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(3).设计说明书一份
3.技术指标
(1).测量范围
0～0.25Mpa
(2).外廓尺寸
外径<150mm 高度<50mm
(3).接口尺寸
M20×1.5（普通螺纹、外径 20、螺距 1.5）
(4).标尺
等分刻度（满程 0.25Mpa）
标度角 270 、分度数 50（格）、
分度值（0.005Mpa）
e’ e
x k k’
f’ f
ix i’
d d
O d -d
(2). 末端位移计算
O’
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1）弹簧管中心角变化与作用压力之间的关系
'
1 2 p
E
R2C1
bh
C2
R2h2 a4
1
b2 a2
注： 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
E＝1.127105Mpa
＝0.3
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弹簧管截面与轴比 a/b＝4
C C 查表得 1=0.437
2=0.121
根据弹簧管外径不变可得 a＝10.10，b＝2.52
= ´´-10-5=225
p=0.25MPa
经计算得
1) (-’)/ =0.019
2) St =4.43mm 3) Sr =1.63mm 4) S=4.72mm
曲柄滑块机构可以补偿弹簧管的线性及非线性误差。 从 0～0.25Mpa 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。 三.参数选择计算
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1.弹簧管的设计计算 (1).弹簧管的工作原理 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 efe’f’），以内各层被压 缩（如 kik’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。
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。
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灵敏部分-弹簧管
传动放大-齿轮传动
传动放
大-曲柄
O
滑块机
构
p
压力表工作原理框图
p
s
弹簧管
曲柄滑块机构
(线性转换) (近似线性传动)
齿轮传动
(线性传动)
标尺示数
(线性刻度)
弹簧管的压力－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。
最大位移 Smax ，上式中 k
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2）计算连杆长度 b 和偏距 e
连杆长 b=a
偏距 e=a
3）连杆 b 初始位置与弹簧管末端位移 s 夹角
bsin =e-acos k
经计算得：
1)a=15.1mm
2)b=60.4mm
e=15.1mm
3)=0.18°
3. 齿轮传动结构：结构参数计算
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
C C 1 和 2－与 a/b 有关的系数，查表取之
t
st s s r
0 sr
O R0
连杆方向
2）位移切向分量 St
p
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st
'
R(
sin )
3）位移径向（法向）分量 Sr
sr
'
R(1 cos )
(5).精度
1.5 级
二.弹簧管压力表概述
1.压力表的组成
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.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
河北工业大学 课程设计
弹簧管压力表设计说明书
学院: 班级: 姓名: 学号: 指导老师:
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目录 一.设计任务概述
1.课程设计的目的 2.弹簧管压力表的设计任务要求 3.技术指标 二.弹簧管压力表概述 1.压力表的组成 2.工作原理 三.参数选择计算 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 四.所绘制零件结构参数设计说明 五.标准化统计 六.课程设计总结 七.参考文献
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一.设计任务概述 1.课程设计的目的 (1).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。 (2).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 (3).设计过程中需注意以下内容：
初定齿轮中心距 A’(根据曲柄滑块机构参数计算)
1）求 c’（过渡量）： OBD 中
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
arc tan sr
st
根据设计要求，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
´´＝240
材料
锡磷青铜 Qsn4-0.3
1）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） (4).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。 2.压力表设计任务要求 (1).总装配图一张 (2).一张相关零件图 （3 号或 4 号图）
5) =20.2°
2.曲柄滑块机构：结构设计计算
选参数： i 齿=15, /2
k＝ e＋ g/2
对于 =1、=4 的曲线有 e=0 0＝-g/2=-9°
k＝g/2=9°
1）计算曲柄长度 a
s a
(sin
sin
o
)
2 (coso )2
2 (cos )2