互換性與技術(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(共15頁)

1、互換性與技術(shù)(jsh)測(cè)量實(shí)驗(yàn)(shyn)指導(dǎo)書機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室2008-10合象水平儀測(cè)量(cling)直線度誤差一、實(shí)驗(yàn)(shyn)目的1、掌握用合象水平儀測(cè)量直線度誤差(wch)的方法及數(shù)據(jù)處理。2、加深對(duì)直線度誤差的定義及理解。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用合象水平儀測(cè)量直線度誤差。三、計(jì)量器具說明與測(cè)量原理為了控制機(jī)床、儀器導(dǎo)軌及長(zhǎng)軸的直線度誤差，常在給定平面（垂直平面或水平平面）內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，常用的測(cè)量器具有框式水平儀、合象水平儀、電子水平儀和自準(zhǔn)直儀等測(cè)定微小角度變化的精密量?jī)x。由于被測(cè)表面存在直線度誤差，測(cè)量器具置于不同的被測(cè)部位上時(shí)，其傾斜角將發(fā)生變化，若節(jié)距（相鄰兩點(diǎn)的距離）一經(jīng)確定，這個(gè)微小

2、傾角與被測(cè)兩點(diǎn)的高度差就有明確的函數(shù)關(guān)系，通過逐個(gè)節(jié)距的測(cè)量，得出每一變化的傾斜度，經(jīng)過作圖或計(jì)算，即可求出被測(cè)表面的直線度誤差值。合象水平儀因具有測(cè)量準(zhǔn)確、效率高、價(jià)格便宜、攜帶方便等特點(diǎn)，在直線度誤差的檢測(cè)工作中得到廣泛采用。合象水平儀的結(jié)構(gòu)，主要由微動(dòng)螺桿、螺母、底盤水準(zhǔn)儀、棱鏡、放大鏡、杠桿以及具有平面和V形工作面和底座等組成。如圖3-1所示。1、水準(zhǔn)器2、棱鏡3、放大鏡 4、杠桿 5、測(cè)量機(jī)構(gòu) 6、底板 7、測(cè)量機(jī)構(gòu) 8、微動(dòng)螺桿圖3-1 合象水平儀合象水平儀是利用棱鏡將水準(zhǔn)器中的氣泡像復(fù)合放大，以提高讀數(shù)時(shí)的對(duì)準(zhǔn)精度，利用杠桿(gnggn)和微動(dòng)螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來提高讀的精度和靈敏度,

3、其工作原理見本指導(dǎo)書第二篇。合象水平儀置于被測(cè)工件表面上，若被測(cè)兩點(diǎn)相對(duì)自然水平線不等高時(shí)，將引起兩端的氣泡像不重合，轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)度盤使氣泡像重合，此時(shí)合象水平儀的讀數(shù)值即為該兩點(diǎn)相對(duì)自然水平面的高度差，刻度盤讀數(shù)與橋板跨距L之間的關(guān)系(gun x)為：h= iLa四、測(cè)量步驟；1、量出零件被測(cè)表面總長(zhǎng)，將總長(zhǎng)分為若干等分段（一般為612段）確定每一段的長(zhǎng)度（跨距）L，并按L調(diào)整可調(diào)橋板兩圓柱的中心距。2、將合像水平儀放于橋板上，然后將橋板從首點(diǎn)依次放在各等分點(diǎn)位置上進(jìn)行測(cè)量。到終點(diǎn)后，自終點(diǎn)再進(jìn)行一次回測(cè)，回測(cè)時(shí)橋板不能調(diào)頭，同一測(cè)點(diǎn)兩次讀過的平均值為該點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。如某測(cè)點(diǎn)兩次

4、讀數(shù)相差較大，說明測(cè)量情況不正常，應(yīng)查明原因并加以消除后重測(cè)。測(cè)量時(shí)要注意每次移動(dòng)橋板都要將后支點(diǎn)放在原來前支點(diǎn)處（橋板首尾銜接），測(cè)量過程中不允許移動(dòng)水平儀與橋板之間的相對(duì)位置。3、從合象水平儀讀數(shù)時(shí)，先從合像水平儀的側(cè)面視窗處讀得千位數(shù)，再?gòu)钠渖隙俗x數(shù)鼓輪處讀得十位和個(gè)位數(shù)。4、把測(cè)得的值依次填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，并用計(jì)算法按最小條件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，求出被測(cè)表面的直線度誤差。五、數(shù)據(jù)處理1、為了作圖的方便，最好將各測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)平均值同減一個(gè)數(shù)而得出相對(duì)差。2、根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)差，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。作圖時(shí)不要漏掉首點(diǎn)（零點(diǎn)），且后一點(diǎn)的坐標(biāo)位置是在前一點(diǎn)座標(biāo)位置的基礎(chǔ)上累加。用直線依次連接各點(diǎn)，得出誤差

5、折線。3、兩條平行直線包容誤差折線，其中一條直線必須與誤差折線兩個(gè)最高（或最低）點(diǎn)相切，在兩切點(diǎn)之間有一個(gè)最低（或最高）點(diǎn)與另一條平行線相切。這兩條平行直線之間的區(qū)域就是最小包容區(qū)域。兩平行線在縱坐標(biāo)上的截距即為被測(cè)表面的直線度誤差值a(角度格值)。4、差值f（m）按下式折算成線性值，并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11841996確定被測(cè)表面直線度的公差等級(jí)。f =iLa式中：i 合像水平儀的分度值 L橋板跨距 a一被測(cè)件的直線度誤差值（格）例：用合象水平儀測(cè)量一長(zhǎng)平面(pngmin)的直線度誤差，儀器的分度值為0.01mm，選用(xunyng)的橋板節(jié)距L200mm，測(cè)量直線度的記錄(jl)數(shù)據(jù)見下表。若

6、被測(cè)面的直線度公差為5級(jí)，試用作圖法評(píng)定該的直線度誤差是否合格。解：數(shù)據(jù)處理的步驟如下： 先將各點(diǎn)的順測(cè)值與回測(cè)值取平均, 簡(jiǎn)化測(cè)量數(shù)據(jù)：a值可取任意數(shù)值，但要有利于相對(duì)差數(shù)字的簡(jiǎn)化，本例取a274格。 將相對(duì)差中的各點(diǎn)讀數(shù)格值在直角坐標(biāo)系中逐一累加描點(diǎn)（如圖32）。 求最小包容區(qū)：先過1點(diǎn)和第5點(diǎn)作一直線，再過第4點(diǎn)作一平行線。則兩條平行線在縱坐標(biāo)上的截距6.5格，即為該被測(cè)件的直線度誤差值（格值）。 求直線度誤差的線值： f = 0.012006.5 = 13 (m) 按GB11841996，直線度5級(jí)公差值為25m。其測(cè)量出的誤差值小于公差值，所以被測(cè)零件直線度誤差合格。測(cè) 量 數(shù) 據(jù)測(cè)

7、點(diǎn)序號(hào)i012345儀器讀數(shù)ai順測(cè)273278275283270回測(cè)275280277285272平均274279276284271相對(duì)差ai00+5+2+10-3坐標(biāo)值yi00+5+7+17+14圖3-2 被測(cè)件直線度誤差(wch)折線圖六、思考題1、目前部分工廠用作圖法求解直線度誤差時(shí)，仍沿用以往的兩端點(diǎn)連線法，即把誤差折線的首點(diǎn)（零點(diǎn)）和終點(diǎn)連成一直線作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，然后再作平行于評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的兩條包容直線，從平行于縱坐標(biāo)來計(jì)量(jling)兩條直線之間的距離作為直線度誤差值。那么：1）、以例題作圖為例，試比較按兩端點(diǎn)連線和按最小條件評(píng)定的誤差值，何者(h zh)合理？為什么？2）假若誤差折

8、線只偏向兩端點(diǎn)連線的一側(cè)（單凸、單凹），上述兩種評(píng)定誤差值的方法的情況如何？2、用作圖法求解直線度誤差值時(shí)，如前所述，總是按平行于縱坐標(biāo)計(jì)量，而不是垂直于兩條平行包容直線之間的距離，原因何在？實(shí)驗(yàn) 零件的內(nèi)徑測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解內(nèi)徑指示表的工作原理和使用方法。2、掌握由測(cè)量結(jié)果（尺寸偏差和幾何形狀偏差）來判斷工件的適用性。儀器說明由內(nèi)徑指示表和裝有械桿系統(tǒng)的測(cè)量裝置所組成，如圖1所示。儀器附有一套固定測(cè)頭以備選用。它是用相對(duì)比較法測(cè)量長(zhǎng)度的，活動(dòng)量頭的移動(dòng)經(jīng)杠桿系統(tǒng)傳給指示表，內(nèi)徑指示表的兩測(cè)量頭放入被測(cè)孔內(nèi)，應(yīng)位于直徑方向上，這是由弦片來保證的。弦片借助彈簧力始終和被測(cè)孔接觸，其接觸點(diǎn)的

9、連線和直徑是垂直的，這樣就保證了兩測(cè)量頭位于被測(cè)孔的直徑上。三、實(shí)驗(yàn)(shyn)步聚1、根據(jù)(gnj)被測(cè)孔的基本尺寸，選擇相應(yīng)的固定量頭旋入量桿上。2、按被測(cè)孔的基本尺寸，選擇(xunz)量塊，并組合到量塊夾中。3、如圖1（C）所示，調(diào)整指示表的零點(diǎn)4、將已調(diào)整好零點(diǎn)的提示表放入被測(cè)孔內(nèi)擺動(dòng)，找到指針偏轉(zhuǎn)的最小值，即為孔的實(shí)際讀數(shù)。5、按測(cè)量示意圖所示，在孔的三個(gè)截面兩個(gè)方向上，共測(cè)六處按孔的驗(yàn)收極限判斷工件的合格性。（a） （b） （c）圖1 測(cè)量示意圖實(shí)驗(yàn) 零件的內(nèi)徑測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)_ 姓名_學(xué)號(hào)_ 成績(jī)_儀器刻度值： 示值范圍： 日期 被測(cè)件精度：_塊規(guī)組尺寸：_測(cè)量示意圖：A B B

10、/ A/測(cè)量數(shù)據(jù)位置方向?qū)嶋H偏差（m）實(shí)際尺寸（mm）-AABBAABB測(cè)量結(jié)果:合格性結(jié)論：理由：教師評(píng)定：實(shí)驗(yàn)(shyn) 齒輪齒圈的徑向(jn xin)跳動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)(shyn)目的1、增強(qiáng)齒輪加工誤差的感性認(rèn)識(shí)。2、掌握齒圈徑向跳動(dòng)的測(cè)量方法。二、儀器說明本實(shí)驗(yàn)是在偏擺檢查儀上測(cè)量齒輪齒圈徑向跳動(dòng)誤差。偏擺儀的構(gòu)造如圖1所示。圖1 偏擺儀1-床身 2-前頂尖(dn jin)座 4-前、后頂尖 5-千分表架 6-支架座 7-后頂尖座偏擺儀由儀器床身1，前、后頂尖4，和支架座6四個(gè)主要部件組成，二頂尖座和支架座可沿儀器底座導(dǎo)軌面移動(dòng)，并通過把手將其緊固在儀器座上，兩個(gè)頂尖分別(fnbi)裝在

11、固定套管和活動(dòng)套管內(nèi)，按動(dòng)桿杠便可使活動(dòng)套管后退，當(dāng)放松杠桿時(shí)，活動(dòng)套管又借彈彈簧的作用前移。測(cè)量(cling)原理齒圈徑向跳動(dòng)是指齒輪固定弦至齒輪回轉(zhuǎn)中心的距離的最大變動(dòng)量。圖2為其測(cè)量示意圖，1為被側(cè)齒輪，2為圓柱體作量頭，3為千分表。齒圈徑向跳動(dòng)的數(shù)值能反映齒輪幾何偏心的大小，所以它與公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量用來測(cè)定齒輪運(yùn)動(dòng)精度的好壞。圖2 齒圈徑向跳動(dòng)測(cè)量示意圖齒圈徑向跳動(dòng)的測(cè)量可用一圓柱體作量頭，測(cè)量此圓柱體相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心的距離變動(dòng)量，即為齒圈徑向跳動(dòng)量。因?yàn)閳A柱體與兩齒輪側(cè)面在固定弦齒厚處接觸，切點(diǎn)連線即為固定弦齒厚，所以，齒圈徑向跳動(dòng)可以用此圓柱體相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心的變動(dòng)量來表示。齒圈徑向(

12、jn xin)跳動(dòng)也可用錐有為2a的楔形量頭來測(cè)量。本次(bn c)實(shí)驗(yàn)用圓柱體作量頭。四、實(shí)驗(yàn)(shyn)步聚1、擦凈儀器工作表面和被測(cè)零件的表面，特別注意擦凈頂尖孔。2、根據(jù)被測(cè)齒輪的寬度，移動(dòng)前頂尖座和后頂尖座至相應(yīng)位置。然后，用手把加在固定。3、將齒輪裝在兩頂尖上，此時(shí)應(yīng)先按動(dòng)杠桿，使裝有后頂尖的活動(dòng)套管退回，然后放松杠桿，借助彈簧的作用頂住齒輪。應(yīng)保證齒輪與頂按觸可可靠，并且轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。4、緊固手把，使活動(dòng)套管牢靠地固定住。5、將作量頭用的圓柱體放入齒間，然后將千分表的量頭和圓柱體接觸，并給千分表一定的預(yù)壓量。6、用手轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，千分表指針的讀數(shù)差最大值即為被測(cè)齒輪的徑向跳動(dòng)誤差。7、記

13、錄數(shù)據(jù)8、評(píng)定合格性五、思考題1、齒圈徑向跳動(dòng)包含了那些誤差？實(shí)驗(yàn) 齒輪齒圈的徑向跳動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)_ 姓名_學(xué)號(hào)_ 成績(jī)_實(shí)驗(yàn)儀器名稱 儀器測(cè)量范圍及刻度值 被測(cè)齒輪模數(shù)m齒數(shù)Z壓力角a齒輪公差標(biāo)注齒圈徑向跳動(dòng)公差（FRm）齒序讀數(shù)（m）齒序讀數(shù)（m）齒序讀數(shù)（m）測(cè)量數(shù)據(jù)191721018311194122051321614227152381624測(cè)量結(jié)果齒圈徑向跳動(dòng)Fr合格性結(jié)論理由教師評(píng)定實(shí)驗(yàn)(shyn) 用立式光學(xué)計(jì)和機(jī)械(jxi)比較儀測(cè)量軸 Measuring shaft diameter experiment (Using vertical type optical comp

14、arator and mechanical comparator) 1.實(shí)驗(yàn)(shyn)目的 1.1 立式光學(xué)計(jì)和機(jī)械比較儀的工作原理及使用方法。 1.2 熟悉軸的直徑及其形狀誤差的測(cè)量方法。 1.3 學(xué)會(huì)基本的測(cè)量誤差處理方法。 2.設(shè)備(shbi)與器材 立式光學(xué)計(jì)臺(tái)、機(jī)械(jxi)比較儀臺(tái)、被測(cè)軸和相同尺寸量塊各組。 3.實(shí)驗(yàn)原理(yunl)與方案 機(jī)械比較儀、立式光學(xué)計(jì)主要用于作長(zhǎng)度比較測(cè)量。要先用量塊將標(biāo)尺和指針調(diào)到零位，被測(cè)尺寸對(duì)量塊的偏差可從儀器標(biāo)尺上讀得。并可對(duì)某軸的固定部位進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，計(jì)算測(cè)量誤差。 3.1 機(jī)械比較儀 機(jī)械杠桿齒輪比較儀是利用杠桿齒輪傳動(dòng)的原理，它的外

15、形與傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖2-1，其分度值為0.001毫米，標(biāo)尺的示值范圍為0.1毫米。 圖2-1杠桿齒輪比較儀 杠桿齒輪(chln)比較儀的放大比為3.2 立式(l sh)光學(xué)計(jì)主要組成見外形圖2-2。由底座(dzu)1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作臺(tái)11等幾部分組成。 立式光學(xué)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)圖2-3所示。光線由進(jìn)光反射鏡6進(jìn)入光學(xué)計(jì)管中，由通光棱鏡7將光線轉(zhuǎn)折90度，照亮了分劃板4上的刻度尺9?？潭瘸呱嫌?100格的刻線，此處刻線作為目標(biāo)，位于物鏡2的焦平面上。由刻度尺9發(fā)出的光線經(jīng)棱鏡3后轉(zhuǎn)折90度，透過物鏡2成為平行光線，射向平面反射鏡，平行光線被反射回來，重新透過物鏡2，再經(jīng)棱鏡3匯聚于分劃

16、板4的另一半上，此處有一指示線8。當(dāng)測(cè)量桿5上下移動(dòng)時(shí)，推動(dòng)平面反射鏡產(chǎn)生擺動(dòng)，于是刻度尺9的像相對(duì)于指示線產(chǎn)生了移動(dòng)，移動(dòng)量可通過目鏡10進(jìn)行讀數(shù)。 圖2-2 立式光學(xué)(gungxu)計(jì)外形圖 圖2-3立式(l sh)光學(xué)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)圖 4.實(shí)驗(yàn)步驟(bzhu)、方法與注意事項(xiàng) 根據(jù)被測(cè)零件表面的幾何形狀來選擇測(cè)量頭，使測(cè)量頭與被測(cè)表面盡量滿足點(diǎn)接觸。測(cè)量頭有：球形、平面和刀口形三種。測(cè)量平面或圓柱面零件時(shí)選用球形測(cè)頭。測(cè)量球面零件時(shí)選用平面形測(cè)頭。測(cè)量小圓柱面工件時(shí)選用刀口形測(cè)頭。 4.1 按被測(cè)零件的基本尺寸組合量塊和選擇測(cè)量頭。 4.2 儀器調(diào)零位：如圖22，將組合好量塊組的下測(cè)量面置于

17、工作臺(tái)11中央， 并使測(cè)量頭12對(duì)準(zhǔn)上測(cè)量面中央。粗調(diào)：松開支臂緊固螺釘8，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母 7，使支臂3緩慢下降，直至到測(cè)量頭與量塊上測(cè)量面輕微接觸，并在視場(chǎng)中看 到刻度尺象，將螺釘8鎖緊。細(xì)調(diào)：松開緊固螺釘10，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)輪9，直至在 目鏡中觀察到刻度尺象與指示線接近為止，然后擰緊螺釘10。微調(diào)：轉(zhuǎn)動(dòng)刻度尺微調(diào)螺釘13見圖23。使刻度尺的零線影象與指示線重合后，用手指壓下測(cè)頭提升杠桿5不少于三次，使零位穩(wěn)定，調(diào)零結(jié)束。 4.3 將測(cè)頭抬起取下量塊，放入被測(cè)量件，按實(shí)驗(yàn)規(guī)定(gudng)的部位測(cè)量，并將測(cè)量的 結(jié)果(ji gu)填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。 5.測(cè)量與處理(chl)數(shù)據(jù) 儀器名稱刻度值示值范圍測(cè)量范圍零件名稱零件基本尺寸及極限偏差塊規(guī)組合尺寸修正量重復(fù)10次測(cè)量一個(gè)零件同一個(gè)部位的尺寸并計(jì)算測(cè)量誤差序號(hào)