机械测量基础理论.ppt

机械测量基础理论 第一章测量基础知识 1 1测量概述检测是测量和检验的总称 测量是指将被测量与作为测量单位的标准量进行较 从而确定被测量的实验过程 而检验则只需判断零件是否合格而不需要测出具体数值 一个完整的测量过程包括如下4个要素 1 被测对象 2 测量单位 3 测量方法 4 测量精度1 2测量技术常识1 2 1测量单位我国采用以国际单位制为基础的法定计量单位 几何量测量的单位为国际基本单位 米 表1 米的导出单位各单位之间采用十进制 1m 10dm1dm 10cm1cm 10mm1mm 1000um角度的计量单位我国规定采用度 以及辅助单位弧度 rad 两种 并采用六十进制 1圆周为360 1 60 1rad 360 2 当某中心角 所对应的弧长等于该半径是r 其中心角即1rad 毫米 是机械测量中最常使用的单位 以毫米作单位 在机械图中可以只标注尺寸数字 而省略标注单位名称 英制长度单位主要有英尺 ft 英寸 in 等 1ft 12in 1in 25 4mm1 2 2测量方法的分类 1 测量方法可以从不同的角度分类 1 直接测量2 间接测量为了减少误差 一般都采用直接测量 当被测量不易直接测量时可采遥间接测量 2 按示值是否为被测量的整个量值分类1 绝对测量2 相对测量 比较测量 一般 相对测量的测量精度比绝对测量的精度的高 3 按测量时测量头与被测量表面是否接触分类1 接触测量2 非接触测量接触测量会引起被测表面和测量器具有关部分产生弹性变形 因而影响测量精度 非接触测量则无此影响 4 按测量在加工过程中所起的作用分类1 主动测量2 被动测量主动测量应用在自动加工机床和自动生产线上 使检测与加工过程紧密结合 以保证产品的质量 因此 它是检测技术发展的方向 1 2 3测量器具分类与简介 1 测量器具 量具 分类按量具的用途分为如下几种 1 基准量具 量块 角度量块 多面棱体 线纹尺等 2 通用量具 塞规 卡规 环规 塞尺 刃尺 直尺 卷尺 半径样板 游标卡尺 千分尺 百分表 千分表 杠杆百分表等 3 测量角度的量具 角度量块 角尺 正弦规 正切尺 圆锥规 游标角度尺 水平仪 分度台等 4 测量形位的量具 光学平晶 平台 样板平尺 角尺等 2 测量器具的技术指标 测量器具技术指标是表征测量器具技术特性和功能的指标 也是选择和使用测量器具的依据 1 刻线间距 测量器具标尺上两相邻刻线中心线间的距离 2 分度值 测量器具的分度值越小 则该测量器具的精度就越高 3 示值范围 由测量器具所显示或指示的最小值至最大值的范围 4 测量范围 在测量器具的允许误差范围内所能测出的被测量值的上限值到下限值的范围 而测量范围上限值与下限值之差称为量程 5 示值误差 测量器具显示的数值与被测量的真值之差 一般来说 测量器具的示值误差越小 则测量器具的精度就越高 6 修正值 为了消除系统误差 用代数法加上示值上已得到正确结果的数值 其大小与示值误差的绝对值相等 而符号相反 7 测量力 在接触测量过程中 测量器具测量头与被测工件之间的接触压力 8 稳定性 测量器具保持其计量特性随时间恒定的能力 9 灵敏度 它是指测量器具对被测几何量的微小变化的反应能力 1 3测量误差1 3 1测量误差及表示方法 1 绝对误差绝对误差是指被测量的实际值与其真值之差 即 x x 式中x 实际值 测得值 x 真值或约定真值 绝对误差是代数值 即它可能是正值 负值或零 2 相对误差相对误差f是指绝对误差的绝对值与被测量的真值之比 f x x相对误差是一个无量纲的数值 通常用百分比来表示 当被测量的大小相同时 可用绝对误差的的大小来比较测量精度的高低 而当被测量的大小相同时 则需用相对误差的大小来比较测量精度的高低 1 3 2测量误差的来源 1 测量器具的误差 2 方法误差 3 环境误差 4 人员误差 1 3 3测量误差分类及特性 1 系统误差1 定值系统误差 在一定测量条件下多次测取同一量值时 其绝对值和符号均保持不变的测量误差 2 变值系统误差 测量过程中误差的绝对值大小和符号按某一确定规律变化 2 随机误差随机误差是指在一定测量条件下 多次测取同一量值时 绝对值和符号以不可预计的方式变化着的测量误差 随机误差主要是由测量过程中一些偶然性的因素或不确定因素引起的 3 粗大误差粗大误差是指超出在一定测量条件下预计的测量误差 即对测量结果产生明显歪曲的测量误差 含有粗大误差测得值称异常值 粗大误差的产生有主观和客观两个方面的原因 主观原因如测量人员疏忽造成的读数误差 客观误差如外界突然振动引起的测量误差 由于粗大误差胡显歪曲测量结果 因此在处理测量数据时 应该根据判别粗大误差的准则设法将其剔除 1 3 4关于测量精度的几个概念测量精度是指被测几何量的测得值与其真值的接近程度 1 正确度正确度反映测量结果中系统误差的影响程度 若系统误差小 则正确度高 2 精密度精密度反映测量结果中随机误差的影响程度 它是指在一定测量条件下连续多次测量所得的测得值之间相互接近的程度 若随机误差小 则精密度高 3 准确度准确度反映测量结果中系统误差和随机误差的综合影响程度 若系统误差和随机误差都小 则准确度高 对于具体的测量 精密度高的测量 正确度不一定高 正确度高的测量 精密度也不一定高 精密度和正确度都高的测量 准确就高 精密度高正确度高准确度高准确度低对于具体的测量 精密度高的测量 正确度不一定高 正确度高的测量 精密度不一定高 精密度和正确度都高的测量 准确度就高 第二章长度尺寸测量2 1公差与配合的基础2 1 1互换性 1 互换性的含义互换性就是指相同规格的零件或部件 任取其中的一件 不需经任何挑选 修配 就能进行装配 并对策满足机械新产品使用性能要求的一种特性 零部件应包括其几何参数 力学性能和其他性能等方面的互换性 2 互换性的种类按互换的程度可分为完全互换性和不完全互换性 完全互换性 若零部件在装配或更换时 不经挑选 调整或修配 装配后能满足预定的使用性能不完全互换性 若零件在装配或更换进 允许有附加选择或附加调整 但不允许修配 装配后能满足预定的使用性能 3 互换性的作用1 从使用上看 以新换旧或损块的零部件 维修方便减少佬理时间和费用 2 从制造上看 分散加工 集中装配 3 从装配上看 不需辅助加工和修配 减轻工人劳动强度 缩短劳动周期 提高生产率 4 从设计上看 简化制图 计算等工作 缩短设计周期 提高设计的可靠性 2 1 2误差与公差1 误差 加工零件的过程中 由于各种因素的影响 如机床精度的限刀具刃磨角度的误工艺系统刚性较差等 零件的尺寸 形状 微观几何形状 表面粗糙度 以及相互位置等几何很难达到理想状态 总会存在或大或小的误差 1 尺寸误差 零件表面本身的尺寸所具有的误差和零件表面间的尺寸所具有误差 2 形状误差 零件的实际表面与理想表面之间在形状上偏离程度 3 位置误差 表面 轴或对称平面之间的实际位置与理想位置偏离程度 4 表面粗糙度 加工后工件表面上所留下的 具有较小间距和微小峰谷的微观不平度 零件的精度是指几何参数的实际值与理想值和符合程度 实际几何