压力表传动机构的优化设计

本研究中基于相关研究基础，针对仪表传动机构等进行了设计优化，希望能够改善测试的误差水平，进一步为仪表测试工艺进步提供借鉴和帮助。

压力仪表的应用性较广泛，主要是在工业生产环节之中，对液体以及气体蒸汽压力等实施测量的工具。压力仪表具有设计结构相对简单，测试效果准确以及经济性较髙等特点。当前阶段，机械、电力以及相关轻工业生产领域之中往往采用该仪表类型。压力表结构之中包括几个方面，分别是弹簧管、封头、曲柄以及扇形齿轮等几个部分。在对传统仪表实施设计的环节，因为在元件末端位置形成精确极端相对较为困难。为此，设计之中主要借助的是实验数据的经验分析，从而忽视对非线性特征等的研究。弹性元件末端以及相关数据线性荷载情况设计成为了主要形式。其基本工作原理就是通过被测试压力的介质将会通过导压接口进人到弹簧管之中，并因此产生弹性位移，通过连接曲柄则能够对弹簧位移转变为角位移，因此就能够显示测试压力情况。希望能够通过本研究针对压力表传动机构进行优化设计。

1.传动机构的设计原理

压力仪表主要采取的是曲柄连杆二杆结构完成对弹性元件位移的传递。在设计环节之中，因为曲柄滑块区域采取的是非线性特征，因此，传动比也必将根据转角的改变而发生变化。

结合国家相关标准，压力表之中的表盘刻度采取270°，机型扇形齿轮以及小齿轮部件之间的直径比应当达到9:1，因此，传动比也应当能够达到1/9，而且当扇形齿轮在处于满负荷情况下，则转角应当达到30°。因为弹簧管产生位移情况与压力何在之间表现出非线性特征。为此，为了提升精度测试水平，则需要将弹簧管的末端位置封头与荷载点各个位置之间进行连接，同时还应当促使曲柄能够在所有的荷载步骤之中都能够转动6°的线性等值角度。

通过图1可以发现，曲柄La以及Lb之间的连杆主要是弹性元件之中末端位置铰链中心控制与牵动的，因此，其产生的有效位移情况则应当是铰链中心之中E、Y以及Z方向上的综合。

为了能够更好的表示压力仪表之中所具有的传递功能，则可以通过曲柄连杆二杆的传动机构实施算法分析，通过向量化之后运动关系进行表示，则应当能够充分满足以下关系式：

=RE+Lb

这其中，曲柄以及连杆所具有的长度分别是a，b，曲柄Lb形成与Z之间的夹角表示为多，此时连杆Lb以及z之间形成的夹角将达到沙。

2.传动机构的优化模型分析

通过借助向量三角形能够得到曲柄化相关问题的答案，目标函数则属于是所有载荷控制点当中关于曲柄方面的转角差平方和，这当中的多1表示所有传动机构控制点上的实际转角数值，则通过上图可以发现，基于控制曲柄所连接的弹性元件之中的铰链中心可以发现，机构优化设计变量应当可以被表示为：X=(X,X2Xj=(abe)T

通过上式之中可以知道，a代表的是曲柄长度数值，b表示的是连杆长度，而e表示的是机芯以及z轴位置之间的夹角情况。

通过针对传动结构的优化模型实施有效分析，可以知道非线性多变量函数往往都具有十分复杂的特征，无法进行快速有效的解析，因此，可以通过借助直接寻优法替代之。通过借助非线性单纯方法完成对传动机构设计的优化。采取非线性单纯法则必须要在图形定端位置上根据特定的原则，采取试探性的采集方式。此类方法相对简单，针对变量较少的情况应用具有明显优势，同时也能够在计算机当中实现。

3.结束语

综上所述，改善压力仪表实际显示精度，提升性能水平，加强传动原理以及相关模型的优化是本研究的主要目标。同时，借助本研究也进一步分析了夹角可能会对传动机构精度方面的影响水平，并能够对形成合理的传动机构提供有效依据。