机械设计基础-第四节 (8)

第四节 示数装置的精读方法,一、粗、精度盘读数法二、测微螺旋读数法三、游标读数法 1、游标读数的方法 2、游标读数的原理四、光学读数法 1、直分尺读数显微镜 2、螺旋测微读数显微镜 3、斜分尺读数显微镜 4、阿基米德螺线读数显微镜 5、楔块移动读数显微镜 6、投影工具显微镜,The end,示数装置采用两种标尺：粗读标尺和精读标尺。粗读标尺的刻度包含整个示值范围，刻度值较大；精读标尺的刻度是整个示值范围的一部分，刻度值较小。,读数时，先读粗读标尺的整数部分，小数部分由精读度盘读数，二者之和即为整个示数值。,粗、精度盘读数法,粗、精度盘读数法,粗读度盘包含整个测量范围，精读度盘的总刻度只是粗读度盘的1个刻度值。图中的读数为 。,百分表,测微螺旋读数法,读数时，把精读数筒的端面（绿线）作为粗读指标，把粗读数筒的轴向刻线（红线）作为精读指标。先读整数部分尺寸（粗读），再读小数部分尺寸（精读），即可得整个数值。图示读数为 。,测微螺旋读数法,游标读数的方法,当主尺与游标贴合时，游标零线对准主尺零线。尺寸的整数部分在主尺上读出，小数部分在游标上读出。,游标,直尺游标测长度角度游标测角度,游标,主尺,直尺游标,角度游标,游标读数的原理,因此,式中 l主尺的刻度间隔； l/游标的刻度间隔； 主尺刻度间隔与游标刻度间隔之差。,如主尺的刻度值为A ，则主尺刻度间隔与游标刻度间隔之差 所代表的被测量数值为,/ 称为游标读数精度,设主尺的 个刻度的总长与游标 个刻度的总长相等，即,游标读数的原理,图(a)：n=10 ，主尺的刻度值A=1mm ，故游标的读数精度为 / =0.1mm ，因为游标零线在主尺的22与23之间，游标零线后的第3根刻线与主尺刻线重合，因此，读数为22+30.122.3mm。,图(b)为角度游标，主尺的刻度值A=10 ，游标刻度格数n=30 ，游标读数精度， ，因此，图示读数为20030/。,游标,游标,游标读数的原理,游标读数的原理,如果把游标刻度间隔增大，使主尺(2n-1)个刻度与游标 n 个刻度相等，则主尺刻度间隔与游标刻度间隔之差 ，游标读数精度为 ，因此，上述的读数原理未变，但由于增大了游标的刻度间隔，使读数更加方便。,游标的刻度格数 越大，则读数精度越高，但读数不方便，一般 。,用光学显微镜将主尺的刻度间隔放大，再配以细分尺进行细分，得到较为精确的读数。,光学读数法,直分尺读数显微镜,利用光学细分，将物镜3将主尺4的一个刻度放大，直分尺2刻度间隔等于放大后主尺刻度间隔的1/10 (图b)。由主尺的像（作为标线）落在直分尺上的位置进行读数。,优点：结构简单，读数方便；缺点：读数精度低，一般用于中等精度的仪器中。,螺旋测微读数显微镜,利用机械+光学方法进行细分，比直分尺读数显微镜多一个活动分尺5。当读数鼓轮对准零线时，活动分尺5与固定分尺2的标线彼此重合。活动分尺移动一个刻度（刻度值为0.1mm）。鼓轮等分100格，鼓轮分度值为0.001mm。,螺旋测微读数显微镜,优点：活动距离小，测微螺杆的转动不到一周，从而减小了螺杆制造误差。缺点：读数不方便。,读数时，移动活动分尺，使其双丝对准主尺4的标线像。因而，活动分尺移动距离刚好为固定标尺读数后所余小数部分，并由读数鼓轮读出。,斜分尺读数显微镜,优点：结构简单，读数方便、迅速、准确。缺点：标尺图案复杂，加工困难，结构尺寸较大。,主标尺成象于斜分尺上。在主标尺影象移动方向上设置10个读数指标。根据主标尺刻线象落在哪个读数指标区间，读出示值的十分位。斜线在标尺移动方向的投影正好等于一个读数指标间距。根据主标尺刻线象与斜线交点的纵坐标位置读出百分位。,阿基米德螺线读数显微镜,阿基米德螺线方程为：,因此，向径的增量为,式中 阿基米德螺线起始向径( ) ； 阿基米德螺线上任一点 M 的向径； 阿基米德螺线的螺距，即螺线上任何 一点沿螺线转角 时其径向移动的距离； 阿基米德螺线上任一点的向径与起始向径的夹角（极角）。,阿基米德螺线读数显微镜,设xoy坐标固定，而阿基米德螺线绕o点顺时针旋转，则螺线与ox轴的交点M0将沿ox轴移动。当螺线旋转一周（ ）时， M0移动一个螺距 达到M1。在实际应用中，为方便起见，角不用弧度表示，而用等分度盘的刻度数表示。若刻度格数为n，则当螺线转动 个刻度时，M0沿ox轴移动的距离为 。,阿基米德螺线读数显微镜,阿基米德螺线读数显微镜,优点：读数精度高，读数方便。缺点：标尺图形复杂，制造、装调困难，读数时眼睛易疲劳。,影响读数精度的主要因素：,阿基米德标尺1的偏心； 阿基米德螺旋线的刻划误差； 刻划面与光轴不垂直。,楔块移动读数显微镜,0.1毫米标尺2上刻有11对双刻线，当主标尺的刻线象不对准双刻线时，转动千分螺丝3，移动楔形块1，它顶动0.1毫米标尺2横向移动，直到双刻线对准主标尺刻线象为止。楔形块上有100条刻线，楔形块移动100格，0.1毫米标尺2移动一个分格，即移动0.1mm。由 0.1毫米标尺2 读出刻尺的