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1、公差与测量指导说明书工程学院实验守则1、 实验前按规定认真进行预习。2、 准时到达实验室，除了与实验有关的书籍文具外，其它物品不得带入室内。3、 保持室内整洁、，严禁随地吐痰，不准喧哗和打闹。4、 只有在完全弄清楚量仪各部分功用及操作方法后，方可动手操作仪器。5、 不动与本实验无关的量仪，不要正对仪器精密表面及光学镜头呵气或咳嗽，不得用各种形式擦抹光学镜头，尽也许少用手接触精密表面。6、 认真填写实验报告，规定整洁、准确，独立完毕。7、 实验完毕，放好仪器，摆好桌椅方可拜别。8、 有事要请假，无端不作实验者，以不及格论。9、 凡不遵守本规定，经指出不听者，指导老师有权停止其实验。损坏仪器或设备
2、者应负责补偿。实验一常用量仪的介绍以及孔轴测量一、 实验基本规定1. 了解常用量具、量仪的构造、原理及使用方法2. 学会调节仪器零位的方法及测量方法二、 常用量具、量仪的构造、原理及使用方法机械式量仪的种类很多，本实验介绍的重要有：1、 游标卡尺：普通游标卡尺（见图1）、高度游标卡尺、深度游标卡尺、齿厚游标卡尺等。分度值常用的有0.05、0.02mm。图1普通游标卡尺图2外径千分尺2、千分尺：外径千分尺、内径千分尺、杠杆千分尺、深度千分尺、内侧千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等。分度值常用的有0.01、0.001mm。其中外径千分尺在生产中应用广泛。如图2，其分度值为0.01mm，测量范围有0
3、-25、25-50、50-75、75-100、100-125、125-150mm等。3、指示表：百分表、杠杆百分表、内径百分表、千分表、扭簧比较仪等。图3是机械式百分表的外形图和传动原理图。百分表的分度值为0.01mm，表面刻度盘上共有100条等分刻线。因此，百分表齿轮传动机构，应使量杆移动1mm时，指针回转一圈。百分表的测量范围，有0-3、0-5、0-10mm三种。图3百分表外形图和传动原理图1.表盘2.大指针3.小指针4.套筒5.测量杆6.测量头（齿侧间隙的消除：通过游丝消除齿偶间隙，提高测量精度。测量力的控制：弹簧是控制百分表的测量力的。）内径百分表由百分表和表架组成，用于测量孔的形状和
4、孔径，内径百分表的构造如图4所示。图4内径百分表1活动量杆2.等臂杠杆3.固定量杆4.壳体5.长管6.推杆7.9.弹簧8.百分表10.定位护桥内径百分表的活动测头，其移动量很小，其测量范围是由更换或调整可换测头长度达成的。内径百分表的测量范围有以下几种：10-18、18-35、35-50、50-100、100-160、160-250、250-450mm。用内径百分表测量孔径是一种相对量法，测量前应根据被测孔径的大小，在千分尺或其他量具上调整好尺寸后才干使用。使用时将内径百分表的两测头放入两量爪之间，与两量爪相接触。为了使内径百分表的两测头轴线与两量爪平面相垂直，需拿住表杆中部微微摆动内径百分表
5、，找出表针的转折点，并转动表盘使“0”刻线对准该转折点，此时零位已调好。将调好零位的内径百分表放入被测孔中，微微摆动内径百分表，找出新的转折点进行与零位之间的读数，该读数值为内径该测量点实际尺寸与其基本尺寸的偏差。三、思考题1.用游标卡尺、内径百分表测量工件是属于绝对测量法还是相对测量法？2.千分尺为什么要设立测力装置？实验二齿轮测量一、 实验基本规定了解公法线千分尺、齿厚游标卡尺、齿圈跳动检查仪的工作原理和使用方法。二、 实验环节1. 公法线长度测量公法线长度是指基圆切线与齿轮上两异名齿廓交点间的距离，公法线平均长度偏差是指在齿轮一周范围内，公法线长度平均值W与公称值之差。公法线平均长度偏差
6、是评估齿侧间隙的一个指标。取公法线长度平均值是为消除运动偏心对公法线长度的影响。公法线长度变动是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小值之差。齿轮运动偏心越大，公法线长度变动也越大。图1为公法线千分尺测量示意图图1千分尺测量公法线示意图本实验采用公法线千分尺测量公法线长度。按公式计算公法线公称长度、跨齿数n：对于标准直齿轮则有：W=m1.476(2n1)+0.014z，n=0.111z+0.5W和n值也可以直接从相关表中查出。根据跨齿数n按图1所示对被测齿轮逐齿测量或沿齿圈均布测量六条公法线长度，取最大值Wmax与Wmin之差为公法线长度变动；测量不同方位三个对称位置上测量值的平均值
7、与公称值W之差为公法线平均长度偏差。按照齿轮图样的技术规定拟定公法线长度的上偏差Ebns、下偏差Ebni，并判断被测齿轮的合用性。为保证测量结果准确，测量时应轻轻摆千分尺，取最小读数值，要对的使用棘轮机构，以控制测量力。2. 齿厚偏差测量齿厚偏差Esn是指在齿轮分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称值之差。对于斜齿轮是指法向齿厚。控制齿厚偏差Esn是为了保证齿轮传动中所必须的齿侧间隙。齿轮分度圆齿厚可用图2所示的齿厚游标卡尺测量。该卡尺刻度值为0.02mm，可以测量模数为1-26mm齿轮。这种卡尺是由两个游标卡尺组合而成。水平游标卡尺1用于测量分度圆的弦尺厚S，垂直游标卡尺2用于保证卡尺1两测量点与
8、齿廓在分度圆处相接触，控制分度圆至齿顶圆的弦齿高h。2用齿轮游标尺测量齿厚偏差，是以齿顶圆为基准。直齿圆柱齿轮分度圆处弦齿高h与弦齿厚S的按下式计算：h=m1+（Z/2）1cos(90/Z)-(De-De)/2式中：式中：m模数Z齿数De公称齿顶圆直径De实验齿顶圆直径S=mZsin(90/Z)测量时用外径千分尺测量齿顶圆的实际直径，计算h和S值(也可查相关表)；将垂直游标卡尺2调到h值，锁紧。3先将水平游标卡尺两测量点调开一段距离，使垂直游标卡尺测量端与齿顶圆接触。然后，微调水平游标卡尺游标，使两测量点与齿廓接触，即可由水平游标卡尺上读得弦齿厚的实际尺寸。注意：在调水平游标卡尺游标时，用力不
9、得过大，否则垂直游标卡尺量脚将脱离齿顶导致较大的测量误差。分别在齿轮均匀分布的四个位置上进行测量，用实际齿厚减去公称齿厚S为各齿的齿厚实际偏差Esn，这些值都应在齿厚上下偏差Ess、Esi之间。按齿轮图样标注的技术规定，拟定齿厚上偏差Ess和下偏差Esi，判断被测齿厚的合用性。3. 齿圈径向跳动测量齿圈径向圆跳动误差Fr是在齿轮一转范围内，测头相继在每个齿槽位于齿高中部与齿廓双面接触时，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。Fr可用齿圈径向跳动检查仪测量。测量示意如图3。图3齿圈径向跳动的测量测量前，将被测齿轮无间隙地装于标准芯轴上，并将芯轴安装在齿圈径向跳动检查仪顶尖间。应无轴向串动，但可转动自如
10、。选择合适的球形测头或量棒（为测量各种不同模数的齿轮，仪器备有不同直径的球形测量头或量棒），以保证测头与被测齿轮在齿高中部接触，测量时，将球形测头或量棒与左、右齿面接触，并使其指针压缩12圈，把指示表指针调到零位，反复测量几次，直到表针稳定在零位为止。将球形测头（或量棒）逐齿伸入齿槽中，从千分表中读取测量数据，沿齿圈测量一周，其最大值与最小值之差即为齿圈径向跳动误差Fr。三、 思考题1. 只检查公法线长度变动能保证齿轮传递运动的准确性吗？为什么？2. 测量公法线平均长度偏差，取平均值的因素何在？3. 测量齿厚偏差为什么要先量出被测齿轮齿顶园的实际直径？实验三形位误差测量一、 实验基本规定了解平
11、板测量方法和圆跳动的测量方法。二、 实验环节1. 平面度误差的测量平面度公差用以限制平面的形状误差。其公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域。并规定，抱负形状的位置应符合最小条件，常见的平面度测量方法有用指示表测量、用光学平晶测量平面度等方法。用各种不同的方法测得的平面度测值，应进行数据解决，然后按一定的评估准则解决结果。用指示表测量平面度误差在检测时，将被测零件放在平板上，带千分表的测量架放在平板上，并使千分表测量头垂直地指向被测零件表面，压表并调整表盘，使指针指在零位。然后，按（图1）所示，将被测平板沿纵横方向均布画好网格，四周离边沿10mm，其画线的交点为测量的9个点。同时记录各点的
12、读数值。所有被测点的测量值取得后，按对角线法求出平面度误差值。图1用指示表测量平面度误差2. 圆跳动测量圆跳动误差是一项综合测量误差。径向圆跳动误差是被测要素同轴度误差和形状误差的综合；端面圆跳动误差是端面对轴线的垂直度误差和端面形状误差的综合。图2为测量示意图，将被测工件装在心轴上，并安装在跳动检查仪的两顶尖之间。调节千分表，使测头与工件右端面接触，并有12圈的压缩量，并且测杆与端面基本垂直。将被测工件回转一周，千分表的最大读数与最小读数之差即为所测直径上的端面圆跳动误差。测量若干直径（可根据被测工件直径的大小适当选取）上的端面圆跳动误差，取其最大值作为该被测要素的端面圆跳动误差。调节千分表
13、，使测头与工件外圆表面接触，且有12圈的压缩量。将被测工件缓慢回转，使指示表测头在外圆的整个表面上划过，记下表上指针的最大读数与最小读数。取两读数之差值作为所测直径上的径向圆跳动误差，测量若干位置上的径向圆跳动误差，取其最大值作为该被测要素的径向圆跳动误差。根据测量结果，判断合格性。图2跳动测量示意图三、 思考题1.假设同轴度误差为零，测得的径向圆跳动误差是何种误差？实验四表面粗糙度测量一、 实验基本规定了解光切显微镜的测量原理二、 实验环节表面粗糙度是一种微观几何形状误差，其常用的测量方法重要有粗糙度样板比较法、光切法、干涉法及针描法等。常用来测量表面粗糙度的仪器有光切显微镜、干涉显微镜及电
14、动轮廓仪等。光切显微镜的外形如图1所示，它是采用光切法原理测量工件表面的微观不平度Rz值的。其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，通常合用于测量Rz=0.880m的表面粗糙度。光切显微镜的工作原理如图2所示。测量时，光源发出的光线经聚光镜，穿过狭缝后形成带状光束，如图2所示。光束再经物镜以45角照射在被测物体表面上，凹凸不平的被测表面，被光亮的具有平直边沿的狭缝象的亮带照射后，再以45角反射，表面的波峰在S点产生反射，波谷在S产生反射，经物镜分别成象在分划板的a和a，点。在目镜中观测到的即为与被测表面同样的曲折亮带，其凹凸不平即反映被测表面的不平度。1.工作台2.立柱3.横臂4.上下调节环5.
15、固紧图2显微镜工作原理图螺钉6.微调手轮7.手柄8.照明灯9.10.13.摄影装置11.测微目镜12.物镜组图1光切显微镜外形图测量时根据图纸的Rz值或被测工件粗糙度的估计值查表1，选一合适的物镜组安装在镜管下面。安装物镜时，应先按下手柄7，插入所需物镜后，放松手柄即可。表1仪器的相关参数物镜放大倍数N7143060视场直径（mm）2.51.30.60.3测量范围Rz(m)21806.3201.66.30.81.6系数E(m/格)1.200.630.2940.145鉴于实际表面轮廓包含着粗糙度，波纹度，和形状误差三种几何误差，测量表面粗糙度轮廓时，应把测量限制在一段足够短的长度上，以消除影响，这段长度叫做取样长度。表面越粗糙，取样长度lr就越大。由于零件表面的微小峰，谷的不均匀性，在表面轮廓的不同位置的取样长度上的表面粗糙度轮廓测量值不尽相同。连续的几个取样长度叫评估长度ln。按照Rz值查表2拟定取样长度l与评估长度ln。表2不同粗糙度的取样长度与评估长度Rz（m）取样长度l(mm)评估长度ln(mm)0.0250.100.080.40.100.50.251.250.5010.00.84.010.050.02.512.5通过变压器接通电源。
