1、互換性與技術(jsh)測量實驗(shyn)指導書機械工程實驗室2008-10合象水平儀測量(cling)直線度誤差一、實驗(shyn)目的1、掌握用合象水平儀測量直線度誤差(wch)的方法及數據處理。2、加深對直線度誤差的定義及理解。二、實驗內容用合象水平儀測量直線度誤差。三、計量器具說明與測量原理為了控制機床、儀器導軌及長軸的直線度誤差，常在給定平面（垂直平面或水平平面）內進行檢測，常用的測量器具有框式水平儀、合象水平儀、電子水平儀和自準直儀等測定微小角度變化的精密量儀。由于被測表面存在直線度誤差，測量器具置于不同的被測部位上時，其傾斜角將發生變化，若節距（相鄰兩點的距離）一經確定，這個微小

2、傾角與被測兩點的高度差就有明確的函數關系，通過逐個節距的測量，得出每一變化的傾斜度，經過作圖或計算，即可求出被測表面的直線度誤差值。合象水平儀因具有測量準確、效率高、價格便宜、攜帶方便等特點，在直線度誤差的檢測工作中得到廣泛采用。合象水平儀的結構，主要由微動螺桿、螺母、底盤水準儀、棱鏡、放大鏡、杠桿以及具有平面和V形工作面和底座等組成。如圖3-1所示。1、水準器2、棱鏡3、放大鏡 4、杠桿 5、測量機構 6、底板 7、測量機構 8、微動螺桿圖3-1 合象水平儀合象水平儀是利用棱鏡將水準器中的氣泡像復合放大，以提高讀數時的對準精度，利用杠桿(gnggn)和微動螺桿傳動機構來提高讀的精度和靈敏度,

3、其工作原理見本指導書第二篇。合象水平儀置于被測工件表面上，若被測兩點相對自然水平線不等高時，將引起兩端的氣泡像不重合，轉動(zhun dng)度盤使氣泡像重合，此時合象水平儀的讀數值即為該兩點相對自然水平面的高度差，刻度盤讀數與橋板跨距L之間的關系(gun x)為：h= iLa四、測量步驟；1、量出零件被測表面總長，將總長分為若干等分段（一般為612段）確定每一段的長度（跨距）L，并按L調整可調橋板兩圓柱的中心距。2、將合像水平儀放于橋板上，然后將橋板從首點依次放在各等分點位置上進行測量。到終點后，自終點再進行一次回測，回測時橋板不能調頭，同一測點兩次讀過的平均值為該點的測量數據。如某測點兩次

4、讀數相差較大，說明測量情況不正常，應查明原因并加以消除后重測。測量時要注意每次移動橋板都要將后支點放在原來前支點處（橋板首尾銜接），測量過程中不允許移動水平儀與橋板之間的相對位置。3、從合象水平儀讀數時，先從合像水平儀的側面視窗處讀得千位數，再從其上端讀數鼓輪處讀得十位和個位數。4、把測得的值依次填入實驗報告中，并用計算法按最小條件進行數據處理，求出被測表面的直線度誤差。五、數據處理1、為了作圖的方便，最好將各測點的讀數平均值同減一個數而得出相對差。2、根據各測點的相對差，在坐標紙上描點。作圖時不要漏掉首點（零點），且后一點的坐標位置是在前一點座標位置的基礎上累加。用直線依次連接各點，得出誤差

5、折線。3、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（或最低）點相切，在兩切點之間有一個最低（或最高）點與另一條平行線相切。這兩條平行直線之間的區域就是最小包容區域。兩平行線在縱坐標上的截距即為被測表面的直線度誤差值a(角度格值)。4、差值f（m）按下式折算成線性值，并按國家標準GB11841996確定被測表面直線度的公差等級。f =iLa式中：i 合像水平儀的分度值 L橋板跨距 a一被測件的直線度誤差值（格）例：用合象水平儀測量一長平面(pngmin)的直線度誤差，儀器的分度值為0.01mm，選用(xunyng)的橋板節距L200mm，測量直線度的記錄(jl)數據見下表。若

6、被測面的直線度公差為5級，試用作圖法評定該的直線度誤差是否合格。解：數據處理的步驟如下： 先將各點的順測值與回測值取平均, 簡化測量數據：a值可取任意數值，但要有利于相對差數字的簡化，本例取a274格。 將相對差中的各點讀數格值在直角坐標系中逐一累加描點（如圖32）。 求最小包容區：先過1點和第5點作一直線，再過第4點作一平行線。則兩條平行線在縱坐標上的截距6.5格，即為該被測件的直線度誤差值（格值）。 求直線度誤差的線值： f = 0.012006.5 = 13 (m) 按GB11841996，直線度5級公差值為25m。其測量出的誤差值小于公差值，所以被測零件直線度誤差合格。測 量 數 據測

7、點序號i012345儀器讀數ai順測273278275283270回測275280277285272平均274279276284271相對差ai00+5+2+10-3坐標值yi00+5+7+17+14圖3-2 被測件直線度誤差(wch)折線圖六、思考題1、目前部分工廠用作圖法求解直線度誤差時，仍沿用以往的兩端點連線法，即把誤差折線的首點（零點）和終點連成一直線作為評定標準，然后再作平行于評定標準的兩條包容直線，從平行于縱坐標來計量(jling)兩條直線之間的距離作為直線度誤差值。那么：1）、以例題作圖為例，試比較按兩端點連線和按最小條件評定的誤差值，何者(h zh)合理？為什么？2）假若誤差折

8、線只偏向兩端點連線的一側（單凸、單凹），上述兩種評定誤差值的方法的情況如何？2、用作圖法求解直線度誤差值時，如前所述，總是按平行于縱坐標計量，而不是垂直于兩條平行包容直線之間的距離，原因何在？實驗 零件的內徑測量一、實驗目的1、了解內徑指示表的工作原理和使用方法。2、掌握由測量結果（尺寸偏差和幾何形狀偏差）來判斷工件的適用性。儀器說明由內徑指示表和裝有械桿系統的測量裝置所組成，如圖1所示。儀器附有一套固定測頭以備選用。它是用相對比較法測量長度的，活動量頭的移動經杠桿系統傳給指示表，內徑指示表的兩測量頭放入被測孔內，應位于直徑方向上，這是由弦片來保證的。弦片借助彈簧力始終和被測孔接觸，其接觸點的

9、連線和直徑是垂直的，這樣就保證了兩測量頭位于被測孔的直徑上。三、實驗(shyn)步聚1、根據(gnj)被測孔的基本尺寸，選擇相應的固定量頭旋入量桿上。2、按被測孔的基本尺寸，選擇(xunz)量塊，并組合到量塊夾中。3、如圖1（C）所示，調整指示表的零點4、將已調整好零點的提示表放入被測孔內擺動，找到指針偏轉的最小值，即為孔的實際讀數。5、按測量示意圖所示，在孔的三個截面兩個方向上，共測六處按孔的驗收極限判斷工件的合格性。（a） （b） （c）圖1 測量示意圖實驗 零件的內徑測量實驗報告班級_ 姓名_學號_ 成績_儀器刻度值： 示值范圍： 日期 被測件精度：_塊規組尺寸：_測量示意圖：A B B

10、/ A/測量數據位置方向實際偏差（m）實際尺寸（mm）-AABBAABB測量結果:合格性結論：理由：教師評定：實驗(shyn) 齒輪齒圈的徑向(jn xin)跳動測量實驗(shyn)目的1、增強齒輪加工誤差的感性認識。2、掌握齒圈徑向跳動的測量方法。二、儀器說明本實驗是在偏擺檢查儀上測量齒輪齒圈徑向跳動誤差。偏擺儀的構造如圖1所示。圖1 偏擺儀1-床身 2-前頂尖(dn jin)座 4-前、后頂尖 5-千分表架 6-支架座 7-后頂尖座偏擺儀由儀器床身1，前、后頂尖4，和支架座6四個主要部件組成，二頂尖座和支架座可沿儀器底座導軌面移動，并通過把手將其緊固在儀器座上，兩個頂尖分別(fnbi)裝在

11、固定套管和活動套管內，按動桿杠便可使活動套管后退，當放松杠桿時，活動套管又借彈彈簧的作用前移。測量(cling)原理齒圈徑向跳動是指齒輪固定弦至齒輪回轉中心的距離的最大變動量。圖2為其測量示意圖，1為被側齒輪，2為圓柱體作量頭，3為千分表。齒圈徑向跳動的數值能反映齒輪幾何偏心的大小，所以它與公法線長度變動量用來測定齒輪運動精度的好壞。圖2 齒圈徑向跳動測量示意圖齒圈徑向跳動的測量可用一圓柱體作量頭，測量此圓柱體相對于回轉中心的距離變動量，即為齒圈徑向跳動量。因為圓柱體與兩齒輪側面在固定弦齒厚處接觸，切點連線即為固定弦齒厚，所以，齒圈徑向跳動可以用此圓柱體相對于回轉中心的變動量來表示。齒圈徑向(

12、jn xin)跳動也可用錐有為2a的楔形量頭來測量。本次(bn c)實驗用圓柱體作量頭。四、實驗(shyn)步聚1、擦凈儀器工作表面和被測零件的表面，特別注意擦凈頂尖孔。2、根據被測齒輪的寬度，移動前頂尖座和后頂尖座至相應位置。然后，用手把加在固定。3、將齒輪裝在兩頂尖上，此時應先按動杠桿，使裝有后頂尖的活動套管退回，然后放松杠桿，借助彈簧的作用頂住齒輪。應保證齒輪與頂按觸可可靠，并且轉動靈活。4、緊固手把，使活動套管牢靠地固定住。5、將作量頭用的圓柱體放入齒間，然后將千分表的量頭和圓柱體接觸，并給千分表一定的預壓量。6、用手轉動齒輪，千分表指針的讀數差最大值即為被測齒輪的徑向跳動誤差。7、記

13、錄數據8、評定合格性五、思考題1、齒圈徑向跳動包含了那些誤差？實驗 齒輪齒圈的徑向跳動測量實驗報告班級_ 姓名_學號_ 成績_實驗儀器名稱 儀器測量范圍及刻度值 被測齒輪模數m齒數Z壓力角a齒輪公差標注齒圈徑向跳動公差（FRm）齒序讀數（m）齒序讀數（m）齒序讀數（m）測量數據191721018311194122051321614227152381624測量結果齒圈徑向跳動Fr合格性結論理由教師評定實驗(shyn) 用立式光學計和機械(jxi)比較儀測量軸 Measuring shaft diameter experiment (Using vertical type optical comp

14、arator and mechanical comparator) 1.實驗(shyn)目的 1.1 立式光學計和機械比較儀的工作原理及使用方法。 1.2 熟悉軸的直徑及其形狀誤差的測量方法。 1.3 學會基本的測量誤差處理方法。 2.設備(shbi)與器材 立式光學計臺、機械(jxi)比較儀臺、被測軸和相同尺寸量塊各組。 3.實驗原理(yunl)與方案 機械比較儀、立式光學計主要用于作長度比較測量。要先用量塊將標尺和指針調到零位，被測尺寸對量塊的偏差可從儀器標尺上讀得。并可對某軸的固定部位進行多次重復測量，計算測量誤差。 3.1 機械比較儀 機械杠桿齒輪比較儀是利用杠桿齒輪傳動的原理，它的外

15、形與傳動結構如圖2-1，其分度值為0.001毫米，標尺的示值范圍為0.1毫米。 圖2-1杠桿齒輪比較儀 杠桿齒輪(chln)比較儀的放大比為3.2 立式(l sh)光學計主要組成見外形圖2-2。由底座(dzu)1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作臺11等幾部分組成。 立式光學計的光學系統圖2-3所示。光線由進光反射鏡6進入光學計管中，由通光棱鏡7將光線轉折90度，照亮了分劃板4上的刻度尺9。刻度尺上有 100格的刻線，此處刻線作為目標，位于物鏡2的焦平面上。由刻度尺9發出的光線經棱鏡3后轉折90度，透過物鏡2成為平行光線，射向平面反射鏡，平行光線被反射回來，重新透過物鏡2，再經棱鏡3匯聚于分劃

16、板4的另一半上，此處有一指示線8。當測量桿5上下移動時，推動平面反射鏡產生擺動，于是刻度尺9的像相對于指示線產生了移動，移動量可通過目鏡10進行讀數。 圖2-2 立式光學(gungxu)計外形圖 圖2-3立式(l sh)光學計光學系統圖 4.實驗步驟(bzhu)、方法與注意事項 根據被測零件表面的幾何形狀來選擇測量頭，使測量頭與被測表面盡量滿足點接觸。測量頭有：球形、平面和刀口形三種。測量平面或圓柱面零件時選用球形測頭。測量球面零件時選用平面形測頭。測量小圓柱面工件時選用刀口形測頭。 4.1 按被測零件的基本尺寸組合量塊和選擇測量頭。 4.2 儀器調零位：如圖22，將組合好量塊組的下測量面置于

17、工作臺11中央， 并使測量頭12對準上測量面中央。粗調：松開支臂緊固螺釘8，轉動調節螺母 7，使支臂3緩慢下降，直至到測量頭與量塊上測量面輕微接觸，并在視場中看 到刻度尺象，將螺釘8鎖緊。細調：松開緊固螺釘10，轉動調節輪9，直至在 目鏡中觀察到刻度尺象與指示線接近為止，然后擰緊螺釘10。微調：轉動刻度尺微調螺釘13見圖23。使刻度尺的零線影象與指示線重合后，用手指壓下測頭提升杠桿5不少于三次，使零位穩定，調零結束。 4.3 將測頭抬起取下量塊，放入被測量件，按實驗規定(gudng)的部位測量，并將測量的 結果(ji gu)填入實驗報告中。 5.測量與處理(chl)數據 儀器名稱刻度值示值范圍測量范圍零件名稱零件基本尺寸及極限偏差塊規組合尺寸修正量重復10次測量一個零件同一個部位的尺寸并計算測量誤差序號