百分表设计说明书王娟副本

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1、哈 尔 滨 理 工 大 学课 程 实 践 题 目： 百分表的设计 姓 名： 王娟 班 级： 测控11-1班 学 号： 1105010124 指导教师： 成 绩： 2014年06月04日目录第一章 绪论1一、百分表简介1二、百分表的组成和结构1三、百分表的工作原理及用途2四、百分表使用方法2五、百分表的使用与维护注意事项3第二章 设计任务书4一、目的4二、任务4三、设计目标5第三章 百分表主要机构的设计方案5一、表体部分5二、传动系统6三、读数装置6第四章 各零件主要参数计算7一、示数装置设计7二、传动系统设计8三、消除空回用游丝的设计10四、测力弹簧的设计11第五章 齿轮的失效形式和误差分析1

2、5一、失效的主要形式15二、百分表的误差分析15三、百分表的精度分析15 设计总结18 致谢18 参考文献20第一章 绪论一、百分表简介百分表的英文名称是Dial Indicators ，是由美国的BC。艾姆斯于1890年制成的，百分表通常由测头、量杆、防震弹簧、齿条、齿轮、游丝、圆表盘及指针等组成。百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动，将测杆的微小直线位移经齿轮放大，变为指针的角位移的计量器具，主要用于测量制件的尺寸和形状、位置误差以及小位移的长度测量等。百分表的圆表盘上印制有100 个等分刻度，即每一分度值相当于量杆移动0.01毫米。若在圆表盘上印制有200个或 100个等分刻度 ，则每一分

3、度值为0.001毫米或0.002毫米 ，这种测量工具即称为千分表。改变测头形状并配以相应的支架，可制成百分表的变形品种，如厚度百分表、深度百分表和内径百分表等。如用杠杆代替齿条可制成杠杆百分表和杠杆千分表，其示值范围较小，但灵敏度较高。此外，它们的测头可在一定角度内转动，能适应不同方向的测量，结构紧凑。它们适用于测量普通百分表难以测量的外圆、小孔和沟槽等的形状和位置误差。百分表的结构较简单，易于制造和维修，由于它的传动机构是齿轮系，故外廓尺寸小、重量轻、传动机构惰性小、传动比较大、可采用圆周刻度，并且有较大的测量范围，不仅能作比较测量，也能作绝对测量。由于上述一些优点，百分表在工厂中应用极广。

4、它的缺点是回程误差较大，精度提高受到本身结构的限制，不易做精度很高的测量工作。百分表是利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具，百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动,将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量器具。百分表是齿轮传动式测微量具.由于它的外形与钟表相似,又称为钟表式百分表。二、百分表的组成和结构百分表通常由测头、量杆、防震弹簧、齿条、齿轮、游丝、圆表盘及指针等组成。百分表的构造主要由3个部件组成：表体部分、传动系统、读数装置。百分表的读数方法为：先读小指针转过的刻度线（即毫米整数），再读大指针转过的刻度线（即小数部分），并乘以0.01，然后两者相加，即得到所测量的数值。百分表的结构

5、较简单,传动机构是齿轮系,外廓尺寸小,重量轻,传动机构惰性小,传动比较大,可采用圆周刻度,并且有较大的测量范围,不仅能作比较测量,也能作绝对测量。三、百分表的工作原理及用途传动原理： 百分表的工作原理是将被测尺寸引起的测杆微小直线移动,经过齿轮传动放大,变为指计在刻度盘上的转动,从而读出被测尺寸的大小。百分表的读数准确度为 0.01mm。百分表的结构原理如图3所示。当测量杆1向上或向下移动1mm时，通过齿轮传动系统带动大指针5转一圈，小指针7转一格,打刻度盘在圆周上有100个等分格，小刻度盘在周围有20个登上格。大指针每格的读数值为0.01mm。小指针每格读数为l rnm。测量时指针读数的变动

6、量即为尺寸变化量。刻度盘可以转动，以便测量时大指针对准零刻线。如图所示外界微小位移通过测杆1传递给齿轮2，齿轮2与齿轮3同轴且相连为一体，它们有相同的角速度，由于齿轮2与齿轮3有不同的分度圆半径，这样导杆1的微小位移就可以在齿轮3的分度圆上得到放大，放大倍数是齿轮2与3的半径比。即： (1-1)齿轮4又分别与齿轮2齿轮6相啮合，这样一方面，齿轮3分度圆上的线位移可以转换成齿轮4的角位移，带动大指针5的转动；另一方面，齿轮4的线位移通过4,6啮合有可以转换成6的角位移，齿轮6中心轴上带有小指针。根据测量的要求，导杆每转动1mm大指针转动一周，小指针转动 周。 用途：主要用于测量制件的直线度、平面

7、度、圆度和圆柱度等形状误差和平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度和位置度等位置误差。分度值为0.01mm,测量范围为0-3、0-5、0-10mm。机械百分表是齿轮传动式测微量具，测量范围0-10mm（或0-5mm）。它不仅能作比较测量，也能做绝对测量。图1 传动结构图图中： 为导杆1也是齿轮2 分度圆上的线位移，S3为齿轮3分度圆上的线位移，为齿轮2的分度圆直径，为齿轮3的分度圆直径， 为齿轮4的分度圆直径，为齿轮6的分度圆直径，为齿轮2的模数，为齿轮3的模数，为齿轮4的模数，为齿轮6的模数，为齿轮2的齿数，为齿轮3的齿数，为齿轮4的齿数，为齿轮6的齿数， 分别为齿轮2和4的转动角。四、百分

8、表使用方法1. 使用前，应先检查该百分表是否在受控范围，检查测量杆活动的灵活性。即轻轻推动测量杆时，测量杆在套筒内的移动要灵活，没有如何轧卡现象，每次手松开后，指针能回到原来的刻度位置。2. 使用时，必须把百分表固定在可靠的夹持架上。切不可贪图省事，随便夹在不稳固 的地方，否则容易造成测量结果不准确，或摔坏百分表。图2 安装在专用夹持架上的百分表3. 测量时，不要使测量杆的行程超过它的测量范围，不要使表头突然撞到工件上，也不要用百分表测量表面粗糙度或有显著凹凸不平的工作。测量杆必须垂直于被测量表面，即使测量杆的轴线与被测量尺寸的方向一致，否则将使测量杆活动不灵活或使测量结果不准确。4. 测量平

9、面时，百分表的测量杆要与平面垂直，测量圆柱形工件时，测量杆要与工件的中心线垂直，否则，将使测量杆活动不灵或测量结果不准确。5. 为方便读数，在测量前一般都让大指针指到刻度盘的零位。6、 用百分表校正或测量零件时，该当使测量杆有一定的初始测力。即在测量头与零件外表接触时，测量杆应有0.31mm的紧缩量(千分表可小一点，有0.1mm即可)，使指针转过半圈左右，然后转动表圈，使表盘的零 位刻线对准指针。悄悄地拉入手提测量杆的圆头，拉起和抓紧几次，反省指针所指的零位有无改动。当指针的零位波动后，再开端测量或校正零件的任务。假如是校 正零件，此时开端改动零件的绝对地位，读出指针的偏摆值，就是零件装置的偏

10、向数值。7. 读数：先读小指针转过的刻度线（即毫米整数），再读大指针转过的刻度线（即小数部分），并乘以0.01，然后两者相加，即得到所测量的数值。五、百分表的使用与维护注意事项1 百分表是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地下。2 应定期校验百分表精准度和灵敏度。3. 百分表使用完毕，用棉纱擦拭干净，放入卡尺盒内盖好。4. 要严厉避免水、油和灰尘渗入表内，测量杆上也不要加油，以免粘有灰尘的油污进入表内，影响表的灵敏性。5. 百分表和千分表不运用时，应使测量杆处于自在形态，免使表内的弹簧生效。如内径百分表上的百分表，不运用时，应拆下保管6. 为保证测量准确，在测量时应使测杆垂直被测表

11、面，在测圆柱形工件时应使测杆与工件直径方向一致。7. 使用时要轻拿轻放，不要过多拨动测头，以免加速表内零件的磨损，尤其是不要使测量杆移动距离太大，即不要超出表的测量范围，否则会挤断表内零件。8. 对于毛坏或有显著凸凹表面的工件，不应用百分表进行测量，以防损坏百分表。9. 成套的百分表，还应注意支架的保养，使其完整无损。磁性表架用完后，应将中间的开关推向一端，使铁块失去磁性，以保证使用时有足够磁性。第二章 设计任务书一、目的本次课程设计是精密机械设计课的重要组成部分，是打好技术基础和进行技能训练的重要环节。其目的是：（1）巩固精密机械设计课程所学内容，综合运用所学课程的知识进行设计，培养分析和解

12、决实际工程问题的能力；（2）学习仪器结构设计的一般方法和步骤，提高机械设计水平，树立正确的设计思想；（3）扩大知识范围，学会运用各类技术资料，包括技术标准、手册等。本课程实践主要培养学生的认知能力、设计能力及计算机绘图的能力等。目标在于培养学生综合运用AutoCAD计算机绘图、机械制图、精密机械设计基础和其他选修课程的知识和操作技能，进行仪器仪表结构设计及绘图，以进一步巩固、加深和拓宽所学知识。通过课程实践，使学生逐步学会运用CAD快捷准确地绘制仪器仪表结构设计图，熟练掌握计算机绘图软件AutoCAD的绘制类和编辑类命令，掌握二维工程图的绘制，培养分析问题和解决问题的能力。通过零件图、装配图等

13、的绘制，进一步巩固所学的知识，为后续课程的学习和仪器仪表设计及毕业设计打下良好的基础，也为在今后的工作中应用计算机绘图作基本技能的训练，并培养学生团队组织、协作能力，锻炼其处理问题的综合能力和素质。 课程实践的过程实质是运用前期基础知识进行仪器仪表的拆装、结构分析、设计计算及绘图的过程，实践过程中涉及的结构设计程序并不是一成不变的，仪器仪表结构设计的方案分析、设计计算和绘图有时会交替进行。某些设计需要联系实际问题和应用背景条件不断加以修改及优化。随着工业和技术的发展，各种元器件、机构、产品、材料等各方面的标准不断更新或扩大，设计时凡是形成标准的，注意首先选用。二、任务设计一种机械式百分表，在分

14、析样图和参考图的基础上，进行结构方案的比较和选择。包括示数装置、传动系统、消除空回装置、产生测力装置、导轨、支承、限动器和联接等。然后进行总体布局、设计计算，绘制草图和正式图，编写说明书。三、设计目标1、技术条件：1) 百分表的测量范围为05毫米或010毫米；分度值为0.01毫米。2) 量杆行程至少应超过工作行程0.5毫米。3) 百分表的外壳直径不大于60毫米，装卡部分直径为，装卡部分长度16毫米。4) 百分表的测量力在0.49至1.47之间，同一点正反向测量力之差不大于0.45。5) 本表为一级精度百分表，其示值误差、回程误差和示值变化要求如下： 全量程示值无误差不大于0.020毫米； 任意一毫米示值误差不大于0.009毫米； 空回误差不大于0.005毫米； 示值变化不大于0.003毫米。2、设计内容：1) 总装配图一张（一号图纸）2) 零件图12张（四号图纸）3) 设计说明书一份第三章 百分表主要机构的设计方案一、表体部分表体部分包括圆表盘、测头和量杆。表盘尺寸要直径小于等于60毫米。测头是用于加长百分表的装置，一边一般与百分表联接，另一边为小球状侧头。量杆要求在套筒内能够灵活上下运动但不能左右转动。二、传动系统传动系统包括齿轮、齿条、弹簧和游丝。百分表需要齿轮和齿条来将微小的直线位移放大变为指针的转动。齿条可以使直线位移转化成转动