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1、学生实验守则 一、 学生必须按时到达实验室做实验，不得无故迟到、旷课。二、 学生做实验时，应事先与有关实验人员联系，在规定的时间内进行实验。三、 实验课前，学生必须预习有关实验内容，了解本次实验的目的、要求、仪器设备、实验原理、实验步骤等。四、 学生进入实验室后，要遵守实验室的各项规章制度，爱护公共财物，注意人身安全，不得喧闹谈笑，不做与实验无关的事。五、 开始实验前，先对照实物了解仪器设备的使用方法，认真做好实验前的准备工作。启动设备之前，须经指导教师检查认可。六、 实验过程中，要遵守仪器设备的操作规程，正确操作，仔细观察实验现象，真实、完整的记录实验数据和结果。七、 仪器设备发生故障时，应
2、及时关机，切断电源、水源、气源，并报告指导教师。若有损坏，按学校有关规定进行处理。八、 应将实验数据或结果送交指导教师审阅、签字，经许可后，将仪器设备恢复原状，并做好实验现场的环境卫生。目 录实验一、表面粗糙度的测量实验二、产品质量检验与分析用立式光学计测量外径实验三、直线度误差的测量实验四、圆柱齿轮的测量41 齿轮周节偏差和周节积累误差得测量42 齿圈径向跳动的测量43 齿轮公法线长度变动量和公法线平均长度的测量44 基节偏差的测量45 分度园齿厚偏差的测量互换性与测量技术实验指导书实验一 表面粗糙度的测量一、 实验目的1、 了解用光切显微镜和手持式粗糙度仪测量表面粗糙度的原理和方法。2、
3、加深对表面粗糙度和微观不平度十点高度RZ的理解。3、 熟悉表面粗糙度RZ、Ra、y、Rq等参数并加强理解。二、 实验要求用光切显微镜和手持式粗糙度仪测量表面粗糙度RZ的值。用手持式粗糙度仪测量表面粗糙度RZ、Ra、y、Rq等参数的值。三、 光切显微镜测量原理和仪器说明微观不平度十点高RZ是指在取样长度内，5个最大的轮廓峰高平均值与5个最大的轮廓谷深平均值之和。图11 RZ = 式中：ypi第i个最大的轮廓峰高 yvi第i个最大的轮廓谷深 图11光切显微镜主要用于测量表面粗糙度参数RZ，也可测量Ry。测量范围为RZ800.8um。光切显微镜的外形如图12 紧固螺钉 横臂微调手轮升降螺母立柱底座工
4、作台物镜燕尾导板手柄壳体测微鼓轮目镜底座上装有立柱，显微镜主体通过横臂2与立柱联接。转动升降螺母4可使横臂连同显微镜主体沿立柱上下移动，进行粗调焦，用紧定螺钉1将横臂固定在立柱上，手轮3可对显微镜进行微调焦。 图12 9J型光切显微镜外形图光切显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图13所示，被测表面为P1P2阶梯表面，当一束平行光以45方向投射至阶梯表面上时，就被折射成S1和S2两段，从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S1和S2两段光带的放大像S和S。同样S1和S2之间的距离h也被放大为S和S之间的距离h。通过测量与计算，可求得被测表面的阶梯高度h。图14为光切显微镜的光学系统图。由
5、光源发出的光经聚光镜，狭缝，物镜以45o方向投射到被测工件表面上。调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内，经物镜成像于目镜分划板G上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带入图15。光带边缘即工件表面上被照亮了的h1的放大轮廓像h，测量出h并通过计算即可求的被测表面的不平高度h。h = h1cos45o =cos45o式中：N为物镜放大倍数为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（如图16）和被测量光带边缘h成45o斜角（图15所示），故目镜测微器刻度套筒上的读数值与不平度关系为=所以 图16四、 光切显微镜使用测量步骤 根据被测工件表面粗糙度的要求，按表一选择合适的物镜组，安装在燕尾
6、导板9上。 接通电源。 擦净被测工件。把它安放在工作台上，并使被测表面的加工纹理方向与光带垂直。 调整升降螺母4进行粗调焦，再用微调手轮3进行微调，使视场中央出现最清晰的狭缝像和表面轮廓像。 松开目镜筒的螺钉转动测微目镜，使目镜中十字线的水平线与与狭缝像平行后，将螺钉紧固。 旋转目镜测微器的测度套筒，使目镜十字线与光带轮廓某以便的峰或谷相切如图15所示。并从测微器读出被测表面的峰或谷的数值，依此类推。在取样长度范围内分别测出5个最大的峰的轮廓高和5个最大轮廓谷深的数值，然后计算出RZ的数值。 纵向移动工作台，在评定长度范围内，测出三个取样长度的RZ值，取它们的平均值作为被测表面的不平度平均高度
7、，按下式计算。 RZ（平均）= 根据计算结果，判断被测表面粗糙度的实用性。表一物镜放大倍数N总放大倍数视场直径（mm）物镜工作距离（mm）测量范围RZ（um）7X60X2.517.8108014X120X1.36.83.21030X260X0.61.61.66.360X520X0.30.650.83.2 将该工件表面用相应加工方法的表面粗糙度样板做目测评定RZ值。五、 目镜测微器分度值C的确定 将玻璃标准刻度尺置于工作台上，调节显微镜焦距并移动标准刻度尺，使在目镜视场内能看到清晰的刻度尺刻线如图17。 参看图12松开螺钉转动目镜测微器，使十字线交点运动方向与刻度尺平行然后紧固螺钉。 按表二选定
8、标准刻度线格数Z，将十字线交点移至与某条刻度线重合（如图17的实线位置），读出第一读数n1，然后，将十字线移动Z格（如图17虚线位置），读出第二读数n2，两次的读数差为：A=n1 n2 计算测微器刻度套筒上一个刻度间距所代表的实际被侧值(即分度值C)。 C=式中T标准刻度尺的刻度间距（10um）把从目镜测微器测得的十点读数平均值乘上C值即求得RZ值RZ=Ch表二物镜标准倍数N7X14X30X60X标准刻度尺刻线数Z100503020六、 手持式粗糙度仪的测量原理和仪器说明手持式粗糙度仪是采用最新的微电子高科技产品。它适用于生产现场，可测量多种机加工零件的表面粗糙度，根据选定的测量条件计算相应的
9、参数，在液晶显示器上清晰地显示出全部测量参数和轮廓图形。该仪器在测量工件表面时，将传感器放在工件被测表面上，由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测量表面做等速滑行，传感器通过内置的锐利触针感受被测量表面的粗糙度，此时工件被测量表面的粗糙度引起触针产生位移，该位移使传感器电感线圈的电感量产生变化，从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面粗糙度成正比例的模拟信号，该信号经过放大及电平转换之后进入数据采集系统，DSP芯片将采集的数据进行数字滤波和参数计算，测量结果在液晶显示器上读出，也可在打印机上输出，还可以与PC机进行通讯。仪器结构如图18所示。图18 TR200粗糙度仪结构外形七、 手持式粗糙度仪的
10、测量操作1、 开机检查电池电压是否正常。2、 清理干净被测工件表面。 图19前视图 图110测视3、 调整传感器与被测工件成水平（见图19、图110），并保证触针与工件表面垂直。 图111 测量方向4、 测量方向与工件表面加工纹理方向垂直（见图111）。5、 开机测试。按电源键后，再按启动键开始测量，主机开始检测运算，并显示测量结果。6、 分别测量Ra、z、y，并记录测量结果。7、 将光切显微镜测量计算出的Rz值与粗糙度仪测量的z进行验证。八、 思考题：1 在光切法显微镜上测量粗糙度时，光带与加工表面纹理应保持什么关系？为什么？2 如何提高测量时压线的准确度？3 为什么在目镜中调节光带影象时，
11、光带影像的两条轮廓边不可能都是清晰的？实验二 产品质量检验与分析用立式光学计测量外径一、 实验目的1 了解立式光学计的测量原理及测量外径的方法。2 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。3 量规公差带分布及量规检验。二、 实验要求1 用立式光学计测量塞规。2 按GB198981光滑极限量规确定被测塞规的尺寸公差带和形状公差值对被测量的塞规作出适用性结论。三、 测量原理及计量器具说明：立式光学计主要用途是利用量块作为长度基准，用比较测量法来测量 各种工件的外形尺寸。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如（图21b）所示。照明光线经过反射镜6进入棱镜7使分划板的刻度尺得到照明，光
12、线透过刻度尺继续前进，经过棱镜3的反射，折向物镜2，由于刻度尺9时放置在物镜的焦平面上，所以刻度尺上发出的光线经过物镜2 图21后成为一平行光束，若反光镜1与物镜2之间互相平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺9（标尺）和刻度尺像（指示线旁的虚线）对称，若被测尺寸变动使测杆11推动反光镜1绕支点转某一角度（图21a），则反射光线相对入射光线偏转2角度，从而使刻度尺像产生位移t（图22），他代表被测尺寸的变动量。物镜至刻度尺9件的距离为物镜焦距f，设a为测杆中心至反射镜支点间的距离，S为测杆11移动的距离，则仪器的放大比K为：K=当很小时，tg22，tg因此K=光学计的放大倍数为12。f=200m
13、m，a=5mm故仪器放大倍数n为：图23 立式光学计n=12K=12 由此说明：当测杆移动0.001mm时在目镜中可见到0.96mm的位移量。仪器结构如图23。1.底座2.平面调整螺丝3.横臂升降螺圈4.横臂固定螺旋5.横臂6.微调手轮7.立柱8.投影灯固定螺旋9.投影灯插孔10.进光反射镜11.连接座12.目镜座13.目镜14.零位调节手轮15.微调凸轮托圈固定螺旋16.光管固定螺旋17.光学计管18.提升器调节螺丝19.提升器20.测帽21.调节式工作台22.螺孔等组成四、 测量步骤1、 按量规公差表格查出并计算量规的上下偏差和磨损偏差，按被测塞规的基本尺寸选择并组合量块。2、 测头的选择：测头有球形，平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。所以，测量平面或圆柱面工件时，选用球形测头；测量球形面工件时选用平面测头；测量小于10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头。3、 调整仪器零位 将量块组下测量面置于仪器工作台21的中央，并使测头对准上测量面中央。 粗调节：松开横臂固定螺丝4，转动横臂升降螺圈3，使横臂5缓慢下降之道测头与量块
