ch3-04机械式量仪的使用

1、1第三章第三章 长度测量长度测量2任务任务4 机械式量仪的使用机械式量仪的使用知识点：知识点：v机械式量仪的种类和结构；v机械式量仪的刻线原理；v机械式量仪的读数方法；v机械式量仪的使用方法；v其他机械式量仪的应用技能点：技能点：v运用百分表或千分表对零件的实际尺寸进行测量3知知 识识 引引 入入v机械式量仪是借助杠杆、齿轮、齿条或扭簧的传动，将测量杆的微小的直线位移经传动和放大机构转变为表盘上指针的角位移，从而指示出相应的数值。机械式量仪又称指示式量仪。v机械式量仪主要用于相对测量，也可单独使用，还可将其安装在其他仪器中做测微表头使用。v机械式量仪的示值范围较小，示值范围最大的（如百分表）不

2、超出10mm，最小的（如扭簧比较仪）只有0.015mm，其示值误差在0.010.0001mm之间。v机械式量仪都有体积小、重量轻、结构简单、造价低廉等特点，不需要附加电源、光源、气源等，也比较坚固耐用。应用十分广泛。4机械式量仪的种类机械式量仪的种类机械式量仪机械式量仪按用途分按用途分百百分分表表内内径径百百分分表表杠杠杆杆百百分分表表齿齿轮轮杠杠杆杆比比较较仪仪51测帽测帽 2上轴套上轴套 3表盘表盘 4表圈表圈 5转数指针转数指针 6长指针长指针 7下轴套下轴套 8测杆测杆 9测头测头 百分表的示值范围通常有：百分表的示值范围通常有：03mm，0 5mm，0 10mm百分表的结构百分表的结

3、构6百分表的测量原理百分表的测量原理百分表在测量中的传动过程：百分表在测量中的传动过程： 被测件的尺寸或形状变化被测件的尺寸或形状变化测头测头测杆测杆齿条齿条齿轮齿轮Z1 Z1 齿轮齿轮 Z2 Z2 齿轮齿轮Z3 Z3 长指针，长指针在表盘上指长指针，长指针在表盘上指示出其转过的数值，从表盘示出其转过的数值，从表盘上读出指针转过的数值。上读出指针转过的数值。补偿齿轮补偿齿轮Z4Z4保证始终单向齿保证始终单向齿面接触，不出现间隙，从而面接触，不出现间隙，从而稳定指针位置。转数指针安稳定指针位置。转数指针安装在齿轮装在齿轮Z4Z4的轴上，记录长的轴上，记录长指针的转数，即长指针转一指针的转数，即长

4、指针转一圈，转数指针转过一格。圈，转数指针转过一格。拉簧拉簧2 2是保证百分表测力的元是保证百分表测力的元件，它始终把测杆往下拉，件，它始终把测杆往下拉，使测头压向被测面，保持一使测头压向被测面，保持一定的测力。定的测力。记住规律记住规律： 当测杆向上移当测杆向上移动时，长指针向动时，长指针向顺时针方向旋顺时针方向旋转；当测杆向转；当测杆向下移动时，下移动时，长指针向反长指针向反时针方向旋时针方向旋转。转。73.4.1 百分表的结构百分表的结构 l百分表百分表分度值为分度值为0.01mm、量程不超过、量程不超过10mm的指示的指示表，称为百分表。表，称为百分表。l百分表示一种应用最广的机械式量

5、仪，使用百分表座及专百分表示一种应用最广的机械式量仪，使用百分表座及专用夹具，可对长度尺寸进行测量，使用百分表及相应附件，用夹具，可对长度尺寸进行测量，使用百分表及相应附件，还可测量工件的直线度、平面度及平行度误差等，以及在还可测量工件的直线度、平面度及平行度误差等，以及在机床上或者其他专用装置上，测量工件的跳动误差等。机床上或者其他专用装置上，测量工件的跳动误差等。l百分表体积小、结构紧凑、读数方便、测量范围大、用途百分表体积小、结构紧凑、读数方便、测量范围大、用途广，但齿轮的传动间隙和齿轮的磨损及齿轮本身的误差会广，但齿轮的传动间隙和齿轮的磨损及齿轮本身的误差会产生测量误差，影响测量精度。

6、产生测量误差，影响测量精度。83.4.2 百分表的分度原理百分表的分度原理 在表盘上均匀地刻在表盘上均匀地刻100条线。如果测杆条线。如果测杆移动移动1mm，长指针转一圈，转数指针转一，长指针转一圈，转数指针转一格（两条相邻刻线间的距离）为：格（两条相邻刻线间的距离）为：i=1/100=0.01mm即百分表的分度值为即百分表的分度值为0.01mm。93.4.3 百分表的使用百分表的使用怎样使用百分表？怎样使用百分表？103.4.3 百分表的使用百分表的使用（1 1）检查百分表（外观、指针、重复性和测量杆的行程等）检查百分表（外观、指针、重复性和测量杆的行程等）（2 2）擦净测头、测量杆、装夹套

7、筒、表蒙以及被测件，并把）擦净测头、测量杆、装夹套筒、表蒙以及被测件，并把百分表装夹在表架上或其他牢靠的支架上。百分表装夹在表架上或其他牢靠的支架上。（3 3）百分表调）百分表调“0”0”。（4 4）测量。）测量。（5 5）读数。测量时，测量头移动的距离等于小指针的读数加）读数。测量时，测量头移动的距离等于小指针的读数加上大指针的读数。上大指针的读数。11百分表调百分表调“0”方法方法百分表调百分表调“0”0”有两种方法：有两种方法：l 使指针保持不动，转动表盘使其上的使指针保持不动，转动表盘使其上的“0”0”刻线与指针重合；刻线与指针重合；l 在表体上有一个指针调整旋钮（有的表有这种结构，有

8、的表在表体上有一个指针调整旋钮（有的表有这种结构，有的表没有这种结构），转动该旋钮使指针对准没有这种结构），转动该旋钮使指针对准“0”0”刻线。刻线。n 用百分表做绝对测量时，用测量基准作为调用百分表做绝对测量时，用测量基准作为调“0”的基准；的基准；n 用百分表做相对测量时，用量块作为调用百分表做相对测量时，用量块作为调“0”基准。基准。转动表盘调转动表盘调“0”法：法： 先提起测量杆，使测头与基准表面接触，并使指针先提起测量杆，使测头与基准表面接触，并使指针转过半圈至一圈，然后把表紧固住（使表的指针预先转转过半圈至一圈，然后把表紧固住（使表的指针预先转过半圈至一圈的目的，一是保证有一定的起

9、始测量力，过半圈至一圈的目的，一是保证有一定的起始测量力，二是保证在测量中既能读出正数，又能读出负数二是保证在测量中既能读出正数，又能读出负数正正负是以负是以“0”0”位为基准的），在把测量杆提起位为基准的），在把测量杆提起1mm1mm2mm2mm，然后轻轻放下，这样反复做然后轻轻放下，这样反复做2 2 3 3次，看百分表的重复次，看百分表的重复性，如果重复合格，就转动表盘，使其性，如果重复合格，就转动表盘，使其“0”0”刻线与指针刻线与指针重合，然后再提起测量杆使其自行落下，检查指针是否重合，然后再提起测量杆使其自行落下，检查指针是否仍与仍与“0”0”刻线重合。如果指针仍与刻线重合。如果指针

10、仍与“0”0”刻线重合，则说明刻线重合，则说明已调好已调好“0”0”；如果不重合，再转动表盘调；如果不重合，再转动表盘调“0”0”，知道调好，知道调好为止。为止。12百分表调百分表调“0”方法方法 注意：注意： 测量中，也可以不调测量中，也可以不调“0”0”，而是把测头基准与基准，而是把测头基准与基准面接触，使指针预先转过半圈至一圈后，指针停在什么位面接触，使指针预先转过半圈至一圈后，指针停在什么位置，就以该位置作为测量的起始位置。这种方法节省时间，置，就以该位置作为测量的起始位置。这种方法节省时间，也准确。但是，要记住该位置的数值。也准确。但是，要记住该位置的数值。13百分表测量时的注意事项

11、百分表测量时的注意事项v测量平面时，测量杆要与被测表面垂直，否则，不仅测量平面时，测量杆要与被测表面垂直，否则，不仅测量误差大，而且有可能会把测量杆别住不能活动，测量误差大，而且有可能会把测量杆别住不能活动，损坏百分表；损坏百分表；v测量圆形工件时，测量杆的中心线要垂直地通过工件测量圆形工件时，测量杆的中心线要垂直地通过工件的轴心线。的轴心线。v测量时，线把测量杆提起，再把工件推到测头下面，测量时，线把测量杆提起，再把工件推到测头下面，不得把工件强迫推入到测头下，防止把测头撞坏。不得把工件强迫推入到测头下，防止把测头撞坏。14正确和错误使用百分表示例正确和错误使用百分表示例 15百分表读数百分

12、表读数l 百分表的指针与表盘表面有一定距离，会代俩视差，读数时一百分表的指针与表盘表面有一定距离，会代俩视差，读数时一定注意要眼睛垂直于表盘和指针；定注意要眼睛垂直于表盘和指针；l 测量圆形工件时，一定要读取长指针拐回时那点（拐点）的数测量圆形工件时，一定要读取长指针拐回时那点（拐点）的数值，因为该处数值最大。测量形状和位置误差时，长指针是不断变值，因为该处数值最大。测量形状和位置误差时，长指针是不断变化的，读数时要读取两个拐点处的数值，一个是最大拐点处的数值化的，读数时要读取两个拐点处的数值，一个是最大拐点处的数值（若以（若以“0”0”线为准的话，是线为准的话，是“0”0”右侧的拐回点）和最

13、小拐点处的右侧的拐回点）和最小拐点处的数值（数值（“0”0”左侧的拐回点）。左侧的拐回点）。l 对有转数指针的百分表，在做比较大范围的测量时，长指针和对有转数指针的百分表，在做比较大范围的测量时，长指针和转数指针的起始位置都要记住。并记住：长指针转转数指针的起始位置都要记住。并记住：长指针转1 1周时，转数指周时，转数指针转针转1 1格，转数指针转格，转数指针转1 1格。格。l 当长指针针尖停在表盘上的两条刻度线之间时，就要进行估读当长指针针尖停在表盘上的两条刻度线之间时，就要进行估读到小数点第三位。到小数点第三位。 16正确和错误读百分表示例正确和错误读百分表示例17（1 1）百分表应固定在

14、指示表支架上使用，测量前应对准百分表应固定在指示表支架上使用，测量前应对准“0”0”刻刻线。线。（2 2）测量时，测量杆的行程不要超过它的示值范围，以免损坏表）测量时，测量杆的行程不要超过它的示值范围，以免损坏表内零件。内零件。（3 3）提压测量杆的次数不要过多，距离不要太大，以免损坏机件）提压测量杆的次数不要过多，距离不要太大，以免损坏机件及加剧零件磨损。及加剧零件磨损。（4 4）表架要放稳，以免百分表落地摔坏。使用磁性表座时要注意）表架要放稳，以免百分表落地摔坏。使用磁性表座时要注意表座的旋钮位置。表座的旋钮位置。（5 5）为避免剧烈振动和碰撞，不要使测量头突然撞击在被测表面）为避免剧烈振

15、动和碰撞，不要使测量头突然撞击在被测表面上，以防测量杆弯曲变形，更不能敲打表的任何部位。上，以防测量杆弯曲变形，更不能敲打表的任何部位。（6 6）严防水、油、灰尘等进入表内，不要随便拆卸表的后盖。百）严防水、油、灰尘等进入表内，不要随便拆卸表的后盖。百分表使用完毕，要擦净放回盒内，使测量杆处于自然状态，以分表使用完毕，要擦净放回盒内，使测量杆处于自然状态，以免表内弹簧失效。免表内弹簧失效。使用百分表的注意事项使用百分表的注意事项18（c）电子数显式大量程百分表）电子数显式大量程百分表 （d）电子数显式百分表）电子数显式百分表 （e）矩形数显式百分表）矩形数显式百分表193.3.4 百分表应用百

16、分表应用203.3.4 百分表应用百分表应用213.3.4 百分表应用百分表应用223.3.4 百分表应用百分表应用233.3.4 百分表应用百分表应用243.3.4 百分表应用百分表应用253.4.5 内径百分表内径百分表 内径百分表内径百分表是生产中常是生产中常用来测量孔径的机械式量仪。特用来测量孔径的机械式量仪。特别适合于测量深孔。主要由指示别适合于测量深孔。主要由指示表和装有杠杆系统的测量装置组表和装有杠杆系统的测量装置组成。测量杠杆与传动杆始终接触，成。测量杠杆与传动杆始终接触，测力弹簧是控制测量力的，并经测力弹簧是控制测量力的，并经过传动杆。杠杆向外顶住活动测过传动杆。杠杆向外顶住

17、活动测头。头。 活动测头的位移量很小，它活动测头的位移量很小，它的测量范围可以采用更换或调整的测量范围可以采用更换或调整可换测头的长度来达到。可换测头的长度来达到。26内径百分表测量原理内径百分表测量原理 测量时，活动测头测量时，活动测头1 1的移动可通过杠杆系统传给百分表的移动可通过杠杆系统传给百分表7 7，内径百分表的，内径百分表的2 2格测头放入被测孔径内，位于被测孔径的直径方向上，这可由定位装置来保格测头放入被测孔径内，位于被测孔径的直径方向上，这可由定位装置来保证。定位装置借助弹簧力，始终于被测孔径接触，其接触点的连线和直径是证。定位装置借助弹簧力，始终于被测孔径接触，其接触点的连线

18、和直径是垂直的。由于杠杆垂直的。由于杠杆8 8是等臂的，百分表测量杠杆、传动杆及活动测头三者的是等臂的，百分表测量杠杆、传动杆及活动测头三者的移动量是相同的，即当活动测头移动移动量是相同的，即当活动测头移动1mm1mm时，传动杆也移动时，传动杆也移动1mm1mm，推动百分表，推动百分表指针旋转指针旋转1 1圈。这样，活动测头的移动量就可以在百分表上读出来。圈。这样，活动测头的移动量就可以在百分表上读出来。27内径百分表测量注意事项内径百分表测量注意事项28内径百分表测量位置内径百分表测量位置29任务实施任务实施 3.41例：用内径百分表检测孔径。例：用内径百分表检测孔径。解：解：内径百分表检测

19、孔径的测量步骤：内径百分表检测孔径的测量步骤：l 根据被测孔径的大小正确选择测头，将测头装入量杆的螺孔内。根据被测孔径的大小正确选择测头，将测头装入量杆的螺孔内。l 按被测孔径的基本尺寸选择量块，擦干净后组合于量块夹中。按被测孔径的基本尺寸选择量块，擦干净后组合于量块夹中。l 将测头放入量块夹内并轻轻摆动。在指示表指针的最小值处，将指示表将测头放入量块夹内并轻轻摆动。在指示表指针的最小值处，将指示表调零（即指针转折点位置）。调零（即指针转折点位置）。l 按图方法测量孔径，在指示表指针的最小值处读数。按图方法测量孔径，在指示表指针的最小值处读数。l 在孔深的上、中、下在孔深的上、中、下3 3个截

20、面内，互相垂直的个截面内，互相垂直的2 2个方向上，共测个方向上，共测6 6个位置。个位置。l 填写检测报告。填写检测报告。303.4.6 杠杆百分表杠杆百分表 杠杆百分表杠杆百分表体积小，体积小，测量杆的方向容易改变，测量杆的方向容易改变，在校正工件和测量工件时在校正工件和测量工件时都很方便，尤其对于那些都很方便，尤其对于那些由空间限制的零件，在百由空间限制的零件，在百分表放不进去或测量杆无分表放不进去或测量杆无法垂直于工件的被测表面，法垂直于工件的被测表面，这时使用杠杆百分表就显这时使用杠杆百分表就显得轻而易举。得轻而易举。31杠杆百分表测量原理杠杆百分表测量原理 杠杆百分表测量原理杠杆百

21、分表测量原理杠杠杆百分表是把杠杆测头的位移杆百分表是把杠杆测头的位移通过机械传动转变为指针在表通过机械传动转变为指针在表盘上的偏转。杠杆测头移动时，盘上的偏转。杠杆测头移动时，带动扇形齿轮绕其轴摆动，使带动扇形齿轮绕其轴摆动，使与其啮合的齿轮转动，从而带与其啮合的齿轮转动，从而带动与齿轮同轴的指针偏转。当动与齿轮同轴的指针偏转。当杠杆测头摆动杠杆测头摆动0.01mm0.01mm时，杠杆、时，杠杆、齿轮传动机构的指针正好偏转齿轮传动机构的指针正好偏转1 1小格，这样就得到小格，这样就得到0.01mm0.01mm的读的读数值。数值。32杠杆百分表测量示例杠杆百分表测量示例333.4.7 杠杆式齿轮

22、比较仪杠杆式齿轮比较仪 杠杆齿轮比较仪杠杆齿轮比较仪将测量杠杆的直线位将测量杠杆的直线位移，通过杠杆齿轮传移，通过杠杆齿轮传动系统变为指针在表动系统变为指针在表盘上的角位移。盘上的角位移。 杠杆齿轮比较仪的分杠杆齿轮比较仪的分度值为度值为0.001mm，标尺，标尺的示值范围为的示值范围为0.1mm。34杠杆齿轮比较仪的测量原理杠杆齿轮比较仪的测量原理测量原理测量原理 当测量杆移动时，与测量杆当测量杆移动时，与测量杆连着的杠杆绕着固定轴转动，通连着的杠杆绕着固定轴转动，通过杠杆短臂过杠杆短臂R4R4和长臂和长臂R3R3将位移放将位移放大，同时，扇形齿轮带动与其啮大，同时，扇形齿轮带动与其啮合的小

23、齿轮转动，小齿轮分度圆合的小齿轮转动，小齿轮分度圆半径半径R2R2与指针长度与指针长度R1R1又起到了放又起到了放大的作用，使指针在有刻度的表大的作用，使指针在有刻度的表盘转动，指针指示出相应的测量盘转动，指针指示出相应的测量杆的位移量。杆的位移量。 K为杠杆齿轮比较仪的灵敏度，为杠杆齿轮比较仪的灵敏度，起计算公式为：起计算公式为：3124RRKRR35杠杆式齿轮比较仪的应用杠杆式齿轮比较仪的应用363.4.8 卧式测长仪卧式测长仪 卧式测长仪是以精密刻度尺为标准，利用平面螺旋线式读数装置的卧式测长仪是以精密刻度尺为标准，利用平面螺旋线式读数装置的精密长度计量器具。该仪器带有多种专用附件，可用

24、于测量外尺寸、内精密长度计量器具。该仪器带有多种专用附件，可用于测量外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。根据测量需要，既可用于绝对测量，又可用于尺寸和内、外螺纹中径。根据测量需要，既可用于绝对测量，又可用于相对测量外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。根据测量需要，既可用于相对测量外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。根据测量需要，既可用于绝对测量，又可用于相对（比较）测量。绝对测量，又可用于相对（比较）测量。37测长仪的工作原理测长仪的工作原理通过调整38卧式测长仪测量原理卧式测长仪测量原理 读数方法：读数方法：从目镜中看到三种刻线。先读毫米数（从目镜中看到三种刻线。先读毫米数（7mm），然后），然后按毫米

25、刻线在固定划分板按毫米刻线在固定划分板4上的位置读出零点几毫米数（上的位置读出零点几毫米数（0.4mm），），再转动手轮再转动手轮3，使靠近零点几毫米刻度值的一圈平面螺旋双刻线夹住毫，使靠近零点几毫米刻度值的一圈平面螺旋双刻线夹住毫米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数（米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数（0.051mm），故），故最后读数是最后读数是7.451mm。39卧式测长仪测量注意事项卧式测长仪测量注意事项仪器对零仪器对零403.4.9 万能工具显微镜万能工具显微镜 万能工作显微镜万能工作显微镜主要是应用直角或主要是应用直角或极坐标原理，通过极坐标原理，通过主显微镜瞄准

26、定位主显微镜瞄准定位和读数系统读取坐和读数系统读取坐标值而实现测量的标值而实现测量的一种光学仪器。一种光学仪器。41万能工具显微镜的工作原理万能工具显微镜的工作原理42万能工具显微镜长度测量万能工具显微镜长度测量使用附件：使用附件： 玻璃工作台、物镜、测角目镜玻璃工作台、物镜、测角目镜（1）将测角目镜中角度示值至）将测角目镜中角度示值至00，将工件放在玻璃工作台上，将工件放在玻璃工作台上，并观察目镜使被测部位与米字线并观察目镜使被测部位与米字线中间的线大致方向相同；中间的线大致方向相同；（2）用两个螺钉（图）用两个螺钉（图1中的中的15）进行微调，当米字线中间的线瞄进行微调，当米字线中间的线瞄

27、准工件第准工件第边后，从边后，从x方向读数器方向读数器读数；然后移动读数；然后移动x滑台，将同一条滑台，将同一条米字线瞄准工件的第米字线瞄准工件的第边并读数；边并读数；（3）两次读数差为测得值。）两次读数差为测得值。43万能工具显微镜直径测量万能工具显微镜直径测量使用附件：使用附件： 物镜、测角目镜、顶针架物镜、测角目镜、顶针架（1）选取适当光栏直径并调可变光栏）选取适当光栏直径并调可变光栏（2）利用定焦杆调焦距：先将调焦杆安）利用定焦杆调焦距：先将调焦杆安装在顶针架上，使瞄准显微镜对定焦杆中装在顶针架上，使瞄准显微镜对定焦杆中央圆孔内的刀刃进行调焦，然后取下定焦央圆孔内的刀刃进行调焦，然后取

28、下定焦杆换上被测工件并开始测量（注意用定焦杆换上被测工件并开始测量（注意用定焦杆调焦完毕后，瞄准显微镜不能再有任何杆调焦完毕后，瞄准显微镜不能再有任何升降运动）；升降运动）；（3）将被测件放在顶针架上，用米字线）将被测件放在顶针架上，用米字线瞄准圆柱母线瞄准圆柱母线，从，从y方向读数器中读数方向读数器中读数，再移动，再移动y方向滑台，对另一母线方向滑台，对另一母线进行进行瞄准读数；瞄准读数；（4）两次读数差为圆柱直径的测得值）两次读数差为圆柱直径的测得值44任务实施任务实施 3.4-23.4-2例题：例题：被测工件为被测工件为 ，安全裕度，安全裕度A=0.0025mm，对进，对进行合格性检测行合格性检测解解：（1）所用检测仪器：测长仪）所用检测仪器：测长仪 （2）检测步骤：）检测步骤： 步骤步骤1：接通电源，转动测微目镜得调节环以调节视度。接通电源，转动测微目镜得调节环以调节视度。步骤步骤2：将被测工件放入测长仪测座与尾座的两测量头之间。将被测工件放入测长仪测座与尾座的两测量头之间。0.0270.0024