互换性自编实验指导书

实验1 用立式光学计测量轴

1.实验目的

1、立式光学计的工作原理及使用方法。

2、熟悉轴的直径及其形状误差的测量方法。

3、学会基本的测量误差处理方法。

2.设备与器材

立式光学计１台、被测轴和相同尺寸量块各１组。

3.实验原理与方案

立式光学计主要用于作长度比较测量。要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。

立式光学计主要组成见外形图1-3。由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。

立式光学计的光学系统图1-4所示。光线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4上的刻度尺9。刻度尺上有±100格的刻线，此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。由刻度尺9发出的光线经棱镜3后转折90度，透过物镜2成为平行光线，射向平面反射镜，平行光线被反射回来，重新透过物镜2，再经棱镜3汇聚于分划板4的另一半上，此处有一指示线8。当测量杆5上下移动时，推动平面反射镜１产生摆动，于是刻度尺9的像相对于指示线产生了移动，移动量可通过目镜10进行读数。

图1-3 立式光学计外形图

4.实验步骤、方法与注意事项

根据被测零件表面的几何形状来选择测量头，使测量头与被测表面尽量满足点接触。测量头有：球形、平面和刀口形三种。测量平面或圆柱面零件时选用球形测头。测量球面零件时选用平面形测头。测量小圆柱面工件时选用刀口形测头。

4.1 按被测零件的基本尺寸组合量块和选择测量头。

4.2 仪器调零位：如图1-3，将组合好量块组的下测量面置于工作台11中央，并使测量头12对准上测量面中央。粗调：松开支臂紧固螺钉8，转动调节螺母7，使支臂3缓慢下降，直至到测量头与量块上测量面轻微接触，并在视场中看到刻度尺象，将螺钉8锁紧。细调：松开紧固螺钉10，转动调节轮9，直至在目镜中观察到刻度尺象与指示线接近为止，然后拧紧螺钉10。微调：转动刻度尺微调螺钉13见图1-4。使刻度尺的零线影象与指示线重合后，用手指压下测头提升杠杆5不少于三次，使零位稳定，调零结束。

4.3 将测头抬起取下量块，放入被测量件，按实验规定的部位测量，并将测量的结果填入实验报告中。

5.测量与处理数据

重复10次测量一个零件同一个部位的尺寸并计算测量误差

图1-4立式光学计光学系统图

1. 测量结果的标准偏差（um）：σ=

2. 算术平均值的标准偏差（um）：

3. 测量结果（mm）：d=

6．思考题

1.立式光学计测量轴，属于什么测量方法？绝对测量与相对测量各有何特点？什么

是分度值？刻度间距？

实验2平行度误差的测量

1. 实验目的

1．了解平行度误差的测量原理及方法

2．熟悉通用量具的使用。

3．加深对位置公差的理解。

2. 设备与器材

角座、测量平板、心轴、百分表、表架、外径游标卡尺等。 3. 实验原理与方案

由图2-1知，被测工件图样上提出四个位置公差要求： 1）顶面对底面的平行度公差0.15。 2）两孔的轴线对底面的平行度公差0.05。

3）两孔轴线之间的平行度公差0.35。

在测量中基准平面由平板模拟，被测孔的轴线用检验芯轴体现。百分表要装于磁性表架上才能够使用。

4. 实验步骤、方法与注意事项

（一）按检测原则1（与理想要素比较原则）测量顶面对底面的平行度误差（见图2-2）。

将被测件放在测量平板上，以平板面作模拟基准；调整百分表在支架上的高度，

将百分表测量头与被测面接触，使百分表指针倒转1～2圈，固定百分表，然后在整个被测表面上沿规定的各测量线上移动百分表支架，取百分表的最大与最小读数之差作为被测表面的平行度误差。

（二）按检测原则，测量两孔轴线对底面的平行度误差。用心轴模拟被测孔的轴线（见图2-3），以平板模拟基准，按心轴上的素线调整百分表的高度，并固定之（调整方法同步骤1），在距离为L 1的两个位置上测得两个读数M 1和M 2，被测轴线的平行度误差应为

图2-1 角座零件图 图2-2 测量顶面对底面的平行度误差

式中L ——被测轴线的长度。

（三）按检测原则1测量两孔轴线之间

的平行度误差（见图2-4）。用心轴模拟两

孔轴线，用游标卡尺在靠近孔口端面处测

量尺寸a 1及a 2，差值（a 1-a 2）即为所求平行

度误差。

5.测量与处理数据

请按下列表格填写实验记录：

1.在上述测量中，测量基准是如何体现的？

图2-3 测量两孔轴线对底面的平行度误差

图2-4 测量两孔轴线之

间的平行度误差

实验3齿轮齿圈径向跳动的测量

1. 实验目的

1．了解测量齿圈径向跳动的目的与意义。

2．熟悉齿圈径向跳动的测量方法。

3．能够进行数据处理，作出正确的判断。

2. 设备与器材

齿轮齿圈径向跳动仪、齿轮、齿轮芯轴

3. 实验原理与方案

图3-1

齿轮齿圈径向跳动误差，可以在齿圈径向跳动检查仪、万能测齿仪或普通偏摆检查仪上带小量棒和指示表进行测量，本实验是用齿圈径向跳动检查仪进行测量。仪器外观图如图 3-2所示。

图3-2 齿圈径向跳动检查仪

齿圈径向跳动的测量，无论采用哪种齿轮测量仪器，均应在测量前根据被测齿轮模数选择适当大小的测头，以保证测头在齿高中部附近与轮齿双面接触。

4. 实验步骤、方法与注意事项

5.测量与处理数据

请按下列表格3-1填写实验记录：

6. 思考题

1.齿圈径向跳动误差产生的主要原因是什么？它对齿轮传动有什么影响？

2.为什么测量齿圈的径向跳动时，要根据齿轮的模数不同，选用不同直径的球形侧头？

表3-1