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1、互换性与测量技术基础实验指导书机械制造教研室注意事项一、学生在上课前应认真阅读实验指导书和实验装置、仪器设备的介绍，了解实验目的、测量方法、测量步骤和测量结果的处理。二、学生应按规定的时间来做实验。进实验室后按要求签到。如有特殊情况必须办理请假手续，并尽快利用空闲时间来补做实验。三、学生在做实验过程中应保持良好的环境，爱护室内公共卫生，遵守实验室相关规定。四、在开始实验时，应严格遵守操作规程，听实验指导老师讲解全过程后，方可开展实验，使用仪器和器具。填写实验记录要认真仔细，独立完成每项实验的全部测量过程。五、在实验教学过程中，如发生事故，应停止实验，及时通报，经实验指导老师查明原因，排除故障后
2、，再恢复实验的正常进行。六、实验完毕，应将使用过的量具、仪器、附件和工件的金属表面擦洗干净，归还原处，主动清理实验现场后，经指导老师认可同意，方可离开实验室。七、实验报告应在规定的时间内，交给实验指导老师批阅。八、实验室为开放性的实验室，与实验指导老师预约后，可以利用空闲时间开设不作要求的实验，熟悉仪器设备的使用和操作，加深基本概念的理解，提高检测动手能力。实验一 光滑工件轴颈尺寸的测量一、实验目的 熟悉使用外径千分尺测量轴颈尺寸误差的方法和特点。认真体会“局部实际尺寸（实际误差）”概念。 二、设备与器材 外径千分尺个和实验用轴1个。三、实验原理与方法 1.机械外径千分尺的简介：千分尺是比游标
3、卡尺更精密的长度测量仪器。常见的机械千分尺如下图所示。它的量程为25mm，分度值是0.01mm，由固定的尺架、测砧、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置和锁紧装置等组成。2.外径千分尺刻度及分度值说明：（1）固定套管上的水平线上、下各有一列间距为1mm的刻度线，上刻度线在下侧两相邻刻度线中间。（2）微分筒上的刻度线是将圆周分为50等分的水平线，它是做旋转运动的。（3）根据螺旋运动原理，当微分筒旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距0.5mm。即，当微分筒旋转一个分度后，它转过了1/50周，这时螺杆沿轴线移动了，因此利用千分尺可以准确读出0.01mm的数值。3.外径千分尺的零位校准（1）零位是否
4、校准。方法：步骤一：松开锁紧装置，清除油污；步骤二：确认测砧与测微螺杆间接触面清洗干净。（2）微分套筒的端面是否与固定套筒零线重合。重合的标志：微分套筒的端面与固定套筒零线重合，同时可动刻度与固定刻度水平横线重合不重合的处理方法：先旋转旋钮，至螺杆快接近测砧时，旋转测力装置，当螺杆刚与测砧接触时会听到咔咔声，停止转动确认是否重合。如仍不重合，送去处理。4.外径千分尺的测量方法步骤一：将被测物擦干净，千分尺使用时轻拿轻放；步骤二：松开千分尺锁紧装置，校准零位，转动旋钮， 使测砧和测微螺杆之间的距离略大于被测物体；步骤三：一只手拿千分尺的尺架，将待测物置于测砧与测微螺杆的端面之间，另一只手转动旋钮
5、，当螺杆要接近物体时，改旋测力装置直至听到咔咔声后再轻轻转动0.5-1圈；步骤四：旋紧锁紧装置（防止移动千分尺时螺杆转动），即可读数。5.外径千分尺的读数（1）先以微分筒的端面为准线。读出固定套管下刻度线的分度值；（2）再以固定套管上的水平衡线作为读书准线，读出可动刻度上的分度值，读数时应估读到最小度的十分之一，即0.001mm；（3）如微分筒的端面与固定刻度的下刻度线之间无上刻度线，测量结果即为下刻度线的数值加可动刻度的值；（4）如微分筒的端面与下刻度线之间有一条上刻度线，测量结果应为下刻度线的数值加上0.5mm，再加上可动上刻度的数值。6.外径千分尺零误差的判定校准好的千分尺，当测微螺杆与
6、测砧接触后，可动刻度尺的零线与固定刻度上的水平横线应该是对齐的，如下图-所示；如果没有对齐，测量时就会产生系统误差零误差。如无法消除零误差，则应考虑它们对读数的影响。（1）可动刻度的零线在水平线上方，且第x条刻度线与横线对齐，即说明测量时的读数要比真实值小x/100mm，这种零误差叫做负零误差，如图-所示。（2）可动刻度的零线在水平线下方，且第y条刻度线与横线对齐，则说明测量时的读数要比真实值小y/100mm，这种误差叫正零误差，如图-所示。对于存在零误差的千分尺，测量结果应等于读数减去零误差，即：物体直径=固定刻度读数+可动刻度读数-零误差。四、实验步骤与注意事项1.在测量前，必须校对其零位
7、，也即通常所称的对零位。对于测量范围025毫米的千分尺，校对零位时应使两测量面接角；对于测量范围大于25毫米时，应在两测量面间安放尺寸为其测量下限的对量棒后进行测量。 调整零位，必须使微分筒上的棱边与固定套管上的“0”线垂合，同时要使微分筒上零线对准固定套管上的纵刻线。2.使用时应该用手握住隔热装置，否则会增加测量误差。一般情况下，应注意外径千分尺和被测工作具有相同的温度。3.千分尺两测量面将与工件接触时，要使用测力装置，不要直接转动微分筒。4.千分尺测量轴的中心线要与工作被测长度方向相一致，不要歪斜。5.千分尺测量面与被测工作相接触时，要考虑工作表面几何形状。6.在测量被加工的工件时，工件要
8、在静态下测量，不要在工件转动或加工时测量，否则易使测量面磨损，测杆扭弯，甚至折断。7.按被测尺寸调节外径千分尺时，要慢慢地转动微分筒或测力装置，不要握住微分筒挥动或摇转尺架，以致使精密测微螺杆变形。五、主要仪器设备及耗材1.外径千分尺2.轴试件3.无水乙醇、棉纱六、思考题1.检测轴颈有几种方法（举三个例子）？2.简述用外径千分尺测量轴颈的步骤？3.测量结果的数据中包含几种误差，简述各种误差的处理方法？实验器材：仪器名称刻度值（mm）示值范围（mm） 测量范围（mm）零件名称零件基本尺寸及极限偏差实验数据序号测量值残余误差=123456789101. 计算单次测量的标准差估计值（mm）：2. 计
9、算测量列算术平均值的标准差估计值（mm）：3.计算测量列的极限误差4.确定测量结果（mm）：实验二 齿轮的公法线长度变动量及公法线平均长度偏差的测量公法线长度变动量是指齿轮一转范围内，实际公法线长度的最大值与最小值之差。公法线平均长度偏差是指齿轮一周范围内，公法线长度的平均值与公称值之差，本实验采用公法线千分尺来测量齿轮的公法线长度。一、实验目的1. 掌握测量齿轮公法线千分尺的方法。2. 加深对齿轮公法线平均长度偏差和公法线变动量的理解。二、实验内容用公法线千分尺测量齿轮的公法线长度变动量及公法线平均长度偏差。三、计量器具及测量原理说明公法线千分尺的外形如图1所示，它的结构、使用和读数方法同普
10、通的千分尺一样，仅量砧制成蝶形，以使蝶形量砧能伸进齿间进行测量。公法线千分尺可测量模数在0.5mm以上外啮合圆柱齿轮的公法线长度，主要用来直接测量直齿、斜齿圆柱齿轮和变位直齿、斜齿圆柱齿轮的公法线长度，公法线长度变动量以及公法线平均长度偏差。亦可用于测量工件特殊部位的尺寸，如筋、键、翅、成形刀具的刃、弦齿等的厚度。其实用方法如下：1.根据被测齿轮的公法线长度，选择测量范围合适的公法线千分尺。2.使用前清净测量面和测微螺杆，检查相互作用是否良好。3.公法线千分尺的调零方法：如零位存在不超过0.02mm的微小误差，应使用产品盒中配套的扳子调整，将单爪端插入固定套管的小孔内，转动固定套管，即可调零。
11、如零位误差较大，用扳子单爪端旋松测力装置，持小锤轻震微分筒尾端，使其与测微螺杆脱开，转动微分筒对零后，再用扳子单爪端旋紧测力装置。4.测量时先固定测砧与齿轮外廓的被测面接触（如图2），在缓慢进给测微螺杆，使活动测砧的侧两面与齿轮的另一被测量面接触，将要接触时，通过转动测力装置渐进量面，听见“咔咔”声，感觉测力装置里打滑空转，表明测力装置卸荷有效，量面已接触上，即可读数。图25.读取数值。因微分筒每转动两圈测微螺杆移动1mm，故在微分筒棱边离开整数刻度后的第一圈内，可用固定套管的整数加微分筒的读数直接读取测量值；当微分筒在第一圈与第二圈之间时，应能看到固定套管上整数刻度上面的半毫米刻度，这时，整
12、毫米数加0.5mm；再加微分筒的读数即为公法线长度测量值（如图3）公法线长度是指与两异名齿廓相切的两平行平面之间的距离（如图2），该两切点的连线切于基圆，因而选择适当的跨齿数则可使公法线长度在齿高中部测得。四、实验步骤1.计算公法线长度W和跨齿数n。公法线长度公称值W为式中 m模数； 压力角，inv=tan-； x变为系数； z齿数； n跨齿数。当=200 ，x=0时 （取整数）2.按确定的跨齿数，使两测砧分别与齿轮的非同名的齿廓接触，测量实际的公法线长度。3.计算和式中、测得公法线实际长度的最大值和最小值。4.判断被测零件的合格性。5.填写实验报告五、公法线千分尺的使用注意事项：1.公法线千
13、分尺的测砧为圆盘状，测量面的平面度、平行度和表面洁度要求较高，使用或清洗时应特别注意。测量时，使用测力装置，则可避免由于测力过大或不均而使圆盘变形，增大测量误差。2.测量时不要使公法线千分尺测量面在其边缘0.5毫米处与齿面接触，尽可能接触在里面一些，因为测量面0.5毫米允许有塌边，同时由于测力影响。如在边缘接触，测量面变形就较大，都易使测量误差增大。3.测量公法线长度时，若用量块为标准以比较法测量，则可提高测量精度。六、主要仪器设备及耗材1.公法线千分尺2.齿轮、平板3.无水乙醇、棉纱七、思考题1.测量齿轮的公法线长度有哪些常用的计量器具？2.公法线长度变动量和公法线平均长度偏差有何区别和联系？3.侧隙的评定指标中，公法线平均长度偏差比齿厚偏差优越之处何在？4.公法线长度变动，与那些指标结合，能评定齿轮的什么运动精度？实验数据：被测齿轮模数m齿数Z压力角跨齿数n公差标注编号公法线长度变动公差公法线平均长度的上偏差公法线平均长度的下偏差计量器具名称测量范围分度值测量记录齿序实测读数齿序实测读数齿序实测读数齿序实测读数110192821120293122130413223151423326152433716253481726359182736公法线平均长度公法线平均长度偏差公法线长度变动量合格性判断实验三 表面粗糙度的测量表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平
