弹簧管压力表原理

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1、压力表课程设计主要内容1压力表课程设计要求2压力表设计计算1、压力表概述2、测量环节参数的选择与计算3、游丝设计4、零件尺寸的确定3课程设计报告4其它目的巩固、实践课堂讲过的知识本课程设计的内容（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、解决问题的能力。并进一步加深对学过的知识的理解、巩固。1压力表课程设计要求压力表的结构设计目的掌握正确的设计思想。通过课程设计使同学掌握仪表的设计思路。机械产品设计，一般其主要过程为：（接受）设计任务－（拟定）设计方案－设计计算－绘制装配图－绘制零件图设计过程中需注意以下内容：1）

2、满足使用要求（功能、可靠性及精度要求）2）注意工艺性（结构合理、简单，经济性，外观要求）目的熟悉有关规范、标准、手册设计中涉及到的零件材料、结构等，均需按照有关标准选择；零件的尺寸、公差等亦应符合相关标准；制图也要符合一定的规范。因此在课程设计过程中要求同学学习、掌握查阅标准及使用手册的能力。压力表设计的技术要求测量范围0～0.16Mpa外廓尺寸外径<150mm高度<55mm接口M201.5（普通螺纹、外径20、螺距1.5）标尺等分刻度（满程0.16Mpa）标度角270、分度数80（格）、分度值（0.02Mpa）精度1.5级27000.160.02压力表设计任务

3、要求设计说明书两张相关零件图（3号或4号图）压力表三维模型（Pro-E）、爆炸图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）2压力表设计计算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。O灵敏部分-弹簧管p传动放大-曲柄滑块机构传动放大-齿轮传动压力表工作原理框图弹簧管的压力－位移是线

4、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。注：参考赵英老师的网络录像。弹簧管齿轮传动标尺示数ps(线性转换)(线性传动)(线性刻度)曲柄滑块机构(近似线性传动)本次压力表课程设计的主要设计计算内容1）弹簧管：结构设计计算、末端位移计算2）曲柄滑块机构：结构设计计算3）齿轮传动结构：结构参数计算4）游丝：参数计算压力表概述-end测量环节参数的选择和计算一、弹簧管

5、设计计算二、曲柄滑块机构设计计算三、齿轮传动机构设计计算四、原理误差计算弹簧管原理（参阅教材p352）弹簧管在内压力的作用下，任意非圆截面的弹簧管的截面将力图变为圆形。从管子中截取中心角为d的一小段。通入压力p后，管截面力图变圆，中性层x－x以外各层被拉伸（如efe’f’），以内各层被压缩（如kik’i’）。材料产生弹性恢复力矩，力图恢复各层原来长度，从而迫使截面产生旋转角d，使管子中心角减小，曲率半径增大。若管子一端固定，自由端便产生位移，直至弹性平衡为止。OO’xxefkie’f’k’i’dd-dd弹簧管末端位移计算1）弹簧管中心角变化与作用压力

6、之间的关系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R00Ortsrpssts连杆方向弹簧管2）位移切向分量st3）位移径向（法向）分量sr4）自由端位移s5）位移与切向分量夹角R00Ortsrpssts连杆方向弹簧管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＝15mm中径R＝50mm壁厚h＝0.3mm中心角´´＝265（参考）材料锡磷青铜Qsn4-0.3E＝1.127

7、105Mpa＝0.3´´R弹簧管弹簧管参数选择与计算1）安全系数npj：比例极限压力pg：工作压力（应小于pj）2）弹簧管截面与轴比a/b已知毛坯：＝15mm，h＝0.3mm选用扁圆形弹簧管，a=？b=？a/b，灵敏度，但pj，建议a/b＝4提示：圆形毛坯压扁后中性层尺寸不变；＝15mmhh2a2b弹簧管3）中心角设则有s通常取＝200～270。建议：（结构中心角）´´=265另插入接口10～15自由端压扁4～6则实际参加变形的中心角：=´´-10-5=250弹簧管4）弹簧管中径R＝50mm