防脱角。
过载量，指针实际可转 角比工作转角大一些。
设
计
原理误差
压 力
压力表弹簧管末端位移与指针转角应为线性
弹簧管压力表设计的标准格式
课 程 设 计报告设计题目：弹簧管压力表设计班 级：测控技术与仪器 学 号：XXXXXXXXX 姓 名：XXX 指导教师：XXX设计时间：2012年7月2日-2012年压控振荡电路亦称VCO （Voltage Control Oscillator ）电路.这种电路输出的方波与三角波的……………………………………………………………… ……………………………… ………………………………….. ……………………………… ...1、设计目的、任务与要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1 1.1 设计的目的‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11.2 设计的任务与要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22、系统分析设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 2.1 主电路设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 2.2 双闭环调速系统设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7 2.3传递函数的建模‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥102.4 ForceControl与MATALAB的应用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥143、结论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥184、参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥205、附录‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥21 备注：根据实际内容编写目录三角波、方波波形（5号字，必须居中在图下方）将各项热量代入能量平衡方程式，化简后得三维传热模型：)()()(+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂zT k z y T k y x T k x z T cv ρ。
精密零件设计课程设计说明书(正式)
燕山大学精密零件设计课程设计说明书题目：弹簧管压力表学院（系）：电气工程学院年级专业： 13级自动化仪表学号： 130103020062学生姓名：柴聪指导教师：潘登目录一、方案分析 (1)1.1 结构概述 (1)1.2 工作原理 (1)二、弹簧管压力表设计 (2)2.1 弹簧管的选择 (2)2.2 弹簧管位移计算 (2)2.3 曲柄滑块机构图谱设计 (3)2.3.1 曲柄滑块机构设计的图谱法 (3)2.3.2 理想线性传动比 (4)2.3.3 曲柄滑块机构初始位置选择 (4)2.3.4 平均传动比计算 (5)2.3.5 曲柄滑块机构中各构件长度 (5)2.3.6 非线性度计算 (5)2.3.7 非线性度计算软件及程序 (6)2.3.8 作图法确定曲柄滑块机构位置 (10)2.4 齿轮机构设计 (11)三、附件说明 (11)3.1 游丝（作用及选择注意事项） (11)3.2 表盘（位置及刻度分布） (12)3.3 限位销（作用及位置） (12)四、系统误差分析 (12)五、设计总结 (13)六、参考文献 (13)一、方案分析1.1 结构概述弹簧管压力表是一种用来测量气体压力的仪表。
弹簧管式压力表其结构主要由弹簧管、传动机构、指示机构和表壳等四大部分组成,如图1.1所示。
图1.1 弹簧管结构图弹簧管结构图中标示如下：1—机座; 2—弹簧管; 3—指针; 4—上夹板; 5—连杆; 6—表盘; 7—接头; 8—活节螺丝; 9—扇形齿轮; 10—中心齿轮; 11—游丝; 12—下夹板; 13—支柱。
弹簧管:管内压力变化使管子自由端产生位移,带动传动机构动作,管内压力与自由端位移成线性关系。
传动机构(机芯) : 由扇形齿轮、中心齿轮、游丝等组成。
主要作用是将弹簧管自由端微量位移进行放大, 并把直线位移转变为指针的角位移。
指示机构: 由指针、刻度盘等, 主要作用是将弹簧管的弹性变形量通过指针转动指示出来, 从而在刻度盘上读取直接指示的压力值。
东北大学机械课程设计说明书ZDL-8
机械设计课程设计说明书 1目录1. 设计任务书 (3)1.1. 设计题目 (3)1.2. 工作条件 (3)1.3. 技术数据 (3)2. 电动机的选择计算 (3)2.1. 选择电动机系列 (3)2.2. 选择电动机的功率及转速 (3)2.3. 选择电动机的型号 (4)3. 传动装置的运动和动力参数计算 (5)3.1. 分配传动比 (5)3.2. 各轴功率、转速和转矩的计算 (5)4. 传动零件的设计计算 (7)4.1. 减速器以外的传动零件（链传动）的设计计算 (7)4.2. 减速器以内的传动零件（齿轮）的设计计算 (8)5. 轴的设计计算 (11)5.1. 减速器高速轴的设计 (11)5.2. 减速器低速轴的设计 (12)6. 滚动轴承的选择及其寿命计算 (16)6.1. 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 (16)6.2. 减速器低速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 (17)7. 键连接的选择和验算 (18)7.1减速器大齿轮与低速轴的键连接 (18)7.2小链轮与减速器低速轴轴伸的键连接 (18)7.3联轴器与减速器高速轴轴伸的键连接 (18)8. 联轴器的选择 (19)9. 润滑和密封 (19)9.1. 减速器齿轮传动润滑油的选择 (19)9.2. 减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 (19)9.3. 减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 (19)10. 参考文献 (19)1. 设计任务书1.1. 设计题目设计胶带传输机的传动装置1.2. 工作条件1.3. 技术数据2. 电动机的选择计算2.1. 选择电动机系列根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇 冷式结构，电压380伏，Y 系列电动机2.2. 选择电动机的功率及转速2.2.1. 卷筒所需有效功率kW FVp w30.310005.122001000=⨯== P W =3.30kW2.2.2. 传动总效率根据表2.2-1确定各部分的效率:弹性联轴器效率 η1=0.99 一对滚动球轴承效率 η2=0.98闭式圆柱齿轮的传动效率 η3=0.97（暂定8级） 开式链传动效率 η4=0.92 一对滑动轴承的效率 η5=0.97 运输滚筒的效率 η6=0.967901.096.097.092.097.098.099.026543221=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=ηηηηηηη η=0.7901 2.2.3. 所需电动机的功率 kW 18.47901.030.3p p w r ===η Pr=4.18kW 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式 结构，电压380V ，Y 系列。
弹簧管压力表课程设计说明书汇编52页PPT
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体分 。—— 陈鹤琴
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
东北大学精密仪器设计与制造绪论-ppt(1)
Northeastern University
13
1.3 本课程的特点及重要性
1.3.3 本课程的地位 要求先修课程： 高等数学 普通物理 机械制图 工程力学
基础课
技术基础课 机械设计基础
专业课
比基础课更接近 工程实际
承上启下
比专业课有更宽的研究面 和更广的适应性
Northeastern University
机构：
多个构件由运动付联接，作确定运动的构件系统。 例如：汽车的内燃机、柴油机、仪表中的压力表。
内燃机组成： 1 箱体 2 活塞 4 曲轴 5、6 齿轮 3 连杆 7 凸轮 视频
8 推杆
连杆机构：将活塞的往复移动转化为曲轴的连续转动。
内燃机
齿轮机构：实现转动的传递 凸轮机构：将凸轮的转动变换为顶杆的往复移动。 活塞、连杆、曲轴
Y
Y
X Z
图1 图2
X
Northeastern University
30
第一章 机构组成原理
第三节 机构的自由度
自由度的计算公式
Y
W 6n 5P 5 4 P 4 3P 3 2 P 2 P1
n —活动构件数（总构件数-1）
平面机构的自由度
X
平面机构：所有构件均在同一平面或平行平面内运动。
第一节 构件和运动副
按接触形式分类：
接触形式 : 点、线、面 低副：面接触 高副：点、线接触 平面低副
空间低副
y
o 高副 高副 空间低副 平面低副 平面低副
x
Northeastern University
22
第一章 机构组成原理
第一节 构件和运动副
低副
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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)
(5)仪表结构图
图1.1
图1.2 图1.3 1.3设计要求
（1）设计装配图1（A3图纸，841
594⨯）
（2）零件图2（A4图纸，297⨯420）
（3）设计说明书1份
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
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 21f + 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）
因2f 《1，故上式可简化为：T m =f ·Q ·2
z
d N ·mm 式中 z d ——轴颈的直径，mm 。
该式表明，轴承的摩擦力矩与摩擦系数、轴颈直径和负荷成正比。
设计容
计算结果
2.2.7表盘及指针的设计 1. 表盘的设计
表盘旋转度数为2700，最大量程为0.6 MPa ，最小分度值为0.1 MPa ，所以每一分度值所对应的角度为4.5︒。
分度尺寸：53.345180/45=⨯︒︒==∆θγl （2.2.47） 分度数：n=60
分度值：MPa
n A A A 01.0606
.0min max ==-=∆ （2.2.48） 短分度线长度b 可取为分度尺寸l ∆的2倍左右，即07.753.322=⨯=∆=l b （2.2.49）
长分度线长度c 取为45.1162.1=≈b c mm
（2.2．50） 分度线的宽度：当时，
%10≈∆l
a
平均读数误差最小，取35.01.0=∆≈l a 2.指针的设计
指针所选材料为SQn6—3—3
B=5×a=5×0.35=1.75mm （2.2.51） L=1.5×b=1.5×7.07=10.605mm （2.2.52）
2.2.7.1 指针略图
mm l 53.3=∆
n=60 Mpa A 01.0=∆
b=7.07mm
c=11.45mm
a=0.35mm
B=1.75mm
L=10.605mm
设计容
计算结果
续表1.
图2.3.1 非线性误差j 曲线
序号
分度值
线性转角
aj
曲柄实际转角
非线性绝对误差
非线性相对误差
32 0.32 4.4667 4.4677 -0.0011 -0.0066 33 0.33 4.2000 4.2018 -0.0018 -0.0014 34 0.34 3.9333 3.9359 -0.0026 -0.0161 35 0.35 3.6667 3.6700 -0.0033 -0.0207 36 0.36 3.4000 3.4040 -0.0040 -0.0251 37 0.37 3.1333 3.1380 -0.0047 -0.0294 38 0.38 2.8667 2.8720 -0.0053 -0.0334 39 0.39 2.6000 2.6060 -0.0060 -0.0372 40 0.40 2.3333 2.3399 -0.0065 -0.0408 41 0.41 2.0667 2.0737 -0.0070 -0.0440 42 0.42 1.8000 1.8075 -0.0075 -0.0469 43 0.43 1.5333 1.5412 -0.0079 -0.0494 44 0.44 1.2667 1.2749 -0.0082 -0.0514 45 0.45 1.0000 1.0085 -0.0085 -0.0531 46 0.46 0.7333 0.7420 -0.0087 -0.0052 47 0.47 0.4767 0.4754 -0.0088 -0.0548 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
2.4 SolidWorks2012 立体图截图
附图1. 中心轴齿轮
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
附图6. 弹簧弯管
附图7. 装配体。