1、實驗一 外螺紋中徑的測量一、實驗?zāi)康?熟悉測量外螺紋中徑的原理和方法。二、 實驗內(nèi)容1. 用螺紋千分尺測量外螺紋中徑。2. 用三針測量外螺紋中徑。三、測量原理及計量器具說明1. 用螺紋千分尺測量外螺紋中徑 圖1為螺紋千分尺的外形圖。它的構(gòu)造與外徑千分尺根本相同，只是在測量砧和測量頭上裝有特殊的測量頭1和2，用它來直接測量外螺紋的中徑。螺紋千分尺的分度值為0.01毫米。測量前，用尺寸樣板3來調(diào)整零位。每對測量頭只能測量一定螺距范圍內(nèi)的螺紋，使用時根據(jù)被測螺紋的螺距大小，按螺紋千分尺附表來選擇，測量時由螺紋千分尺直接讀出螺紋中徑的實際尺寸。 圖 1 2. 用三針測量外螺紋中徑 圖2為用三針測量外螺

2、紋中徑的原理圖，這是一種間接測量螺紋中徑的方法。測量時，將三根精度很高、直徑相同的量針放在被測螺紋的牙凹中，用測量外尺寸的計量器具如千分尺、機械比擬儀、光較儀、測長儀等測量出尺寸。再根據(jù)被測螺紋的螺距、牙形半角和量針直徑，計算出螺紋中徑。由圖2可知： 而 = 將和值代入上式，得：對于公制螺紋，那么圖2 為了減少螺紋牙形半角偏差對測量結(jié)果的影響，應(yīng)選擇適宜的量針直徑，該量針與螺紋牙形的切點恰好位于螺紋中徑處。此時所選擇的量針直徑為最正確量針直徑。由圖3可知： 對于公制螺紋，那么 在實際工作中，如果成套的三針中沒有所需的最正確量針直徑時，可選擇與最正確量針直徑相近的三針來測量。 量針的精度分成0級

3、和1級兩種：0級用于測量中徑公差為48m的螺紋塞規(guī)；1級用于測量中徑公差大于8m的螺紋塞規(guī)或螺紋工件。 測量M值所用的計量器具的種類很多，通常根據(jù)工件的精度要求來選擇。本實驗采用杠千分尺來測量見圖4。杠桿千分尺的測量范圍有025，2550，5075，75100mm 圖 3 圖 4四種，分度值為0.002mm。它有一個活動量砧1，其移動量由指示表7讀出。測量前將尺體5裝在尺座上，然后校對千分尺的零位，使刻度套筒管3、微分筒4和指示表7的示值都分別對準(zhǔn)零位。測量時，當(dāng)被測螺紋放入或退出兩個量砧之間時，必須按下右側(cè)的按鈕8使量砧離開，以減少量砧的磨損。在指示表7上裝有兩個指標(biāo)6，用來確定被測螺紋中徑

4、上、下偏差的位置，以提高測量效率。 四、測量步驟 1. 用螺紋千分尺測量外螺紋中徑 1 根據(jù)被測螺紋的螺距，選取一對測量頭。 2 擦凈儀器和被測螺紋，校正螺紋千分尺零位。 3 將被測螺紋放入兩測量頭之間，找正中徑部位。 4 分別在同一截面相互垂直的兩個方向上測量螺紋中徑。取它們的平均值作為螺紋的實際中徑，然后判斷被測螺紋中徑的適用性。 2. 用三針測量外螺紋中徑 1 根據(jù)被測螺紋的螺距，計算并選擇最正確量針直徑dm。 2 在尺座上安裝好杠桿千分尺和三針。 3 擦凈儀器和被測螺紋，校正儀器零位。 4 將三針放入螺紋牙凹中，旋轉(zhuǎn)杠桿千分尺的微分筒4，使兩端測量頭1、2與三針接觸，然后讀出尺寸M的數(shù)

5、值。 5 在同一截面相互垂直的兩個方向上測出尺寸M，并按平均值用公式計算螺紋中徑，然后判斷螺紋中徑的適用性。思 考 題 1. 用三針測量螺紋中徑時，有哪些測量誤差？ 2. 用三針測得的中徑是否作用中徑？ 3. 用三針測量螺紋中徑的方法屬于哪一種測量方法？為什么要選用最正確量針直徑？ 4. 用杠桿千分尺能否進行相對測量？相對測量法和絕對測量法比擬，哪種測量方法精度較高？為什么?實驗一 外螺紋中徑測量儀 器名 稱分 度 值測 量 范 圍被測絲杠參數(shù)基 本 尺 寸公差中 徑 公 差牙型半角公差牙 型 角螺 距 公 差=大 徑 公 差測量記錄中 徑牙 型 半 角螺 距=測 量結(jié) 果合格性結(jié) 論理 由審

6、 閱實驗二 公法線平均長度偏差與公法線長度變動測量一、實驗?zāi)康?. 掌握測量齒輪公法線長度的方法。2. 加深理解齒輪公法線長度及其偏差的定義。二、實驗內(nèi)容用公法線指示卡規(guī)/公法線千分尺等測量齒輪公法線長度偏差。三、測量原理及計量器具說明公法線長度偏差是指在齒輪一周內(nèi)，實際公法線長度Wa與公稱公法線長度W之差，見 圖1。公法線長度偏差是齒厚偏差的函數(shù)，能反映齒輪副側(cè)隙的大小，可規(guī)定極限偏差上偏差Ebns、下偏差Ebni來控制公法線長度偏差。對外齒輪W+EbniWW+Ebns對內(nèi)齒輪W-EbniWW-Ebns圖 1公法線長度偏差的測量方法與前面所介紹的公法線長度變動的測量相同，在此不再贅述。應(yīng)該注

7、意的是，測量公法線長度偏差時，需先計算被測齒輪公法線長度的公稱值W，然后按W值組合量塊，用以調(diào)整兩量爪之間的距離。沿齒圈進行測量，所測公法線長度與公稱值之差，即為公法線長度偏差。公法線即基圓的切線。漸開線圓柱齒輪的公法線長度W是指跨越k個齒的兩異側(cè)齒廓的平行切線間的距離，理想狀態(tài)下公法線應(yīng)與基圓相切。公法線長度變動是指在齒輪一周范圍內(nèi)，實際公法線長度最大值與最小值之差，如圖 2所示。公法線長度變動Fw一般可用公法線千分尺或萬能測齒儀上進行測量。公法線千分尺是用相互平行的圓盤測頭，插入齒槽中進行公法線長度變動的測量圖 3，F(xiàn)w=Wmax-Wmin。假設(shè)被測齒輪輪齒分布疏密不均，那么實際公法線的長

8、度就會有變動。但公法線長度變動的測量不是以齒輪基準(zhǔn)孔軸線為基準(zhǔn)，它反映齒輪加工時的切向誤差，不能反映齒輪的徑向誤差，可作為影響傳遞運動準(zhǔn)確性指標(biāo)中屬于切向性質(zhì)的單項性指標(biāo)。圖 2圖 3必須注意，測量時應(yīng)使量具的量爪測量面與輪齒的齒高中部接觸。為此，測量所跨的齒數(shù)k應(yīng)按下式計算：k=+0.5四、測量步驟1. 按下式計算直齒圓柱齒輪公法線長度；式中 被測齒輪的模數(shù)；齒形角；Z被測齒輪齒數(shù)；n跨齒數(shù)，取整數(shù)。當(dāng)200，變位系數(shù)0時，那么其中和n值也可以從表1查出。2. 按公法線長度的公稱尺寸組合量塊。3. 調(diào)整儀器。用公法線千分尺測量時，先用校對量塊檢查其零位。然后直接測量。用組合好的量塊組調(diào)節(jié)固定

9、卡腳3與活動卡腳6之間的距離，使指示表10的指針壓縮一圈后再對零。然后壓緊按鈕8，使活動卡腳退開，取下量塊組。圖44. 在公法線卡規(guī)的兩個卡腳中卡入齒輪，沿齒圈的不同方位測量45個以上的值最好測量全齒圈值。測量時應(yīng)輕輕擺動卡規(guī)，按指針移動的轉(zhuǎn)折點最小值進行讀數(shù)。讀數(shù)的值就是公法線長度偏差。5. 將所有的讀數(shù)值平均，它們的平均值即為公法線長度偏差Ew。按齒輪圖樣標(biāo)注的技術(shù)要求，確定公法線長度上偏差Ebns、和下偏差Ebni，并判斷被測齒輪的適用性。6. 公法線長度變動的測量。將公法線千分尺粗調(diào)到計算出的公稱值后，在齒寬中部截面上，依次沿整個圓周進行測量，從中選取最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即可。思 考

10、 題1. 測量公法線長度是否需要先用量塊組將公法線卡規(guī)的指示表調(diào)整零位。 2. 測量公法線長度偏差，取平均值的原因何在？表1 1、的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線長度齒輪齒數(shù)Z跨齒數(shù)n公法線公稱長度W齒輪齒數(shù)Z跨齒數(shù)n公法線公稱長度W齒輪齒數(shù)Z跨齒數(shù)n公法線公稱長度W1524.6383274 10.7106 395 13.83081626523284 7246 405 84481724.6663294 7386 415 85881837.6324304 7526 425 87281936464314 7666 435 88682036604324 7806 445 13.90082136744334

11、 7946 456 16.86702236884344 8086 466 88812337024354 10.8226 476 89502437165365 13.7888 486 90902537305375 8028 496 92302637.7445385 8168 506 16.9370 注：對于其它模數(shù)的齒輪，那么將表中的數(shù)值乘以模數(shù)。實驗二 公法線平均長度偏差與公法線長度變動測量儀 器名 稱分 度 值 mm測量范圍 mm被測齒輪參數(shù)模 數(shù) m齒 數(shù) z壓 力 角精 度 等 級跨齒數(shù)公法線公稱長度W mm齒厚上偏差Esns mm齒厚下偏差Esni mm公法線平均長度的上偏差EbnsE

12、sns·conn0.72Frsinn mm公法線平均長度的下偏差EbniEsni·conn0.72Frsinn mm測 量記 錄序號均勻測量12345公法線長度mm測量結(jié)果 公法線平均長度 mm 公法線長度偏差EwW (mm)合 格 性 結(jié) 論理 由審 閱實驗三 齒厚偏差測量一、實驗?zāi)康?. 掌握測量齒輪齒厚的方法。2. 加深理解齒輪齒厚偏差的定義。二、實驗內(nèi)容 用齒輪游標(biāo)尺測量齒輪的齒厚偏差。三、測量原理及計量器具說明齒厚偏差Es是指在分度圓柱面上，法向齒厚的實際值與公稱值之差。圖1為測量齒厚偏差的齒輪游標(biāo)尺。它是由兩套相互垂直的游標(biāo)尺組成。垂直游標(biāo)尺用于控制測量部位分度

13、圓至齒頂圓的弦齒高hf，水平游標(biāo)尺用于測量所測部位分度圓的弦齒厚。齒輪游標(biāo)尺的分度值為0.02mm，其原理和讀數(shù)方法與普通游標(biāo)尺相同。 圖1 圖2 用齒輪游標(biāo)尺測量齒厚偏差，是以齒頂圓為根底。當(dāng)齒頂圓直徑為公稱值時，直齒圓柱齒輪分度圓處的弦齒高和弦齒厚由圖2可得： Z式中 m齒輪模數(shù)mm； Z齒輪齒數(shù)。 當(dāng)齒輪為變位齒輪且齒頂圓直徑有誤差時，分度圓處的弦齒高和弦齒厚應(yīng)按下式計算：式中 移距系數(shù)； 齒形角； 齒頂圓半徑的公稱值； 齒頂圓半徑的實際值。四、測量步驟1. 用外徑千分尺測量齒頂圓的實際直徑。2. 計算分度圓處弦齒高和弦齒厚可從表1查出。3. 按值調(diào)整齒輪游標(biāo)尺的垂直游標(biāo)尺。4. 將齒輪

14、游標(biāo)尺置于被測齒輪上，使垂直游標(biāo)尺的高度尺與齒頂相接觸。然后，移動水平游標(biāo)尺的卡腳，使卡腳靠緊齒廓。從水平游標(biāo)尺上讀出弦齒厚的實際尺寸用透光法判斷接觸情況。5. 分別在圓周上間隔相同的幾個輪齒上進行測量。6. 按齒輪圖樣標(biāo)注的技術(shù)要求，確定齒厚上偏差Esns和下偏差Esni，判斷被測齒厚的適用性。思 考 題1. 測量齒輪齒厚偏差的目的是什么？2. 齒厚極限偏差Esns、Esni和公法線長度極限偏差Ebns、Ebni有何關(guān)系？3. 齒厚的測量精度與哪些因素有關(guān)？表1 1時分度圓弦齒高和弦齒厚的數(shù)值ZZsin1+(1-cos)ZZsin1+(1-cos)ZZsin1+(1-cos)111.5655

15、1.0560291.57001.0213471.57051.0131121.56631.0513301.57011.0205481.57051.0128131.56691.0474311.57011.0199491.57051.0126141.56731.0440321.57021.0193501.57051.0124151.56791.0411331.57021.0187511.57051.0121161.56831.0385341.57021.0181521.57061.0119171.56861.0363351.57031.0176531.57061.0116181.56881.0342

16、361.57031.0171541.57061.0114191.56901.0324371.57031.0167551.57061.0112201.56921.0308381.57031.0162561.57061.0110211.56931.0294391.57041.0158571.57061.0108221.56941.0280401.57041.0154581.57061.0106231.56951.0268411.57041.0150591.57061.0104241.56961.0257421.57041.0146601.57061.0103251.56971.0247431.57

17、051.0143611.57061.0101261.56981.0237441.57051.0140621.57061.0100271.56981.0228451.57051.0137631.57061.0098281.56991.0220461.57051.0134641.57061.0096注：對于其它模數(shù)的齒輪，那么將表中的數(shù)值乘以模數(shù)。實驗三 齒厚偏差測量儀 器名 稱分度值mm測量范圍mm被測齒輪參數(shù)及有關(guān)尺寸模 數(shù)m齒 數(shù)Z壓 力 角齒輪精度等級齒頂圓公稱直徑mm齒頂圓實際直徑mm齒頂圓實際偏差mm分度圓弦齒高m1 mm分度圓公稱齒厚mzsin mm齒厚極限偏差 Esns mm Es

18、ni mm測量記錄序號 均勻測量12345齒厚實測值mm齒厚實際偏差ESnmm計算結(jié)果合 格 性 結(jié) 論理 由審 閱實驗四 合象水平儀測量直線度一、實驗?zāi)康?. 掌握用水平儀測量直線度誤差的方法及數(shù)據(jù)處理。2. 加深對直線度誤差定義的理解。二、實驗內(nèi)容用合象水平儀或框式水平儀測量直線度誤差。三、測量原理及計量器具說明機床、儀器導(dǎo)軌或其他窄而長的平面，為了控制其直線度誤差，常在給定平面垂直平面、水平平面內(nèi)進行檢測。常用的計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。使用這類器具的共同特點是測定微小角度變化。由于被測外表存在著直線度誤差，計量器具置于不同的被測部位上，其傾斜角度就要發(fā)生

19、相應(yīng)的變化。如果節(jié)距相鄰兩測點的距離一經(jīng)確定，這個變化的微小傾角與被測相鄰兩點的上下差就有確切的對應(yīng)關(guān)系。通過對逐個節(jié)距的測量，得出變化的角度，用作圖或計算，即可求出被測外表的直線度誤差。由于合象水平儀的測量準(zhǔn)確度高、測量范圍大±10 mm/m、測量效率高、價格廉價、攜帶方便等優(yōu)點，故在檢測工作中得到了廣泛的采用。合象水平儀的結(jié)構(gòu)如圖1a、d所示，它由底板1和殼體4組成外殼基體，其內(nèi)部那么由杠桿2、水準(zhǔn)器8、兩個棱鏡7、測量系統(tǒng)9、10、11以及放大鏡6所組成。使用時將合象水平儀放于橋板圖2上相對不動，再將橋板放于被測外表上。如果被測外表無直線度誤差，并與自然水平基準(zhǔn)平行，此時水準(zhǔn)器

20、的氣泡那么位于兩棱鏡的中間位置，氣泡邊緣通過合象棱鏡7所產(chǎn)生的影象，在放大鏡6中觀察將出現(xiàn)如圖1b所示的情況。但在實際測量中，由于被測外表安放位置不理想和被測外表本身不直，導(dǎo)致氣泡移動，其視場情況將如圖1c所示。此時可轉(zhuǎn)動測微螺桿10，使水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)動一角度，從而使氣泡返回棱鏡組7的中間位置，那么圖1c中兩影象的錯移量消失而恢復(fù)成一個光滑的半圓頭圖1b。測微螺桿移動量s導(dǎo)致水準(zhǔn)器的轉(zhuǎn)角圖1d與被測外表相鄰兩點的上下差h有確切的對應(yīng)關(guān)系，即 圖 1圖 2h0.01Lm式中 0.01合象水平儀的分度值mmm L橋板節(jié)距mm 角度讀數(shù)值用格數(shù)來計數(shù)如此逐點測量，就可得到相應(yīng)的值，為了闡述直線度誤差的評定

21、方法，后面將用實例加以表達。四、實驗步驟1. 量出被測外表總長，確定相鄰兩點之間的距離節(jié)距，按節(jié)距L調(diào)整橋板圖2的兩圓柱中心距。2. 將合象水平儀放于橋板上，然后將橋板依次放在各節(jié)距的位置。每放一個節(jié)距后，要旋轉(zhuǎn)微分筒9合象，使放大鏡中出現(xiàn)如圖1b所示的情況，此時即可進行讀數(shù)。先在放大鏡11處讀數(shù)，它是反映螺桿10的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)；微分筒9標(biāo)有、旋轉(zhuǎn)方向的讀數(shù)那么是螺桿10旋轉(zhuǎn)一圈100格的細分讀數(shù)；如此順測從首點至終點、回測由終點至首點各一次。回測時橋板不能調(diào)頭，各測點兩次讀數(shù)的平均值作為該點的測量數(shù)據(jù)。必須注意，如某測點兩次讀數(shù)相差較大，說明測量情況不正常，應(yīng)檢查原因并加以消除后重測。3. 為了

22、作圖的方便，最好將各測點的讀數(shù)平均值同減一個數(shù)而得出相對差(見后面的例題)。4. 根據(jù)各測點的相對差，在坐標(biāo)紙上取點。作圖時不要漏掉首點零點，同時后一測點的坐標(biāo)位置是以前一點為基準(zhǔn)，根據(jù)相鄰差數(shù)取點的。然后連接各點，得出誤差折線。5. 用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最高最低點想切，在兩切點之間，應(yīng)有一個最低最高點與另一條平行直線想切。這兩條平行直線之間的區(qū)域才是最小包容區(qū)域。從平行于坐標(biāo)方向畫出這兩條平行直線間的距離，此距離就是被測外表的直線度誤差值格。將誤差值格按下式折算成線性值微米，并按國家標(biāo)準(zhǔn)GB118480評定被測外表直線度的公差等級。微米0.01L 格例：

23、用合象水平儀測量一窄長平面的直線度誤差，儀器的分度值為0.01mmm，選用的橋板節(jié)距L200mm，測量直線度記錄數(shù)據(jù)見附表。假設(shè)被測平面直線度的公差等級為5級，試用作圖法評定該平面的直線度誤差是否合格？ 按國家標(biāo)準(zhǔn)GB11841996，直線度5級公差為25m。誤差值小于公差值，所以被測工件直線度誤差合格。附 表測 點 序 號 012345678儀器讀數(shù)格順 測298300290301302306299296回 測296298288299300306297296平 均297299289300301306298296相 對 差 格0028349 11 注：1表列讀數(shù)，百分數(shù)是從圖1的11處讀得，十位數(shù)是從圖1的9處讀得。 2值可取任意數(shù)，但要有利于相對差數(shù)字的簡化，本例取297格。 0.01