公差技术测量

公差与测量指导说明书工程学院实验守则1、实验前按要求认真进行预习。

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、，禁止随地吐痰，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，尽可能少用手接触精密表面。

6、认真填写实验报告，要求整洁、准确，独立完成。

7、实验完毕，放好仪器，摆好桌椅方可离去。

8、有事要请假，无故不作实验者，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。

损坏仪器或设备者应负责赔偿。

实验一常用量仪的介绍以及孔轴测量一、实验基本要求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，本实验介绍的主要有：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0-25、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到的。

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能使用。

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，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置测力装置？实验二齿轮测量一、实验基本要求了解公法线千分尺、齿厚游标卡尺、齿圈跳动检查仪的工作原理和使用方法。

二、实验步骤1.公法线长度测量公法线长度Ｗ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Ｗ之差。

公法线平均长度偏差是评定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Ｗ、跨齿数n：对于标准直齿轮则有：W = m[1.476(2n −1) + 0.014 z]，n = 0.111z + 0.5 W 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Wma x 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要求确定公法线长度的上偏差Ebns、下偏差Ebni，并判断被测齿轮的适用性。

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，要正确使用棘轮机构，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，能够测量模数为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 = m•{1 + （Z / 2）• [1 –cos (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 = m•Z•sin (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，用力不得过大，否则垂直游标卡尺量脚将脱离齿顶造成较大的测量误差。

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要求，确定齿厚上偏差Ess和下偏差Esi，判断被测齿厚的适用性。

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。

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1~2 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，取平均值的原因何在？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、实验基本要求了解平板测量方法和圆跳动的测量方法。

二、实验步骤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，理想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，应进行数据处理，然后按一定的评定准则处理结果。

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，四周离边缘10mm，其画线的交点为测量的9个点。

同时记录各点的读数值。

全部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1~2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，使测头与工件外圆表面接触，且有1~2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、实验基本要求了解光切显微镜的测量原理二、实验步骤表面粗糙度是一种微观几何形状误差，其常用的测量方法主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，通常适用于测量Rz =0.8∼80μm 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缘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。

在目镜中观察到的即为与被测表面一样的曲折亮带，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.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。