压力表结构 课 程 设 计 说 明 书 学 院：名字：2010-7-12 压力表的结构规划 摘 要：首要经过对压力表的了解，清晰此次课程规划的意图与规划要求，剖析压力表的作业原理，选取绷簧管作为压力活络元件第一章、压力表规划概述 5 1.1规划标题 5 1.2规划意图 5 1.3技能要求 5 第二章、压力表介绍 6 2.1压力表概述 6 2.1.1压力表简介 6 2.1.2压力表的首要组成 7 2.1.3根本结构 7 2.1.4首要作业原理 8 2.1.5压力表作业原理框图 9 第三章、压力表的规划核算进程 10 3.1绷簧管 10 3.1.1原理 10 3.1.2结尾位移核算 11 3.1.3绷簧管参数挑选与核算 11 3.2曲柄滑块组织 13 3.2.1曲柄最大转角(g－作业转角 14 3.2.2(、(的挑选 14 3.2.3确认(0、(k(初始角、停止角) 14 3.2.4核算曲柄长度a 15 3.3齿轮传动组织 15 3.3.1初定齿轮中心距A’ 15 3.3.2选定规范中心距A（i12即i齿） 16 3.3.3核算齿轮参数 16 3.3.4批改连杆长度b 16 3.3.5扇形齿轮扇形角 17 3.4原理差错： 17 3.5游丝规划 18 3.5.1Mfz的核算 19 3.5.2Mmin的核算 20 3.5.3几许尺度核算 21 第四章、课程规划总结 23 附：ProE生成效果图 24 参阅资料 25 第一章、压力表规划概述 1.1规划标题 压力表的结构规划 1.2规划意图 1．稳固、实践讲堂讲过的常识 课程规划的使命：课程规划便是把学过的常识运用到机械外表的规划中，培育从全体上剖析问题、解决问题的才能。并进一步加深对学过的常识的了解、稳固。 2．把握正确的规划思维 经过课程规划把握外表的规划思路，机械产品规划。 一般其首要进程为：（接受）规划使命－（拟定）规划方案－规划核算－制作装配图－制作零件图 规划进程中需留意以下内容：1）满意运用要求（功用、牢靠性及精度要求） 2）留意工艺性（结构合理、简略，经济性，外观要求） 3．了解有关规范、规范、手册 规划中涉及到的零件资料、结构等，需依照有关规范挑选；零件的尺度、公差等应契合相关规范；制图要契合必定的规范。在课程规划进程中学习、把握查阅规范及运用手册的才能。 1.3技能要求 1．丈量规模 0～0.1Mpa 2．外廓尺度 外径

　　55mm 接口m20(1.5（一般螺纹、外径20、螺距1.5） 3．标尺 等分刻度（满程0.1mpa） 标度角270( 分度数50（格） 4．分度值（0.02mpa） 精度 1.5级 第二章、压力表介绍 2.1压力表概述 2.1.1压力表简介 压力表是以弹性元件为活络元件，丈量并指示高于环境压力的外表。首要用来丈量无爆破，不结晶，不凝结，对铜和铜合金无腐蚀效果的液体、气体或蒸汽的压力丈量机器、设备或容器内的水、蒸汽、紧缩空气及其他中性液体或气体压力。绷簧管压力表又名做波登管压力表，由于它的创造者是法国的天才机械师e.波登(eugene bourdon)。波登(1803---1884年)的终身正处于锅炉、蒸汽机、铁路运输广为运用的欧洲工业革命时期，其时欧洲锅炉和蒸汽机正在各个范畴中推广运用，可是由于缺少适宜的压力丈量外表，常发生爆破事端。波登于1851年创造了无水银金属管式压力表，他是用一端固定的“c”型金属管来感触压力的改动，因而波登管压力表的创造和面世，当即遭到了各行各业的热烈欢迎，许多工厂在取得答应后，当即展开了大规模的出产。这关于促进其时的锅炉和蒸汽机的开展及运用具有很重要的效果。因而波登管压力表是一个巨大的创造，咱们应该记住波登在压力丈量范畴的杰出贡献! 5 w0 i$ c& v+ f5 r7 ]2 g? ? 现在压力丈量技能也发生了很大的改动，尤其在电子技能、新工艺、新资料的影响下，各种新的压力丈量外表层出不穷，但新一代的压力丈量外表清一色的都需求供电。可是绷簧管压力表，凭仗其简略牢靠、价廉易用、线性好、不用电等许多长处，150多年来，一向没有不坚定过它作为惯例外表的方位压力表是常见的计量用具，广泛运用于各个范畴，它能直观地显现出各个工序环节的压力改动，洞悉产品或介质流程中的条件方式，监督出产运转进程中的安全意向，并经过主动连锁或传感设备，构筑了一道敏捷牢靠的安全确保，为防备事端，确保人身和产业安全发挥了重要效果，被称作安全的“眼睛”。绷簧管压力表的首要组成部分为一弯成圆弧形的绷簧管，管的横切面为椭圆形。作为丈量元件的绷簧管一端固定起来，并经过接头与被测介质相连；另一端关闭，为自在端。自在端借连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动扩大设备。绷簧管压力表的延伸产品有绷簧管耐震压力表，绷簧管膜盒压力表，绷簧管隔阂压力表，不锈钢绷簧管压力表，绷簧管电接点压力表等。(无缝铜管或无缝钢管)制成的。管子截面呈扁圆形或椭圆形，它的一端固定在支撑座上，并与汽水介质相通；另一端是关闭的自在端，与杠杆衔接。杠杆的另一端衔接扇形齿轮，扇形齿轮又与中心轴上的小齿轮相啮合，压力表的指针固定在中心轴上。 当绷簧弯管遭到介质压力的效果时，它的截面有变成圆形的趋势，迫使绷簧弯管逐步伸直，然后使绷簧弯管的自在端向上翘起。压力越高，自在端向上翘起的起伏越大。这一动作经过杠杆、扇形齿轮、小齿轮的传动，使指针偏转一个视点，在刻度盘上指示出压力凹凸。当被测介质压力下降时，绷簧管要康复原状，指针退回到相应刻度处。 2.1.2压力表的首要组成： 活络部分（绷簧管） 传动扩大部分（曲柄滑块、齿轮组织） 示数部分（指针、刻度盘） 辅佐部分（支承、轴、游丝） 2.1.3根本结构接头：用来与设备衔接，常用螺纹有m14*1.5;m20*1.5;g1/4;g1/2.原料有黄铜和不锈钢. 衬圈：用于玻璃和表壳间的密封。 度盘：又名表盘，刻度盘的指示规模一般为270度。表盘的标度、标度分划及最小分格值应契合jb/t5528的规则。 指针：除规范指针外，指针也可选调零指针。 弹性元件（绷簧管、膜片、膜盒等）： ????? 绷簧管（波登管）分为c型管、盘簧管、螺旋管等型式。一般选用冷作硬化型资料坯管，在退火态具有很高的塑性，经压力加工冷作硬化及定性处理后取得很高的弹性和强度。绷簧管在内腔压力效果下，运用其所具有的弹性特性，可以方便地将压力转变为绷簧管自在端的弹性位移，经机芯齿轮组织将位移转换成旋转运动，经过指针滚动来显现压力。常用资料有锡磷青铜和不锈钢。 ????? 膜片活络元件是带有波涛的圆形金属片，膜片自身坐落两个法兰之间，或焊接在法兰盘上或其边际夹在两个法兰盘之间。膜片一侧遭到被测介质的压力后发生细小变形，经机芯齿轮组织将位移转换成旋转运动，经过指针滚动来显现压力。 ????? 膜盒活络元件由两块焊在一起的呈圆形波涛截面的膜片组成。丈量介质的压力效果在膜盒腔内侧，由此所发生的变形经机芯齿轮组织将位移转换成旋转运动，经过指针滚动来显现压力。压力的巨细由指针显现。 传动组织（机芯）：机芯的效果是将弹性元件发生的线性位移转为旋转运动，并扩大线性位移。 连杆：衔接弹性元件和机芯，组成连杆组织。 表壳：常用表壳直径有（mm）40 ,50,60,75，100,150,200,250；常用原料有：碳钢，铝合金，不锈钢。 ???? ?表壳体上一般要有溢流孔，弹性元件如果爆裂的时分，内部压力将经过溢流孔向外界开释，一起溢流孔的朝向要对着无人的方向，以防伤人。 2.1.5压力表作业原理框图： 绷簧管的压力－位移是线性联系，但绷簧管自身的工艺问题（如资料、加工等）会形成一些线性差错，绷簧管形状的不直、不均匀也会导致非线性差错。 曲柄滑块组织可以补偿绷簧管的线mpa调整满意满刻度精度为线性差错调整，中心部分不均匀调整为非线性差错调整。 第三章、压力表的规划核算进程 3.1绷簧管 3.1.1原理：绷簧管在内压力的效果下，恣意非圆截面的绷簧管的截面将力求变为圆形。 从管子中截取中心角为d(的一小段。 通入压力p后，管截面力求变圆，中性层 x－x以外各层被拉伸（如ef(e’f’），以 内各层被紧缩（如ki(k’i’）。资料发生 弹性康复力矩，力求康复各层本来长度， 然后迫使截面发生旋转角d(，使管子中心 角减小，曲率半径增大。若管子一端固定， 自在端便发生位移，直至弹性平衡停止。 在出产压力表的进程中，对绷簧管的要求也十分严厉，有必要应具有满足的管端位移量，管端力和较小的内应力。具体来说，关于低压弹性管，要求其较高的活络度（较大的位移量）和较大的管端力（可以带动机芯及指针的运动）；关于中高压绷簧管则要求较小的内应力，以确保绷簧管在运用中的安稳性和安全性。一般状况下对绷簧管的资料要求有以下几点：（1）具有杰出的塑性，便于加工成形；（2）较高的弹性极限，强度极限和疲劳极限，以确保外表正常作业；（3）杰出的焊接功能，便于钎焊和熔焊；（4）机械功能安稳，弹性模量的温度系数小；（5）较好的耐腐蚀功能。制作绷簧管常用的资料有黄铜（h62），锡磷青铜（qsn4---0.3），铍青铜（qbe2）和不锈钢（1gr18niqi,sus316,sus316l）等，这几种资料各有各自的功能和用处，分别是：黄铜的首要功能是具有一般的机械功能和耐腐蚀性，塑性和焊接功能好，但弹性后效和滞后较大，它的用处用于制作丈量非腐蚀介质而精度不高的绷簧管；锡磷青铜首要功能是强度，弹性及腐蚀功能高于黄铜，并且弹性后效和滞后小于黄铜，它的用处是一般压力表绷簧管用的最广泛的资料；铍青铜首要功能是具有很高的机械功能，工艺性和耐腐蚀性强，弹性后效和滞后很小，弹性模量和温度影响也很小它的用处多用于制作精细压力表用绷簧管；不锈钢首要功能具有优秀的机械功能和耐腐蚀性，能接受较高的压力，且工艺功能好，它的用处多用于制作防腐压力表的绷簧管。3.1.2结尾位移核算 1）绷簧管中心角改动与效果压力之间的联系 (和(’－绷簧管变形前、后的中心角 r－绷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(－资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 2）位移切向分量st 3）位移径向（法向）分量sr 4）自在端位移s 5）位移与切向分量夹角( 3.1.3绷簧管参数挑选与核算 依照现有的绷簧产品规格，选定尺度 参数如下的绷簧管： 毛坯外径 (＝15mm 中 径 r＝50mm 壁 厚 h＝0.3mm 中 心 角 (′′＝265(（参阅） 材 料 锡磷青铜qsn4-0.3 e＝1.127(105mpa (＝0.3 1）安全系数n pj：份额极限压力 pg：作业压力（应小于pj） 2）绷簧管截面与轴比a/b 已知毛坯：(＝15mm，h＝0.3mm 由2π（ф-h）=2bπ+2(2a-2b) 核算 扁圆形绷簧管，a=10.104mm，b=2.526mm a/b(，活络度( ，但pj (， 选用a/b＝4 圆形毛坯压扁后 中性层尺度不变； 3）中心角( 设 则 有( ( (( ((s ( 一般取(＝ 200(～270(。主张：（结构中心角） (′′=265( 刺进接口10(～15( 自在端压扁4(～6( 则实践参加变形的中心角： ( = (′′-10(-5(=250 ( 4）绷簧管中径 r＝50mm 5）资料 锡磷青铜qsn4-0.3 弹性模量 e＝1.127(105mpa 泊松比 (＝0.3 选用 ( =250 ( 得到 δ=5.467 把p=0.1mpa,e=1.127(105mpa,(=0.3,r=50mm，a=10.104mm，b=2.526mm,h=0.3mm,及由a/b=4，查表得到的c1=0.437，c2=0.121代入下式： 得到 (-(’/(=0.00765 则 s=r˙δ˙((-(’) /(=50*5.467*0.00765mm=2.091mm 3.2曲柄滑块组织 曲柄滑块组织是一种常用的机械结构，它将曲柄的滚动转化为滑块在直线上的往复运动。 加压后，绷簧管自在端位移s，带动曲柄转过视点(g－曲柄滑块组织 3.2.1曲柄最大转角(g－作业转角 绷簧管结尾(指针：两级传动 一级－曲柄滑块组织、二级－齿轮传动 i总=i齿(i曲=270( / (g ( (g /s 引荐：* i齿=13.5, (g =20( * i齿=15, (g =18( 3.2.2(、(的挑选 曲柄滑块组织的传动比 i=(/s=f(a,b,e, () 为简化核算，常引进无量纲系数： * 滑块相对位移 * 连杆相对长度 * 相对偏距 * 相对传动比 (=0.8~1.4、(=2~5 引荐 (=1、(=4 3.2.3确认(0、(k(初始角、停止角) (k -(0= (g 在ia- (曲线上找出极点对应的极 角(e， (0、 (k 以(e对称散布。(i 改动小，作业进程非线＝ ( e－ ( g/2 ( k＝ ( e＋ ( g/2 关于(=1、(=4的曲线(，则( 0＝ - ( g/2=-9(，( k＝ ( g/2=9( 3.2.4核算曲柄长度a 最大位移smax ，上式中 (((k 把(=(k代入得，χ=0.313 则a=s/χ=6.68mm 3.2.5核算连杆长度b和偏距e 连杆长 b=(a 偏距 e=(a 取(=1，(=4 b=4a=26.72mm, e=a=6.68mm 连杆b初始方位与绷簧管结尾位移s夹角( bsin( =e-acos(k 求得 (=0.176( 3.3齿轮传动组织 齿轮传动是运用两齿轮的轮齿彼此啮合传递动力和运动的。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特色。 齿轮传动是指用主、从动直接、传递运动和动力的设备。 在所有的机械传动中，齿轮传动运用最广，可用来传递相对方位不远的两轴之间的运动和动力。 ’(依据曲柄滑块组织参数核算) 1）求c’（过渡量）：(obd中 先求∠odb=81.176( c’=26.53mm 2）求a’：(o’bo中 由 得δ=arctan(1-cos()/((-sin()=14.2( arcsin(e/c’)=14.6( ∠o’bo=90(-δ-arcsin(e/c’)=61.2( a’=43.88mm 3.3.2选定规范中心距a（i12即i齿） 挑选恰当z1、m，使a尽或许挨近初定a’ ，使z2=z1*i12=整数（不然z2无法加工） m选用规范值 0.2 0.25 0.3 0.4 对每一个m值恰当挑选1～2个z1，使a挨近a’，且z1不小于17、z2不能太大。 归纳以上剖析 选取m=0.25,z=22 3.3.3算齿轮参数 da、d、df 3.3.4批改连杆长度b 当用中心距a替代初定值a’后，曲柄反转中心o方位将略有改动，此刻可从头核算连杆长度b，使o点与齿轮传动核算得的o点重合。而a、e、 (0、(k、(=b/a均不需改动。 求c（改动c’）： (obo’中） 代入数据核算得到 ∠bo’o=32.4( c=26.85mm 求b： (obd中 ∠bod=84.6( b=27.05mm 3.3.5扇形齿轮扇形角 扇形齿轮反转中心便是曲柄的反转中心， 故扇形齿轮的作业转角即为曲柄的作业 转角(g ，可恰当增大。 (扇=(g(1+25%)+2×2齿对应中心角 (扇=18(*1.25+4*360/330=26.86( 3.4原理差错： 压力表绷簧管结尾位移与指针转角应为线性联系。由于在丈量环节中选用了曲柄滑块组织，使转角与位移存在非线性差错，即为原理差错，应加以操控。 对应曲柄转角的抱负位移 对应曲柄转角的实践位移 原理差错 ((1％为合格 非线性度校验： 曲柄每转过2(进行一次差错核算。 序 核算点 抱负值 实践值 绝对值 相对值 1 -9( 0 0 0 0 2 -7( 0.2323 0.2306 0.0017 0.0831% 3 -5( 0.4646 0.4626 0.002 0.0956% 4 -3( 0.6969 0.6959 0.001 0.0478% 5 -1( 0.9292 0.9285 0.0007 0.0335% 6 1( 1.1615 1.1625 0.001 0.0478% 7 3( 1.3938 1.3951 0.0013 0.0621% 8 5( 1.6261 1.6284 0.0023 0.11% 9 7( 1.8584 1.8604 0.002 0.0956% 10 9( 2.091 2.091 0 0 由表知 δmax=0.11%(1% ， 规划合格 3.5游丝规划 游丝是一种很细的绷簧。一般以钢作为原料，盘绕在摆轮周围。游丝有用长度的改动决议了摆轮的惯性力矩与振幅周期。用金属细丝经冷轧、绕丝、定形而成的阿基米德螺旋状盘簧，是一种能发生反效果力矩的弹性元件（见平面蜗卷绷簧）。游丝按用处可分为丈量游丝和触摸游丝，丈量游丝有的用于各种丈量外表，借以发生弹性反效果力矩来平衡电磁力矩，到达丈量电参数的意图；有的用于挂钟,与摆轮组成振荡体系，取得必定的振荡周期,以到达准确计时的意图。触摸游丝则常用于百分表和千分表等外表组织，其效果是使齿轮在传动时始终保持单向啮合，消除齿轮侧隙或许发生的传动空程。 游丝的技能要求为：具有给定的弹性特性；较少的弹性迟滞现象；较小的温度系数（热弹性系数）；杰出的防磁功能和抗蚀功能；螺距持平；游丝的重心应尽量与几许中心共同（对挂钟游丝尤为重要）；作导电元件时游丝资料要有较小的电阻系数。游丝最常用的资料有锡青铜(如qsn4-3)和特别合金如镍基合金ni42crti。锡青铜具有杰出的加工性、较好的导电性、资料成本低，常用于电工及机械外表中。 核算最小力矩mmin 3.5.1mfz的核算 mfz为中心小齿轮及扇形齿轮的归纳影响： mfz的核算（续）阐明 预算分量; 小齿轮：齿轮轴、指针(al)、指针帽(cu) 扇形齿轮：齿轮轴、扇形齿轮（预算） 连杆分量疏忽； 剖析压力表水平放置、笔直放置两种状况，取其大者； 近似核算，(=0.9。 比重：cu 8.59g/cm3 al 2.49g/cm3 经过结构体积预算出 小齿轮质量约为2g 扇形齿轮质量约为8g 1） 中心小齿轮mfz1的核算－取两者中大者参加后序核算 * 压力表立放，轴水平 * 压力表平放，轴立 查手册取f=0.16 结构规划取d=2mm ,d1=2mm ,d2=4mm 运用以上公式代入数据得 轴水平 mfz1=0.005024 n˙mm 轴立 mfz1=0.00498 n˙mm 取大者则 mfz1=0.005 n˙mm 2）扇形齿轮mfz2的核算 取 f=0.16 d=2mm ,d1=2mm ,d2=4mm 轴水平 mfz2=0.0201 n˙mm 轴立 mfz2=0.01992 n˙mm 取大者则 mfz2=0.02 n˙mm 3.5.2mmin的核算 留意：由于核算中需求知道零件的分量，故游丝规划有必要在结构规划之后进行。 1.选定参数 1）作业视点 最小作业转角 (1=(/2(m1=mmin 最大作业转角 (2=2( 2）作业圈数 ((2( n=10~14; (