《互換性與技術(shù)測量》實驗指導書

PAGEPAGE17《互換性與技術(shù)測量》實驗指導書實驗地點：機械基礎公差實驗室 福東2實驗時間安排：14周三（5.16）下午5、6、7、8材料1011（1～15號）14周四（5.17）下午5、6、7、8材料1011（16～30號）14周五（5.18）下午5、6、7、8材料1012（1～15號）15周四（5.24）下午5、6、7、8材料1012（16～30號）實驗預習報告：實驗前交陳老師集美大學機械工程學院二00七年十月實驗一誤差測量和零件合格性評定一、實驗目的：掌握粗糙度、尺寸誤差和形位誤差的測量方法以及形位誤差的意義。掌握偏擺檢查儀、手持式粗糙度儀等相關儀器的使用方法。二、實驗內(nèi)容：表面粗糙度、尺寸測量、跳動度測量、直線度誤差的測量、零件合格性評定；三、測量原理及實驗儀器設備概述（一）偏擺檢查儀軸的同軸度，在儀器上加一定附件后還可測量齒輪徑向跳動和齒向誤差．(圖1-1)。前左右頂針座用來支持被測工件，支架座3上的導軌左右滑動。1、4一左右頂針座：2—底座：3一指示計滑動支座：5、6—鎖緊手柄；7—鎖緊手柄：8—伸縮手柄圖1-1偏擺檢查儀結(jié)構(gòu)示意圖儀器的使用方法：松開左頂針座鎖緊手柄或5)或右)稍小于被測工件的總長，然后鎖緊手柄5)。松開右頂針的鎖緊手柄7，將右頂針伸縮手柄8置于兩頂針之間，放開手柄87。(調(diào)節(jié)指針至1—2。旋轉(zhuǎn)工件，指示計讀數(shù)差即為所測值。（二）手持式粗糙度儀手持式粗糙度儀可測量多種機加工零件的表面粗糙度，根據(jù)選定的測量條件計算相應的參數(shù)，在液晶顯示器上清晰地顯示全部測量結(jié)果及圖形。測量原理：測量工件表面粗糙度時，將傳感器放在工件被測表面上，由儀器內(nèi)部的驅(qū)動機構(gòu)帶動傳感器沿被測表面做等速滑行測量結(jié)果在液晶顯示器上讀出，也可在打印機上輸出，還可以與PC機進行通訊。儀器各部分名稱圖1-2 傳感器圖1-3 手持式粗糙度儀儀器正面圖1-4 手持式粗糙度儀儀器側(cè)面?zhèn)鞲衅餮b卸5所示將傳感器插入儀器底部的傳感器連接套圖1-5傳感器的裝卸四．實驗零件圖圖1-6 實驗用樣件圖五．直線度誤差的評定方法直線度誤差的評定方法有圖解法和最小二乘法等,下面說明圖解法的評定方法。設在9個位置(分段點)進行測量，測得的數(shù)據(jù)如下表：μm測點測點序號讀數(shù)01234567806121210．59121524以分段點為X坐標,測得的讀數(shù)為Y坐標,作圖如下:Y2520915105分段X012345678圖1-7 求直線度誤差2與85Y方向上的距離，即可確定直線度誤差，如圖中的直線度誤差為六．實驗步驟用手持式粗糙度儀測量表面粗糙度測量操作步驟：擦凈工件被測表面；將儀器正確、平穩(wěn)、可靠的放置在工件被測表面上；1-8，傳感器的滑行軌跡必須垂直于工件被測表面的加工紋理方向。圖1-8 測量方向按下電源鍵 松開后儀器開機，自動顯示型號名稱及制造商信息然后入基本測量狀態(tài)，在基本測量狀態(tài)下，可進行如下操作：按啟動鍵開始測量，見圖1-9圖1-9測量過程把測量結(jié)果記入報告。整理儀器。用千分尺測量軸徑尺寸φ50值，和最小值。在5-6不同的截面位置，重復步驟1作為最后的軸徑尺寸的最大值和最小值。用偏擺檢查儀測量跳動度誤差將工件擦凈頂于兩頂針間，使工件即能牢而又能轉(zhuǎn)動為宜。調(diào)節(jié)指示計，使其工件在被測位置接觸，使指針為零。輕輕轉(zhuǎn)動工件，進行讀數(shù)，記入報告。2-3用偏擺檢查儀測量直線度誤差將工件擦凈頂于兩頂針間，使工件即能牢而又能轉(zhuǎn)動為宜。調(diào)節(jié)指示計，使其工件在第一個被測位置接觸，使指針為零。移動指示計滑動支座，在另外的6（每個位置相距約進行讀數(shù)，記入報告90(2)-(34整理儀器。位置位置1 位置23位置4567誤差00方位900方位1800方位2700方位0 1020304直線度誤差ii結(jié)果分析根據(jù)各項測量結(jié)果，判斷該樣件是否合格。實驗二箱體孔平行度誤差的測量一、實驗目的掌握平行度誤差的測量方法，實驗內(nèi)容1．用指示表（百分表或千分表）測量箱體孔軸線對平面的平行度誤差；三、測量方法及實驗設備與計量器具（即基準要素不平行的變動量。其測量方法主要是以被測實際要素與其理想要素（即平行于基準要素素有模擬方法得到。設備和測量的器具包括：減速箱體、平板、指示表及表架、游標卡尺等。四、測量步驟：直線（軸線）對平面的平行度誤差的測量。2-1所示，將工件旋轉(zhuǎn)于平板上以精密平板模擬基準平面；被測軸線是有心軸模擬。與孔成無間隙配合的精密心軸插入孔AB中；2用指示表在模擬心軸A兩端距離為2

的位置上測出兩個△1A

及△21測出孔A、孔B的被測軸線長度L，記入報告。1L1LL1計算平行度誤差，則孔A的平行度誤差為f= L1L1同理測量孔B的平行度誤差為f=

A 1A 22心軸△2△1心軸△2△1心軸平板（用簡圖標注所測量的平行度誤差。被測工件孔孔孔（圖2-1軸線對平面的平行度誤差的測量示意圖實驗三 齒輪齒厚偏差測一、實驗目的掌握測量齒輪齒厚的方法。加深理解齒輪齒厚偏差的定義。二、實驗內(nèi)容用齒輪游標尺測量齒輪的齒厚偏差。三、測量原理及計量器具說明齒厚偏差△Es是指在分度圓柱面上，法向齒厚的實際值與公稱值之差。圖3-1為測量齒厚偏差的齒輪游標尺。它是由兩套相互垂直的游標尺組成。垂直游標尺用于控制測量部位（分度圓至齒頂圓）h，水平游標尺用于測量所測部位（分度f圓的弦齒厚同。

。齒輪游標尺的分度值為0.02mm，其原理和讀數(shù)方法與普通游標尺相f(實際）圖3-1測量齒厚偏差的齒輪游標尺 圖3-2弦齒厚Sf

的計算用齒輪游標尺測量齒厚偏差，是以齒頂圓為基礎。當齒頂圓直徑為公稱值時，直齒圓柱齒輪分度圓處的弦齒高hf

和弦齒厚Sf

由圖3-2可得：h＝h＋x＝mZmcos900f 2 Z900S ＝Zmsin f Z式中 ——齒輪模數(shù)Z——齒輪齒數(shù)。當齒輪為變位齒輪且齒頂圓直徑有誤差時，分度圓處的弦齒高hf計算：

和弦齒厚Sf

應按下式Zm

h ＝m cos( f)(RR )f 2 2Z e esin fSf＝Zmsin 2 f Z 式中 ——移距系數(shù)； ——齒形角；fR ——齒頂圓半徑的公稱值；eR——齒頂圓半徑的實際值。e四、測量步驟用外徑千分尺測量齒頂圓的實際直徑。計算分度圓處弦齒高hf

和弦齒厚Sf

（1查出。按hf

值調(diào)整齒輪游標尺的垂直游標尺。將齒輪游標尺置于被測齒輪上，使垂直游標尺的高度尺與齒頂相接觸。然后，移動（斷接觸情況。分別在圓周上間隔相同的幾個輪齒上進行測量。EE，判斷被測齒厚的適ss si用性。思考題測量齒輪齒厚偏差的目的是什么？齒厚極限偏差、Esi）和公法線長度極限偏差、Ewi）有何關系？齒厚的測量精度與哪些因素有關？表1 m＝1時分度圓弦齒高和弦齒厚的數(shù)值111.56551.0560291.57001.0213471.57051.0131121.56631.0513301.57011.0205481.57051.0128131.56691.0474311.57011.0199491.57051.0126141.56731.0440321.57021.0193501.57051.0124151.56791.0411331.57021.0187511.57051.0121161.56831.0385341.57021.0181521.57061.0119171.56861.0363351.57031.0176531.57061.0116181.56881.0342361.57031.0171541.57061.0114191.56901.0324371.57031.0167551.57061.0112201.56921.0308381.57031.0162561.57061.0110211.56931.0294391.57041.0158571.57061.0108221.56941.0280401.57041.0154581.57061.0106231.56951.0268411.57041.0150591.57061.0104241.56961.0257421.57041.0146601.57061.0103251.56971.0247431.57051.0143611.57061.0101261.56981.0237441.57051.0140621.57061.0100271.56981.0228451.57051.0137631.57061.0098281.56991.0220461.57051.0134641.57061.0096ZZsinZZsin90ZZ 1+ (1-cos )2ZZZsin90ZZ 1+ (1-cos )2ZZZsin90ZZ 1+ (1-cos )2Z實驗四 齒輪公法線長度偏差及公法線長度變動的測量一、實驗目的掌握測量齒輪公法線長度的方法。加深理解齒輪公法線平均長度偏差和齒輪公法線長度變動的定義。二、實驗內(nèi)容用公法線千分尺測量齒輪公法線平均長度偏差和齒輪線長度變動。三、測量原理及計量器具說明公法線長度偏差△E 是指在齒輪一周范圍內(nèi)，公法線實際長度的平均值與公稱值之w差。公法線長度變動△Fw是指實際公法線的最大長度與最小長度之差。公法線長度可用公法線千分尺（圖4-1）測量。.圖4-1 公法線千分尺四、測量步驟W；W＝mcosf

(n0.5)Zinvf

2msinf式中m——被測齒輪的模數(shù)（mm； ——齒形角；fZ——被測齒輪齒數(shù)；n——跨齒數(shù)（n≈

fZ0.5，取整數(shù)。當 ＝200，變位系ξ＝0時，則fWm1.476(2n1)0.014Zn0.111Z0.5W和n值也可以從表1查出。根據(jù)被測齒輪的公法線長度，選擇測量范圍合適的公法線千分尺。測量時，先將固定測頭與齒形外廓的被測面接觸（如圖，再緩慢進給測微螺桿，讀數(shù)。再加微分筒的讀數(shù)即為公法線長度測量值。把齒輪轉(zhuǎn)動一個角度，重復上述測量，記入實驗報告。W即為實測偏差，它們的平均值即為公法線平均長度偏差△E

。所有讀數(shù)中最大值與最小值之差即為公法線長度變動△F。w w按齒輪圖樣標注的技術(shù)要求，確定公法線長度上偏差E 、和下偏差E 以及公法線長ws wi

，并判斷被測齒輪的適用性。w思考題測量公法線長度偏差，取平均值的原因何在？表1 m＝1、 200的標準直齒圓柱齒輪的公法線長度齒輪齒數(shù)Z齒輪齒數(shù)Zn公法線公稱長度齒輪齒數(shù)Zn公法線公稱長度齒輪齒數(shù)Zn公法線公稱長度WWW1524.638327410.710639513.83081624.652328410.724640513.84481724.666329410.738641513.85881837.632430410.752642513.87281937.646431410.766643513.88682037.660432410.780644513.90082137.674433410.794645616.86702237.688434410.808646616.88812337.702435410.822647616.89502437.716536513.788848616.90902537.730537513.802849616.92302637.744538513.816850616.9370注：對于其它模數(shù)的齒輪，則將表中的數(shù)值乘以模數(shù)。實驗1誤差測量和零件合格性評定一.量具名稱及規(guī)格二.測量簡圖及標注三.測量結(jié)果序號1序號1234實測RaRa平均值測量直徑實際尺寸和跳動度誤差測量項目基本尺寸與極限偏差最大實測尺寸最小實測尺寸測量項目（大徑）公差（mm）測得誤差（mm）（mm）（mm）（mm）直徑端面園跳動3.測量直線度誤差123位置4位置5位置6位置7誤差00方位0900方位01800方位02700方位直線度誤差=0四.結(jié)論實驗2 箱體孔平行度誤差的測量一.量具名稱及規(guī)格二.被測減速箱體技術(shù)數(shù)據(jù)和要求精度要求7 級；平行度公差應為 50μm三.測量簡圖及標注四.測量結(jié)果1.軸線對平面的平行度誤差的測量被測軸線長度被測軸線長度L＝1mm被測心軸A兩端測量位置間長度L＝2mm百分表讀數(shù)（格）×（0.01mm）△1A＝mm△=2AmmLA孔平行度誤差f=AL11A-2A2被測軸線長度L＝1mm被測心軸A兩端測量位置間長度L＝2mm百分表讀數(shù)（格）×（0.01mm）△1B＝mm△=2BmmLB孔平行度誤差f=BL11B-2B2五.適用性結(jié)論：實驗3齒輪齒厚偏差測量量具名稱及規(guī)格被測齒輪參數(shù)

m

齒數(shù)z 齒形α 變位系ζ

精度等級及齒側(cè)間隙5 20° 0 8-7-7GM被測參數(shù)計算： 測量簡:理論齒頂圓半徑Re ＝ mm實際測得頂圓半徑Re＇＝ mm分度圓處弦齒高hf

與弦齒厚sfS=mZsinf

90Z

= mm Z 90 h=m

1cos

'R

＝ mmf 2 Z e emz =m