幾何量公差與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、幾何量公差與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)程飛月武漢理工大學(xué)教材中心2006年6月1 . 了解立式光學(xué)計(jì)的測(cè)量原理；2 .熟悉用立式光學(xué)計(jì)測(cè)量外徑的方法。立式光學(xué)計(jì)是一種精度較高而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的常用光學(xué)量?jī)x，用量塊作為長(zhǎng)度測(cè) 量基準(zhǔn)，按比較測(cè)量法來(lái)測(cè)量各種工件的外尺寸。圖1 1為立式光學(xué)計(jì)外形圖，它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作臺(tái)11等幾部分組成，光學(xué)計(jì)是利用光學(xué)杠桿發(fā)大原理進(jìn)行測(cè)量的儀器，具光學(xué)系統(tǒng)如圖1-2 (b)所示。照明光線經(jīng)反射鏡1照射到刻度尺8上，再經(jīng)直角棱鏡2、物鏡3,照射到反射鏡4上。由于 刻度尺8位于物鏡3的焦平面上，故從刻度尺3上發(fā)出的光線經(jīng)物鏡3后成為平行 光束。若反射鏡4與物鏡

2、3之間相互平行，則反射光線折回到焦平面,刻度尺像7與刻度尺8對(duì)稱。若被測(cè)尺寸變動(dòng)使測(cè)桿5推動(dòng)反射鏡4繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度，（圖12a）,則反射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)2,角度，從而使刻度尺像7產(chǎn)生位移t （圖12c）,它代表被測(cè)尺寸的變動(dòng)量。物鏡至刻度尺 8間的距離為物鏡焦距f,設(shè)b為測(cè)桿中心至反射鏡支點(diǎn)間的距離，s為測(cè)桿5移動(dòng)的距離，則儀器的放大比 K為：tftg2,K, Sbtg,tg2,2,tg, 當(dāng)，很小時(shí)，因此：2fK, b光學(xué)計(jì)目鏡放大倍數(shù)為12, f,200mm,b,5mm,故儀器的總放大倍數(shù)n為：2f2 , 200n,12k,12,12 , ,960 b5ill由此說(shuō)明，當(dāng)測(cè)桿移動(dòng)

3、 0.001mm時(shí)，在目鏡中可見(jiàn)到0.96mm的位移量。1 .測(cè)頭的選擇：測(cè)頭有球形、平面形和刀口形三種，根據(jù)被測(cè)零件表面的幾何形狀來(lái)選擇，使測(cè)頭與被測(cè)表面盡量滿足點(diǎn)接觸。所以，測(cè)量平面或圓柱面工件時(shí)，選用球形測(cè)頭。測(cè)量球面工件時(shí)，選用平面形測(cè)頭。測(cè)量小于 10mmi勺圓柱形工件時(shí)，選用刀 口形測(cè)頭。2 .按被測(cè)零件的基本尺寸組合量塊3調(diào)整儀器零位參看圖1 1，選好量塊組后，將下測(cè)量面置于工作臺(tái)11 的中央，并使測(cè)頭10對(duì)準(zhǔn)上測(cè)量面中央。粗調(diào)節(jié)：松開(kāi)支臂緊固螺釘4，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母2，使支臂緩慢下降，直到測(cè)頭與量塊上測(cè)量面輕微接觸，并能在視線中看到刻度尺像時(shí)，將螺釘4 鎖緊。細(xì)調(diào)節(jié)：松開(kāi)緊固螺釘8

4、，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)凸輪7，直至在目鏡中觀察到刻度尺像與指示線接近為止（圖1 3a）。然后擰緊螺釘8。微調(diào)節(jié)：轉(zhuǎn)動(dòng)刻度尺微調(diào)螺釘 6（圖1-2b）,使刻度尺的零線影像與指示線重合（圖13b）,然后壓下測(cè)頭提升杠桿9數(shù)次，使零位穩(wěn)定。將測(cè)頭抬起，取下量塊。4將工件洗凈放在工作臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。5處理數(shù)據(jù)，判斷是否合格。1比較量法的特點(diǎn)是什么？以什么作為比較標(biāo)準(zhǔn)？2用立式光學(xué)計(jì)能否進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量？表面粗糙度的測(cè)量方法有光切法，光波干涉法及觸針?lè)ǎㄓ址Q針描法）等，工廠常用的還有粗糙度樣板直接和被測(cè)工件對(duì)照的比較法，以及利用塑性和可鑄性材料將被測(cè)工件加工表面的加工痕跡復(fù)印下來(lái)，然后再測(cè)量復(fù)印的

5、印模的印模法。1. 建立對(duì)表面粗糙度的感性認(rèn)識(shí)；2. 了解用雙管顯微鏡測(cè)量表面粗糙度的原理及方法。用雙管顯微鏡測(cè)量表面粗糙度的 Rz值。雙管顯微鏡又撐光切顯微鏡，它是利用被測(cè)表面能反射光的特性，根據(jù)“光切法原理”制成的光學(xué)儀器，具測(cè)量范圍取決于選用的物鏡的放大倍數(shù)，一般用于測(cè)量0.8-80微米的表面粗糙度Rz值。儀器外型如圖3-1所示，它由底座6,支柱5,橫臂2,測(cè)微目鏡13,可換物 鏡8及工作臺(tái)7等部分組成。儀器備有四種不同倍數(shù)（7X,14X,30X,60X）物鏡組，被測(cè)表面粗糙度大?。ü?測(cè)）來(lái)選擇相應(yīng)倍數(shù)的物鏡組（見(jiàn)表3-1 ）。表3-1雙管顯微鏡測(cè)量參數(shù)物鏡放大倍總放大倍數(shù) 目鏡視場(chǎng)直

6、物鏡與工件測(cè)量范圍 Rz換算系數(shù)數(shù)N徑（mm距離（mm （m e（微米/格）7X 60X 2.5 9.5 3030 1.25 14X 120X 1.3 2.5 6.320 0.63 30X 260X 0.6 0.2 1.66.3 0.294 60X 510X 0.3 0.04 0.81.6 0.147測(cè)量原理如圖3-2所示，被測(cè)表面為P1-P2階梯表面，當(dāng)一平行光束從45度 方向投射到階梯表面時(shí)，即被折成 S1和S2兩段，從垂直于光束的方向上就可以在 顯微鏡內(nèi)看到S1和S2兩段光帶的放大像S1'S2',同時(shí)距離h也被放大為hi'。通 過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得被測(cè)表面的不平度

7、高度ho這種方法類似在零件表面斜切一刀，然后觀察其剖面的輪廓形狀，因此稱為光 切法。圖3-3為雙管顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)圖，由光源 1發(fā)出的光，經(jīng)聚光鏡2,狹縫3,物鏡4以45度方向投射到北測(cè)表面上，調(diào)整儀器使反射光束經(jīng)物鏡5成像在目鏡分劃板6上，光束被測(cè)上表面 的S1點(diǎn)反射，在下表面S2點(diǎn)反射，它們各成像于分劃板6的S1'和S2',距離hi被放大為hi',通過(guò)目鏡可觀察到凹凸不平的光帶(圖3-4 (b),光帶邊緣即工件表面上被照亮了的 hi的放大輪廓像hi',測(cè)量 hi即可求出被測(cè)表面的不平高度h20h=hicos45=(hi/N)cos45式中N物鏡的放大倍數(shù)影象

8、高度hi'是利用目鏡測(cè)微器來(lái)測(cè)量的，測(cè)微目鏡頭結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-4 (a)由于測(cè)微器中的十字刻線與測(cè)微器讀數(shù)方向成45，所以當(dāng)用十字線只能感的任一直線與影像蜂，谷相切來(lái)測(cè)量波高度時(shí)，波高h(yuǎn)1=h1cos45”為刻度線移過(guò)的實(shí)際距離，即測(cè)微器量詞讀數(shù)差(見(jiàn)圖 3-14 (b),所以被測(cè)表面1h的不平高度為：h=h1cos45cos45/N=1/2N?h1式中，E為刻度套筒的分度值，或稱為換算系數(shù)，它與投射角，目鏡測(cè)微器的結(jié)構(gòu)和物鏡放大倍數(shù)有關(guān)，可在表3-1 中查取。由上述可知，零件表面不平度的高度h 等于測(cè)微器兩詞讀數(shù)差，即套筒轉(zhuǎn)過(guò)的樓數(shù)。1 .按被測(cè)表面輪廓特點(diǎn)，確定取樣長(zhǎng)度t,幾種常用的機(jī)

9、械加工方法的最小測(cè)量長(zhǎng)度見(jiàn)表 3-2 。表 3-2表面輪廓的特點(diǎn)取樣長(zhǎng)度l ( mm) 評(píng)定長(zhǎng)度Ln(mm)2 .5比較規(guī)則和均勻(如車、銃、(13) l包J)0.8 (26)l 不很規(guī)則和均勻(如精車、磨)0.25 (617)l 很不規(guī)則和均勻(如精磨、研)3 . 估計(jì)被測(cè)表面的粗糙度，按表3-1 選擇適當(dāng)?shù)奈镧R，裝在儀器上。國(guó)3HT4 .將零件擦凈后放在儀器工作臺(tái)上，通過(guò)變壓器接通電源。5 .粗調(diào)節(jié)：用手拖住橫臂2,松開(kāi)鎖緊釘1。旋升轉(zhuǎn)動(dòng)螺母4,使鏡頭對(duì)準(zhǔn)被測(cè) 表面上方，上下移動(dòng)橫臂2,直到在目鏡中看到綠色光帶和光面輪廓不平度的影象（圖3-4b）,然后旋緊螺釘1,調(diào)節(jié)中要避免物鏡與被測(cè)表面

10、發(fā)生碰撞。6 .細(xì)調(diào)節(jié)：在目鏡中觀察，并轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪 3,使視場(chǎng)中央出現(xiàn)最狹窄且一邊 最清晰的光帶。7 .轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微目鏡頭，使十字線的水平線和光帶輪廓中線平行，并以此水平線做為測(cè)量的基準(zhǔn)線，旋轉(zhuǎn)測(cè)微目鏡頭的刻度套筒 12 （圖3-4a）,使目鏡中十字線的水平 線（基準(zhǔn)線）分別與輪廓的峰頂和谷底相切（圖 3-4b）中的實(shí)線和虛線位置，叢刻度筒 12中 讀出峰和谷的數(shù)值h1,h2,hm ,在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)，測(cè)出5個(gè)峰和5個(gè)谷的數(shù)值，然 后按下式算出10點(diǎn)的平均高度值Rz。Rz=E?（h1+h3+,+hn） - （h2+h4+,hm） /5式中h1,h3,hn為峰頂讀數(shù)，h2,h4,hm為谷底讀數(shù)，h單

11、位為格數(shù)。8 .縱向移動(dòng)工作臺(tái)，按上述步驟在平定長(zhǎng)度內(nèi)，測(cè)出幾個(gè)取樣長(zhǎng)度的Rz的值，取其平均值作為被測(cè)表面的微觀不平度十點(diǎn)的高度Rz值9 . 添好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，判斷零件的適用性。1 .什么是Rz參數(shù)和Ra參數(shù)？用雙管顯微鏡也能測(cè)量 Ra參數(shù)嗎？2 . 為什么只測(cè)量光帶一個(gè)邊緣的諸峰谷點(diǎn)？用節(jié)距法測(cè)量車床導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差。1 加深對(duì)直線度公差與誤差的定義及特征的理解。2 學(xué)習(xí)直線度誤差的測(cè)量及數(shù)據(jù)處理方法。3 了解光學(xué)合像水平儀的結(jié)構(gòu)，原理及使用方法。車床導(dǎo)軌，光學(xué)合像水平儀1， 儀器的結(jié)構(gòu)與工作原理光學(xué)合像水平儀廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械工業(yè)中?？蓽y(cè)量工件表面的直線度，平面度和設(shè)備安裝的正確性

12、，也可測(cè)量工件的微小傾角。如圖31所示，儀器的測(cè)量范圍為05mm/m分度值為0.01mm/m 光學(xué)合像水平儀是一種精密測(cè)角儀器，用自然水平面作為測(cè)量基準(zhǔn)。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3-1 ，它的水準(zhǔn)器5 是一個(gè)密封的玻璃管，管內(nèi)注入精餾乙醚，并留有一定量的空氣，以形成氣泡。管的內(nèi)壁在長(zhǎng)度方向具有一定的曲率半徑。氣泡在管中停住時(shí)，氣泡的位置必然垂直于重力方向。就是說(shuō)，當(dāng)水平儀傾斜時(shí)，氣泡本身并不傾斜，而始終保持水平位置。利用這個(gè)原理，將水平儀放在橋板上使用，便能測(cè)出實(shí)際被測(cè)直線上相距一個(gè)橋板跨距的兩點(diǎn) 間的高度差3-21.觀察窗2.刻度盤(pán)3.旋鈕4.刻度尺5.水準(zhǔn)器6.氣泡7.棱鏡圖3-3臺(tái)直水平儀工作原理示

13、意圖測(cè)量時(shí)，光學(xué)合像水平儀水準(zhǔn)器 5中的氣泡6兩端經(jīng)棱鏡7反射的兩半象從觀察窗觀察。當(dāng)橋板兩端相對(duì)于自然水平面無(wú)高度差時(shí)，水準(zhǔn)器 5處于水平位置，則氣泡6在水準(zhǔn)器5的中央，位于棱鏡7兩邊的對(duì)稱位置，因此從觀察窗看到兩半象合象（如圖3-4a所示）。如果橋板兩端相對(duì)于自然水平面有高度差，則水平儀傾斜一個(gè)角度，因此氣泡 6不 在水準(zhǔn)器5的中央，從觀察窗看到兩半象是錯(cuò)開(kāi)的（如圖3-4b所示）為了測(cè)出被測(cè)兩點(diǎn)的高度差數(shù)值，調(diào)節(jié)旋鈕 3,使得長(zhǎng)的半邊象逐漸縮短；短的半邊象U）（b）圖I 逐漸增長(zhǎng)，直到兩半邊象合象（如圖 3-4a所示）。也就是使氣泡返回到棱鏡 7兩邊的對(duì)稱位置。此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕3帶動(dòng)刻度盤(pán)2

14、轉(zhuǎn)過(guò)的格數(shù)，就是合象水平儀在一米長(zhǎng)度傾斜的高度差。2,讀數(shù)方法合像水平儀的氣泡調(diào)到合象后，即可進(jìn)行讀數(shù)。水平儀讀數(shù)有兩部分組成：一是刻度盤(pán)2;二是側(cè)面的刻度尺4。刻度盤(pán)2轉(zhuǎn)動(dòng)一圈（轉(zhuǎn)動(dòng)100格），側(cè)面的刻度尺4移動(dòng)一格。如果以刻度盤(pán)2上格數(shù)作為讀數(shù)單位，那么水平儀讀數(shù)的百位數(shù)取刻度尺4標(biāo)線所指刻度的整數(shù)部分；十位數(shù)和個(gè)位數(shù)直接從刻度盤(pán)2讀出。例如：刻度尺4標(biāo)線所指刻度位于2和3之間；刻度盤(pán)2所指刻度是91格，則水平儀的讀數(shù)為291 格。3,測(cè)量步驟1）將長(zhǎng)度為1400mm勺導(dǎo)軌和跨距為140mm勺橋板用汽油擦洗干凈，等距離取十個(gè)測(cè)量點(diǎn)（導(dǎo)軌兩端各去掉 70mm等導(dǎo)軌分成九段）2）將分度值為0.

15、01mm/m的光學(xué)合象水平儀放在橋板上，先后置于被測(cè) 導(dǎo)軌的兩端，調(diào)整下面的三個(gè)螺釘，使導(dǎo)軌大致處于水平狀態(tài)?？谟寐門(mén)tfcX竟直械胃些的就克國(guó)3） 沿被測(cè)導(dǎo)軌把橋板移動(dòng)到導(dǎo)軌的一端（如圖3-5 所示的0 1 位置），開(kāi)始測(cè)量。分別測(cè)出這十點(diǎn)中的所有后一點(diǎn)相對(duì)于其前一點(diǎn)的高度。注意每次移動(dòng)橋板時(shí)，應(yīng)使橋板的支承在前后位置上首尾相連，而且水平儀不得相對(duì)于橋板產(chǎn)生移動(dòng)。4） 把測(cè)量數(shù)據(jù)依次填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，并用作圖法按最小條件求出車床床鞍用導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線讀誤差。5） 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理可采用計(jì)算法或作圖法。以下介紹作圖法。作圖法的具體步驟如下。1） 選擇合適的x 軸，y 軸放大比例。x 坐標(biāo)代

16、表測(cè)量點(diǎn)序或測(cè)量位置；縱坐標(biāo) y 代表相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)的量值，即高度差的累積值。2） 根據(jù)各測(cè)量點(diǎn)的累積值描點(diǎn)。用折線將各點(diǎn)連接起來(lái)，得出誤差曲線。3） 用最小包容區(qū)域判別法來(lái)評(píng)定直線度誤差。即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(gè)最高（或最低）點(diǎn)相切，在這兩切點(diǎn)之間，應(yīng)有個(gè)最低（或最高）點(diǎn)與另一條平行直線相切，這兩條平行直線之間的區(qū)域才是最小包容區(qū)域。從平行于縱坐標(biāo)的方向畫(huà)出這兩條平行線間的距離，此距離就是被測(cè)導(dǎo)軌的直線度誤差f（格）水平儀實(shí)際分度值。合象水平儀的分度值為 0.01mm/m相當(dāng)于在1m長(zhǎng)度上的 高度差為0.01mm當(dāng)兩測(cè)量點(diǎn)間距離（橋板跨距）為 140mm寸

17、，那末水平儀實(shí)際 分度值為0.01/1000 Xl40mn。4）將誤差值f （格）折算成線性值f （mrm ,并判斷該導(dǎo)軌是否合格。用分度值為0.01mm/m的合象水平儀測(cè)量長(zhǎng)度為1400mm勺導(dǎo)軌的直線度誤差采用的橋板跨距為200mm等導(dǎo)軌分成7段進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得值列入下表.測(cè)點(diǎn)序號(hào)及測(cè)量間隔 橋板位置01 12 23 34 45 56 67 水平儀讀數(shù)（格）a291.0 289.5 292.9 294.3 292.3 291.4 289.5 i 相對(duì)伯：（格），,aa0 -1.5 1.9 3.3 1.3 0.4 -1.5 ii1j 累積值（格）h,0 -1.5 0.4 3.7 5.0 5.4

18、 3.9 ,jii,1按上表所列各測(cè)點(diǎn)的累積值，在坐標(biāo)紙上畫(huà)出誤差折線（見(jiàn)圖3-6）。作通過(guò)兩個(gè)高極點(diǎn)（0, 0）和（5, 5）的直線，再作這兩個(gè)高極點(diǎn)之間的一個(gè)低極點(diǎn)（2,- 1.5）且平行于高極點(diǎn)連線的直線，得到最小包容區(qū)域。從圖 3-6上量出或計(jì)算出 該區(qū)域的寬度為3.5格。因此，按最小條件評(píng)定的直線度誤差0.012003.50.007fmm, , , ,mz10001 .評(píng)定直線度誤差有幾種方法？哪種方法誤差值最??？2 .直線度誤差按什么方向計(jì)??？為什么？1 . 了解平面度誤差的測(cè)量原理及千分表的使用方法。2 .掌握平面度誤差的評(píng)定方法及數(shù)據(jù)處理。用千分表測(cè)量平面度誤差。平面度公差用以

19、限制平面的形狀誤差。其公差帶是距離為公差值的兩平行平面 之間的區(qū)域。并規(guī)定，理想形狀的位置應(yīng)符合最小條件，常見(jiàn)的平面度測(cè)量方法有用指 示表測(cè)量、用光學(xué)平晶測(cè)量平面度、用水平儀測(cè)量平面度及用自準(zhǔn)儀和反射鏡測(cè)量平面度誤差，用各種不同的方法測(cè)得的平面度測(cè)值，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后按一定的評(píng)定準(zhǔn)則處理結(jié)果。平面度誤差的評(píng)定方法有：1. 最小包容區(qū)域法，由兩平行平面包容實(shí)際被測(cè)要素時(shí)，實(shí)現(xiàn)至少四點(diǎn)或三點(diǎn)接觸。且具有下列形式之一者，即為最小包容區(qū)域，其平面度誤差值最小。最小包容區(qū)域的判別方法有下列三種形式。（1）兩平行平面包容被測(cè)表面時(shí)，被測(cè)表面上有3 個(gè)最低點(diǎn)（或3 個(gè)最高點(diǎn)）及 1 個(gè)最高點(diǎn)（或1 個(gè)最

20、低點(diǎn)）分別與兩包容平面接觸，并且最高點(diǎn)（或最低點(diǎn)）能投影到3 個(gè)最低點(diǎn)（或3 個(gè)最高點(diǎn)）之間，則這兩個(gè)平行平面符合最小包容區(qū)原則。見(jiàn)圖1（a） 所示。（ 2）被測(cè)表面上有2 個(gè)最高點(diǎn)和2 個(gè)最低點(diǎn)分別與兩個(gè)平行的包容面相接觸，并且2 個(gè)最高點(diǎn)投影于2 個(gè)低點(diǎn)連線之兩側(cè)。則兩個(gè)平行平面符合于平面度最小包容區(qū)原則。見(jiàn)圖1（b） 所示。（3） 被測(cè)表面的同一截面內(nèi)有2 個(gè)最高點(diǎn)及1 個(gè)低點(diǎn)（或相反）分別和兩個(gè)平行的包容面相接觸。則該兩平行平面符合于平面度最小包容區(qū)原則，如圖1（c） 所示。三角形法是以通過(guò)被測(cè)表面上相距最遠(yuǎn)且不在一條直線上的3個(gè)點(diǎn)建立一個(gè)基準(zhǔn)平面,各測(cè)點(diǎn)對(duì)此平面的偏差中最大值與最小值

21、的絕對(duì)值之和為平面度誤差。實(shí)測(cè)時(shí)，可以在被測(cè)表面上找到3個(gè)等高點(diǎn)，并且調(diào)到零。在被測(cè)表面上按布點(diǎn)測(cè)量，與三角形基準(zhǔn)平面相距最遠(yuǎn)的最高和最低點(diǎn)間的距離為平面度誤差值。圖1平面度誤差的最小區(qū)域判別法2.對(duì)角線法是通過(guò)被測(cè)表面的一條對(duì)角線作另一條對(duì)角線的平行平面，該平面即為基準(zhǔn)平面。偏離此平面的最大值和最小值的絕對(duì)值之和為平面度誤差。檢測(cè)工具：平板、帶千分表的測(cè)量架等。檢測(cè)時(shí)，將被測(cè)零件放在平板上，帶千分表的測(cè)量架放在平板上，并使千分表測(cè)量頭垂直地指向被測(cè)零件表面，壓表并調(diào)整表盤(pán)，使指針指在零位。然后，按（圖2）所示，將被測(cè)平板沿縱橫方向均布畫(huà)好網(wǎng)格，四周離邊緣10mm其畫(huà)線的交點(diǎn)為測(cè)量的9個(gè)點(diǎn)。同

22、時(shí)記錄各點(diǎn)的讀數(shù)值。全部被測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值取得后，按對(duì)角線法求出平面度誤差值。圖21 .數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的方法有多種，有計(jì)算法、作圖法等。下面介紹用 對(duì)角線法求取平面度誤差值的方法。aaa312b bb312ccc312圖3 (1)令圖3中的ac為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)量為。則有 P11a, 2Paa, P 321bb, 2Pb, P 321C, 2Pcc, P 312圖4 (2)令圖4中的a, 2PaQ-為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)量為。則有 31a, 2Paa, P 321bb, 2Pb, P +Q +Q 321C, 2Pcc, P2Q2Q2Q+ + + 312圖5 (3)按對(duì)角線上兩個(gè)值相等列出下列方程，求旋轉(zhuǎn)量P

23、和Qca2Q= + + 2P31a, 2Pc2O+ 31把求出的Q和代入圖5中。按最大最小讀數(shù)值之差來(lái)確定被測(cè)表面的平面度誤 差P值。1 . 了解圓度、圓跳動(dòng)、全跳動(dòng)等行位的意義，測(cè)量原理與測(cè)量方法。2 .學(xué)習(xí)正確使用千分表、偏擺儀和齒輪跳動(dòng)檢查儀等測(cè)量器具。1.圓度誤差測(cè)量按最小條件的測(cè)量方法應(yīng)使用圓度儀，但該儀器十分昂貴，故只在精密零件測(cè) 量使用。根據(jù)GB1958-80規(guī)定，還可用其他一些近似的測(cè)量方法，如二點(diǎn)測(cè)量法?？捎?千分尺測(cè)量零件同一橫截面內(nèi)最大直徑與最小直徑之差的一半，作為單個(gè)截面的圓度誤差，然后，按上敘方法測(cè)量三個(gè)截面，取其中最大的誤差植作為該零件的圓度誤差。2.徑向圓跳動(dòng)的測(cè)

24、量制37將工件按圖2-2所示安裝好，將千分表的測(cè)頭垂直壓在被測(cè)表面，并具有1-2圈壓縮量，然后緩慢而均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)工件，當(dāng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，則千分表的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即為該截面的徑向圓跳動(dòng)量。取各橫截面（本 實(shí)驗(yàn)做？、？、？三個(gè)截面）的最大跳動(dòng)量作為被測(cè)表面的徑向圓跳動(dòng)誤差值。將工件按圖2-3安裝好，工件在軸向不準(zhǔn)移動(dòng)。將百分表的測(cè)頭垂直壓在被 測(cè)表面上，并具有一二圈壓縮量，然后用手緩慢均勻轉(zhuǎn)動(dòng)工件一周，此時(shí)將百分表的最大最小讀數(shù)差記錄下來(lái)，再用同法測(cè)兩處圓周的跳動(dòng)值，其中最大者即為端面圓跳動(dòng)誤差值。4.徑向全跳動(dòng)的測(cè)量工件安裝如圖2-2所示。徑向全跳動(dòng)的測(cè)量和徑向圓跳動(dòng)的測(cè)量類似，但 是，在

25、測(cè)量過(guò)程中，要使被測(cè)工件連續(xù)回轉(zhuǎn)并使千分表沿測(cè)量軸線連續(xù)移動(dòng)，千分 表的最大讀數(shù)差即為徑向全跳動(dòng)誤差值。(1)理解有關(guān)位置公差的定義(2)掌握應(yīng)用普通測(cè)量器具對(duì)箱體位置誤差的測(cè)量方法箱體上一般選用平面或軸心作為基準(zhǔn)。測(cè)量時(shí)常用平板或檢驗(yàn)心軸來(lái)模擬基準(zhǔn)，用9所示的箱體上標(biāo)有七項(xiàng)精度合適的測(cè)量器具來(lái)測(cè)量被測(cè)實(shí)際要素上各點(diǎn)對(duì)平板的平面或檢驗(yàn)心軸的軸 線之間的距離，按照各項(xiàng)位置誤差定義來(lái)評(píng)定位置誤差。如圖位置公差，將取一零件作被測(cè)件。選取幾個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量 f1叫. X.mull i 1遍迪亙迪 （J-H" 一旦Z 國(guó)圖9箱體主要有平板、標(biāo)準(zhǔn)心軸、直角尺、塞尺、方箱（或方鐵）、杠桿百分表、表架

26、、 平行墊鐵、同軸度量規(guī)和位置度量規(guī)等。（1）測(cè)量孔軸線對(duì)基面B的平行度誤差1）如圖10所示，將箱體3放置在平板1上，使箱體底面與平板面穩(wěn)定接觸。2）將標(biāo)準(zhǔn)心軸2插入被測(cè)孔，并以此模擬被測(cè)軸線。3）在標(biāo)準(zhǔn)心軸的最高素線距離為L(zhǎng)的a、b兩點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量。設(shè)兩點(diǎn)上測(cè)得的讀數(shù)分別為 M2a和M則被測(cè)軸線對(duì)底平面的平行度誤差 f為：bf =L/L|M M | 12ab式中L規(guī)定的測(cè)量長(zhǎng)度，此例中為 100mm（2）測(cè)量端面圓跳動(dòng)誤差? I III圖10平行度誤差的測(cè)量1）如圖3-79所示，將箱體5置于平板1上。用標(biāo)準(zhǔn)心軸4插入基準(zhǔn)孔中，在其頂尖孔中放一鋼球 3,并用方箱（或方鐵）2使心軸 的軸向位置固定

27、不動(dòng)。圖11端面圓跳動(dòng)誤差的測(cè)量2）將杠桿百分表6安裝在標(biāo)準(zhǔn)心軸的左端面上，調(diào)整百分表的位置，使測(cè)量頭 盡可能與被測(cè) 斷面的最大半徑處接觸（一般距邊緣 12mm ,并將表針預(yù)壓半 圈。3）將心軸回轉(zhuǎn)一周，取百分表上的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差作為被測(cè)端面的圓 跳動(dòng)誤差f。若f?0.05mm,則該項(xiàng)指標(biāo)合格。（3）測(cè)量徑向全跳動(dòng)誤差圖12徑向全跳動(dòng)誤差的測(cè)量1）如圖380所示，將標(biāo)準(zhǔn)心軸2插入基準(zhǔn)孔（|）30H6中。在心軸的左端面裝 上杠桿百分表4,使其測(cè)量頭與被測(cè)孔的孔壁接觸，并將表針預(yù)壓半圈左右。2）將標(biāo)準(zhǔn)心軸一邊回轉(zhuǎn)，一邊沿軸向移動(dòng)，使測(cè)量頭在孔壁上所走過(guò)的軌跡為 一條螺旋線。取整個(gè)測(cè)量過(guò)程中

28、百分表上的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差作為被測(cè)孔的徑向全跳 動(dòng)誤差f,若f?0.08mm,則此項(xiàng)指示合格(4)測(cè)量垂直度誤差1)如圖13(a)所示，將表座3置于墊鐵2上。用直角尺(本圖例用素線與端面垂直的垂直度驗(yàn)棒)調(diào)整百分表4,使測(cè)量頭、表座圓弧側(cè)面在驗(yàn)棒的同一素線上接觸，再將表針預(yù)壓半圈左右。轉(zhuǎn)動(dòng)表盤(pán)，使零刻度線與表針對(duì)齊，此時(shí)讀數(shù)為零。圖13垂直度誤差的測(cè)量2)如圖13(b)所示，將調(diào)整好的表座圓孤側(cè)面和百分表測(cè)量頭同時(shí)靠向箱體的被測(cè)面。在表座圓弧側(cè)面與箱體被測(cè)面保持接觸的條件下移動(dòng)表座，取各次讀數(shù)中絕對(duì)值最大者作為垂直誤差f o測(cè)量需在箱體的左、右兩側(cè)分別進(jìn)行，若 f?0.10mm ,則此項(xiàng)

29、指 標(biāo)合格。(5)測(cè)量對(duì)稱度誤差1)如圖14所示，將箱體4的左側(cè)面置于平板上，再將杠桿百分表 3的換向手柄朝上撥，調(diào)整百分表的位置，使表會(huì)預(yù)壓半圈圖14對(duì)稱度誤差的測(cè)量2）分別測(cè)量槽面上3處高度a、b、c,記下讀數(shù)M、M M將箱體右側(cè)面置于平板上，111alb1c1 保持百分表原有高度，再分別測(cè)量另一槽面上3 處高度處a、 b、 c, 記下讀數(shù)M、 M、 222a2b2M則各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的對(duì)稱度誤差為：c2f=|M M| aa1 a2f=|M M| bb1 b2f=|M M| cc1c2取其中的最大值作為被測(cè)面對(duì)基準(zhǔn)面的對(duì)稱度誤差f o若f?0.20mm,則該項(xiàng)指標(biāo)合格。熟悉測(cè)量外螺紋中徑的原理和方

30、法。1. 用螺紋千分尺測(cè)量外螺紋中徑。2. 用三針測(cè)量外螺紋中徑。1螺紋千分尺2三針3杠桿千分尺1用螺紋千分尺測(cè)量外螺紋中徑（1） 根據(jù)被測(cè)螺紋的螺距，選取一對(duì)測(cè)量頭。（2） 擦凈儀器和被測(cè)量螺紋，校正螺紋千分尺零位。（3） 將被測(cè)螺紋放入兩測(cè)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(gè)方向上測(cè)量螺紋中徑。取它們的平均值作為螺紋的實(shí)際中徑，然后判斷被測(cè)螺紋中徑的適用性。m2.三針測(cè)量外螺紋中徑（2）在尺座上安裝好杠桿千分尺和三針。（ 1）根據(jù)被測(cè)螺紋的螺距，計(jì)算并選擇最佳量針直徑d（ 3）擦凈儀器和被測(cè)螺紋，校正儀器零件。（4）將三針?lè)湃肼菁y牙凹中，旋轉(zhuǎn)杠桿千分尺的微分筒，使兩

31、端測(cè)量頭與三針接觸，然后讀出尺寸M的數(shù)值。在同一截面相互垂直的兩個(gè)方向上測(cè)出尺寸M并按平均值公式計(jì)算螺紋中徑，然后判斷螺紋中徑的適用性。（基礎(chǔ)型）1 .熟悉測(cè)量齒輪徑向跳動(dòng)誤差的方法；2 .加深理解齒輪齒圈徑向跳動(dòng)誤差的定義。用齒輪跳動(dòng)檢查儀測(cè)量齒輪的齒圈徑向跳動(dòng)4-2街艷跳動(dòng)觸1S值冊(cè)1也型同u市齒圈徑向跳動(dòng)？Fr是指在齒一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)在輪齒上，與齒局中部 雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸心線的最大變動(dòng)量（圖 4-1）。圖4-2為齒輪跳動(dòng)檢查儀，它主要是由底座1,滑板2,頂尖座6,調(diào)節(jié)螺母7,回轉(zhuǎn)盤(pán)8和指示表10等組成，指示表的分度值為0.001mm該儀器附有一套40 度的錐型量頭,可工

32、測(cè)量模數(shù)為1-6mm齒輪時(shí)選用。測(cè)量時(shí)，將量頭放入齒間，逐齒測(cè)出徑和的相對(duì)差值，在齒輪一圈中指示表讀 數(shù)最大的變動(dòng)量 ?Fr=r-r ，即為齒圈徑向跳動(dòng)量，如圖4-1 所示作出曲線，則?Fr 為曲線最高點(diǎn)與最低點(diǎn)沿縱坐標(biāo)的距離。1. 將被測(cè)齒輪套在心軸上心軸裝在儀器的兩頂尖之間，擰緊螺釘4和 5，心軸與頂尖間的松緊要適當(dāng)，以能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有軸向竄動(dòng)為宜。2. 根據(jù)被測(cè)齒輪模數(shù)選擇量頭，并安裝在指示表10 的測(cè)量桿下端。3. 旋轉(zhuǎn)手柄3，調(diào)整滑板2 的位置，使指示器測(cè)量頭位于齒輪寬的中部，借升降調(diào)節(jié)螺母 7 和提升手把9，使測(cè)量頭位于齒槽內(nèi)，調(diào)整指示表10 的零位，然后開(kāi)始測(cè)量。4. 逐齒測(cè)量，

33、每測(cè)一齒，須抬起提升手把9，使指示表測(cè)量頭離開(kāi)齒間，測(cè)量一圈，記下指示表讀數(shù)，將讀數(shù)添在報(bào)告中。4. 處理測(cè)量結(jié)果，用坐標(biāo)圖型表示，從曲線上量出徑向跳動(dòng)誤差?Fr，有齒輪公差表中查出齒圈的徑向跳動(dòng)誤差 ？Fr。判斷被測(cè)齒輪的適用性。1. 齒圈徑向跳動(dòng)誤差?Fr 產(chǎn)生的主要原因是什么？它對(duì)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)有什么影響？2. 測(cè) ?Fr 時(shí)，為什么要調(diào)零？1. 掌握測(cè)量齒輪公法線長(zhǎng)度的方法；2. 加深對(duì)公法線長(zhǎng)度變動(dòng)與公法線平均長(zhǎng)度偏差的理解。用公法線千分尺測(cè)量公法線平均長(zhǎng)度偏差和公法線長(zhǎng)度變動(dòng)。齒輪的公法線，即基圈上的切線，公法線長(zhǎng)度W是指跨N個(gè)齒的異側(cè)齒形的平行切線間的距離，可用公法線千分尺（圖4-4）

34、，公法指示卡規(guī)，萬(wàn)能測(cè)齒儀的測(cè)量。公法線長(zhǎng)度變動(dòng)？Fw指同一齒輪上測(cè)得的實(shí)際公法線長(zhǎng)度的最大值 Wma燈最小值Wmin差，如圖4-3所示，即？Fw=Wmax-Wmin因?yàn)椋縁w能部分表明齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)嚙合線長(zhǎng)度的變動(dòng)，故可用？Fw評(píng)定運(yùn)動(dòng)精度公法線平均長(zhǎng)度偏差？Ew是指在齒輪一周內(nèi)，公法線長(zhǎng)度的平均值與公稱值之圖43公法找K度變動(dòng)圖44處法線長(zhǎng)度測(cè)量Ew與齒厚偏差有關(guān)，因此可用來(lái)評(píng)定齒側(cè)間隙。測(cè)量時(shí)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其跨齒數(shù) n及公法線長(zhǎng)度 W應(yīng)滿足下式要求:W=m? 1.476 (2n-1) +0.014Z式中；m齒輪模數(shù)(mrmZ齒輪齒數(shù)n跨齒數(shù)(n?0.111Z+0.5)Wffi n也可

35、在表4-1中查取。公法線長(zhǎng)度測(cè)量方法簡(jiǎn)單，又能保證一定的測(cè)量精度，但不適用小模數(shù)齒輪, 內(nèi)齒輪，窄斜齒輪以及精密齒輪的測(cè)量。表4-1齒輪跨齒數(shù)公法線公齒輪跨齒公法線公稱齒輪跨齒數(shù)公法線公齒數(shù)稱長(zhǎng)度齒數(shù) 數(shù) 長(zhǎng)度 齒數(shù) 稱長(zhǎng)度 Z N W Z N W Z N W 15 2 4.6383 27 4 10.7106 39 5 13.8308 16 2 4.6523 28 4 107246 40 5 13.8448 17 2 4.6663 29 4 10.7386 415 13.8558 18 3 7.6324 30 4 10.7526 42 5 13.8728 19 3 7.6464 31 4 10

36、.766643 5 13.8868 20 3 7.6604 32 4 10.7806 44 5 13.900821 3 7.6744 33 4 10.7946 45 6 16.8670 22 3 7.6884 34 4 10.8086 46 6 16.8881 23 3 7.7.24 35 4 10.8226 47 6 16.8950 24 3 7.7165 36 5 13.7888 48 6 16.9090 25 3 7.7305 37 5 13.8028 49 6 16.9230 26 3 7.7445 38 5 13.8168 50 6 16.9370注：對(duì)于其它模數(shù)的齒輪，則將表中的數(shù)

37、值乘以模數(shù)。1 .按被測(cè)齒輪齒數(shù)，查表4-1,求出公法線公稱長(zhǎng)度 W及跨齒數(shù)n。2 . 開(kāi)始測(cè)量：在圓周三等分處分別測(cè)去其公法線長(zhǎng)度，記入報(bào)告中，取平均值，即為公法線測(cè)量結(jié)果。將平均值減去公稱值W即為公法線平均長(zhǎng)度偏差?Ew3 . 沿齒圈一周逐個(gè)測(cè)量公法線長(zhǎng)度（最好測(cè)量全齒圈，也可隔一齒測(cè)量一值）記入報(bào)告中，所有讀數(shù)中最大值與最小值之差，及為公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量?Fw。4 查閱公差表，處理數(shù)據(jù)結(jié)果，判斷被測(cè)齒輪的適用性。1 . 為何規(guī)定公法線長(zhǎng)度的極限偏差均為負(fù)值？2 .測(cè)量？Fw和？Ew的目的是什么？1. 掌握測(cè)量齒輪齒厚的方法；2. 加深理解齒厚偏差的意義。用齒輪游標(biāo)卡尺測(cè)量齒輪的厚度偏差。齒

38、厚偏差是指在分度圓柱面上，法向齒厚的實(shí)際值與公稱值之差。為了得到一定的最小側(cè)隙，齒輪厚度要有一定的減薄量，因此齒厚偏差總是負(fù)值。它是卜叼用4T由柏林標(biāo)卡尺平定側(cè)隙的一項(xiàng)指標(biāo)。圖4-9為測(cè)量齒厚偏差的齒輪游標(biāo)卡尺（又稱齒厚卡尺），它由兩套互相垂直的游標(biāo)尺組成，其原理以及讀數(shù)方法與普通游標(biāo)卡尺相同，垂直游標(biāo)卡尺用于控制測(cè)量部分（分度圓至齒頂圓）的弦齒高h(yuǎn)l,水平游標(biāo)尺用于測(cè)量所測(cè)部位（分度圓）的弦齒厚St （實(shí)際）。本實(shí)驗(yàn)用齒輪游標(biāo)卡尺的分度值為 0.02mm可測(cè)量的模數(shù)為1-13mm 的齒輪。測(cè)量前，應(yīng)先將垂直的游標(biāo)尺調(diào)整到分度圓弦齒高值，這樣就使得測(cè)量時(shí)卡尺 的測(cè)量腳與齒面能在分度圓處接觸，然

39、后用水平游標(biāo)尺測(cè)量分度 /圓齒厚，讀數(shù)值與分 度圓的理論值值之差即為分度圓弦齒厚偏差。圖4-10所示，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱輪分度圓的弦齒高 h和弦齒厚St的公稱值可以分別按下式1求出：h =h +x 10 =m?1+z/2(1 -cos90?z)0 S=mz sin 90/z t式中，mi齒輪本g數(shù)(mrh z 一齒輪齒數(shù)考慮到定位基準(zhǔn)(齒頂圓)可能有加工誤差，測(cè)量時(shí)ht 應(yīng)根據(jù)齒頂圓直徑的實(shí)際偏差加以修正，0 h=m?1+z/2(1 -cos90/z)-(Re- Re' ) t式中：Re-齒頂圓半徑的公稱值，Re'齒頂圓半徑的實(shí)際值。用齒輪游標(biāo)卡尺測(cè)量齒厚偏差測(cè)量方便，但測(cè)量精度較底

40、，故適用較低精度或模數(shù)較大的齒輪測(cè)量，對(duì)精度較高的齒輪，可測(cè)公法線平均長(zhǎng)度偏差。：1. 用外徑千分尺測(cè)量齒頂圓的實(shí)際直徑。2. 計(jì)算分度圓處弦齒高h(yuǎn)t 和弦齒厚St.3. 按 ht 值調(diào)整齒輪游標(biāo)卡尺的垂直游標(biāo)尺。4. 將齒輪游標(biāo)尺置于被測(cè)齒輪上，使垂直游標(biāo)尺的高度尺與齒頂相接觸，然后移動(dòng)水平游標(biāo)尺的卡腳，使其靠近齒廓，從水平游標(biāo)尺上讀出弦齒厚的實(shí)際尺寸(用透光法判斷接觸情況)5. 在圓周上幾個(gè)等距離的齒上進(jìn)行測(cè)量，并將讀數(shù)記入報(bào)告中。6. 判斷被測(cè)齒厚的適用性，測(cè)得的每一個(gè)偏差值均在齒厚的極限偏差Ess和Esi的范圍內(nèi)。1. 測(cè)量齒輪齒厚偏差的目的是什么？2.齒厚極限偏差（Ess,Esi ）

41、和公法線平均長(zhǎng)度極限偏差（Ews,Ewi）有何關(guān)系？1 .熟悉用相對(duì)測(cè)量法測(cè)量周節(jié)偏差與周節(jié)累積誤差的方法及其測(cè)量結(jié)果的處理；2 .加深理解周節(jié)偏差及周節(jié)積累誤差的定義。1.用齒輪周節(jié)檢查儀測(cè)量圓柱齒輪周節(jié)相對(duì)偏差；2.用六表計(jì)算法或作圓法求解周節(jié)累積誤差。齒化的周節(jié)偏差？fw是指在分度圓上，實(shí)際周節(jié)與公 稱周節(jié)之差（用相對(duì)法測(cè)量時(shí)，公稱周節(jié)是指所有實(shí)際周 節(jié)的平均值）o周節(jié)累積誤差？fp是指在分度圓上，任意 兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì) 值。用相對(duì)法測(cè)量周節(jié)是以某一周節(jié)作為基準(zhǔn)周節(jié)，測(cè)量其余的周節(jié)對(duì)基準(zhǔn)周節(jié)的偏差，然后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理來(lái)求 解周節(jié)偏差？fw和周節(jié)累積誤差？fp。測(cè)量時(shí)應(yīng)在齒高中 部同一圓周上進(jìn)行，這就要求保證測(cè)量基準(zhǔn)的精度。齒輪的測(cè)量基準(zhǔn)可選用齒輪內(nèi)孔，齒頂圓和齒根圓。本實(shí)驗(yàn)以齒頂圓定位，因而對(duì)齒輪外圓的的徑向圓跳動(dòng)應(yīng)有相應(yīng)的要求，否則將造成過(guò)大的測(cè)量誤差。圖 4-5 為手持式齒輪周節(jié)檢