哈理工百分表设计报告

哈尔滨理工大学课程实践题目：机械式百分表设计姓名： x x x xx班级：测控12-5班学号：xxxxxxxxxxx指导教师：成绩：2015年6 月4日目录一 、机械式百分表设计任务书 (3)1.1 课程设计的目的及其意义 .............................................. 3 1.2 百分表设计任务书 . (3)1.2.1技术要求 ....................................................... 3 1.2.2设计内容 . (4)二、百分表的用途及其工作原理 (4)2.1 百分表的用途 ........................................................ 4 2.2 百分表的组成 ........................................................ 5 2.3 工作原理 ............................................................ 5 三、任务和方案比较分析 (6)3.1 百分表的装置组成 .................................................... 6 3.2 百分表的结构分析及方案确定 (6)3.2.1示数装置：由标尺、指针等构成。

................................. 6 3.2.2 传动装置 ....................................................... 6 3.2.3 消除回空误差装置 ............................................... 6 3.2.4 产生测量力装置 ................................................. 7 3.2.5其他辅助设计的设计 (7)四、各机构设计参数的确定和计算 (8)4.1传动系统的设计计算 ................................................... 8 4.2 示数装置的设计与计算 ............................................... 10 4.3 游丝的设计与计算 (11)4.3.1 计算轴在水平放置和垂直放置的摩擦力矩 (11)4.3.2 轴Ⅱ的摩擦力矩的2f M 的计算 (11)4.3.3消除空回游丝设计 .............................................. 14 4.4 产生测量力矩机构的设计与计算 ....................................... 15 4.5 表体设计 ........................................................... 16 五、百分表的优缺点及其改进意见 (16)5.1 百分表的优点： ..................................................... 16 5.2 百分表的缺点： ..................................................... 16 5.3 改进意见及其他需要说明的问题 ....................................... 16 5.4 百分表的简单使用说明 ............................................... 17 5.5 百分表设计结果图 .................................................. 17 六、 仪器仪表控制机箱面板设计 .............................................. 18 七、 设计参考资料 .......................................................... 20 八、 学习心得 .. (20)一 、机械式百分表设计任务书1.1 课程设计的目的及其意义本课程实践主要培养学生的认知能力、设计能力及计算机绘图能力等，教学目的在于培养学生综合运用工程制图、精密机械基础、误差理论与数据处理、仪器制造工艺学、仪器设计基础、自动化仪表设计基础等先修课程的知识和操作技能，进行仪器仪表结果设计及其AutoCAD 计算机辅助设计绘图，以进一步巩固，加深和拓宽所学的知识。

通过课程实践，使学生逐步学会运用CAD 快捷准确地绘制仪器仪表结构设计图，学习、熟练并掌握利用AutoCAD 完成计算机辅助绘图设计，掌握二维工程图的绘制方法。

通过零件图、装配图等的绘制，进一步理解、巩固所学的知识，为后续课程的学习和仪器仪表设计及毕业设计打下良好的基础，也为在今后的工作中应用计算机绘图做基本技能的训练，并培养学生团队组织，协作能力，锻炼其处理问题的综合能力和素质。

课程实践的实质是学习AutoCAD 计算机辅助设计绘图软件，并运用前期基础知识进行仪器仪表拆装、结构分析、设计计算及完成仪器仪表的结构复现。

课程实践过程中涉及的结构设计程序并不是一成不变的，仪器仪表结构设计的方案分析、设计计算和绘图有时会交替进行。

某些设计需要联系实际问题和应用背景条件不断加以修改及优化。

随着工业和技术的发展，各种元器件、机构、产品、材料等各方面的标准不断更新或扩大，设计时凡是形成标准的，注意首先选用。

1.2 百分表设计任务书1.2.1技术要求（1）百分表的测量范围为0～10mm ，分度值为0.01mm 。

（2）量杆行程至少应超过工作行程0.5mm 。

（3）百分表的外壳直径不大于60mm ，装卡部分直径为87h φ装卡部分长度16≥mm 。

（4）百分表的测量力在0.49N ～1.47N 范围，同一点正反向测量力之差不大于0.45N 。

（5）本百分表为一级精密百分表。

其示值误差、回程误差和示值变化要求如下： ○1 全量程示值误差不大于0.020mm ； ○2 任意一毫米示值误差不大于0.009mm ； ○3 机构空回误差不大于0.005mm ； ○4 示值变化不大于0.003mm 。

1.2.2设计内容（1）总装配图一张（一号图纸）（2）零件图1～2张（四号图纸）（3）设计说明书一份表1-1 设计进度组织方式进度安排（天）0.5第一阶段Autocad软件安装、启动、主要功能模块熟悉、介绍性练习第二阶段样机拆卸，结构分析0.5第三阶段查阅资料，对资料进行分析0.50.5第四阶段绘图环境设置：确定Autocad绘图比例；图层、线型、线宽及颜色方案确定；设置图形界限，设置单位，字体设置，打开栅格，建立图层；设置相应图层的线型、线宽及颜色；画出图框和标题栏；确定坐标系和图形在图纸中的相对位置6第五阶段绘图与设计计算交替进行，分先后绘制图形中相关零、部件，标注图形，绘制零件图和装配图第六阶段设置图形的布局并输出打印，成绩考评 2二、百分表的用途及其工作原理2.1 百分表的用途机械式百分表是齿轮传动式测微指示表，主要用作比较测量，也能用作绝对测量，也可用于精密机械仪表及工件的形位误差（如平行度、圆度、对称度等）进行精密测量，也可对产品进行检验、安装、鉴定，其测量精度较高，可达0.01mm。

但由于百分表分度较小，故不能对较大尺寸进行测量。

2.2 百分表的组成百分表通常由测头，量杆，弹簧，齿条，齿轮，游丝，表盘及指针等组成。

百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动，将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量器具。

主要用于测量制件的尺寸和形状、位置误差以及小位移的长度测量等。

百分表的圆表盘上印制有100个等分刻度，即每一分度值相当于量杆移动0.01毫米，即分度值为0.01mm ，测量范围为0-3、0-5、0-10 mm 。

改变测头形状并配以相应的支架，可制成百分表的变形品种，如厚度百分表、深度百分表和内径百分表等。

如用杠杆代替齿条则可制成杠杆百分表和杠杆千分表，其示值范围较小，但灵敏度较高。

此外，它们的测头可以在一定角度内转动，能适应不同方向的测量，结构也紧凑。

它们适用于测量普通百分表难以测量的外圆、小孔和沟槽等的形状和位置误差。

百分表在工业上的应用领域非常广泛，如测表面跳动或不平度，检查圆形零件的跳动，当然也可用来测量小的直线位移， 测量工件的尺寸、形状、位置误差、检验机床的集合精度或调整工件的装夹位等等，它已经成为工业生产中不可缺少的仪器。

图2-1 百分表组成图2.3 工作原理被测尺寸（或偏差）引起测杆微小直线移动，经过齿轮传动和放大，变为指针在刻度盘上的传动，从而直接读出被测尺寸（或偏差的）的大小。

下图2-2为百分表传动示意图。

百分表的齿条和齿轮的模数0.199m mm =，当测杆被工件抬高1mm 时，齿条上升1.6齿(1/()1/(0.199) 1.6m ππ==)，由于齿轮2z 是16齿，所以齿条推动齿轮2z 转动1/10转。

与2z 同轴的大齿轮3z 是100齿，所以3z 转过10齿。

小齿轮1z 是10齿，经3z 带动后，1z 以及固定在其轴上的长指针正向转过一周，因为刻度盘为100等分，故当测杆移动1mm 时，长指针转过100个分度，从而将微小移动转化为指针的转动。

由此可见，指针转过一个分度，就相当于测杆转动0.01mm 。

图2-2百分表传动示意图三、任务和方案比较分析3.1 百分表的装置组成百分表有示数装置、传动装置、消除误差装置，产生测量力装置，防震装置及轴承板导槽、导轨装置组成。

3.2 百分表的结构分析及方案确定3.2.1示数装置：由标尺、指针等构成。

标尺：直标尺、圆盘标尺、螺旋标尺、鼓轮标尺。

根据百分表的结构特点，选用圆盘标尺度盘。

指针：一般有同心指针、不同心指针，根据百分表结构简单的特点，选用不同心指针。

度盘颜色：一般用黑、白、灰、黄等几种颜色，一般选用白色，加上黑刻线，显得清楚明朗。

3.2.2 传动装置百分表具有外形要求小，内部紧凑，传动精度高的特点。

选用齿轮传动键，其放大倍数为2/K R S π=（R 为指针半径，S 为百分表量程）。

3.2.3 消除回空误差装置消除空回误差的方法，常用的有：利用弹簧消除侧隙，固定双片齿轮，利用接触游丝，调整中心距等。

考虑到百分表的结构特点实现的难易程度，选用接触游丝消除侧隙的方法。

将游丝装在一根轴上，利用其产生的反力矩，迫使各级齿轮再传动时总在固定的齿面啮合，从而消除了侧隙对空回的影响。