济大互换性与技术测量实验指导

实验项目《互换性与技术测量》课程实验包括基础测量实验和综合测量实验，意在对学生进行技术测量能力培养。为了使学生得到系统且有针对性的训练，基于教学大纲的要求和学时情况，该课程设置了6学时课内实验室实行开放管理，学生通过预约确定实验时间和实验内容，保证了实验效果和实验开出序号实验项目实验项目类别学时主要内容一尺寸测量（必做）基础实验2了解测量尺寸的常用仪器量具等的用途及使用方法，学会用立式光学计测量轴径和用卧式测长仪或内径百分表测量轴套内径。二形位误差测量（选做）2熟悉通用量具像磁性表坐、百分表等的使用；学会平行度、垂直度、位置度误差的测量原理及方法，加深对形位公差的理解。三表面粗糙度测量（选做）2了解光切显微镜和干涉显微镜检测表面粗糙度的原理及方法，加深对表面粗糙度评定参数的理解，熟悉工程常用的评定参数大小。四轴类零件的综合测量（必做）综合型实验2了解常用轴类零件的检测项目，学会根据检测要求选用合适的测量仪器和测量方法；掌握尺寸测量、形位误差测量、表面粗糙度测量的常用仪器结构、工作原理和测量方法。五齿轮综合检测（必做）2了解汽车、机床常用齿轮精度的检测方法；掌握齿轮齿圈径向跳动、公法线长度变动与公法线平均长度偏差、基节偏差、齿距偏差与齿距累积误差的测量方法。六齿轮综合误差测量（选做）4了解齿轮综合误差测量原理和测量方法，学会分析整体误差曲线，加深对齿轮径向综合误差与切向综合误差的理解。七角度与锥度测量（选做）设计开放型实验2了解角度与锥度的常用测量器具和测量方法；学会用正弦尺测量外圆锥度的原理和方法。八螺纹参数测量（选做）2了解螺纹参数的常用测量方法；熟悉万能工具显微镜的用途和使用方法；学会测量外螺纹的中径、螺距及牙型半角等主要参数。九箱体类零件精度设计及测量（选做）8利用互换性及测量知识，针对典型箱体零件进行主要结构的几何精度设计、测量方案设计、测量数据处理等，提高对典型零件精度设计及测量知识的综合应用能力。尺寸的测量在技术测量中占有非常重要的地位。一般分绝对测量和相对测量。绝对测量如用外径千分尺、游标卡尺和测长仪等测量长度尺寸。相对测量是指从测量器具的读数装置上得到的是被立式光学计主要用途是利用量块和零件相比较的方法，来测量物体外形的微差尺寸，首先根据被测工件的基本尺寸L组成量块组，然后用此量块组将立式光学计的标尺调到零位。若从该仪器刻度尺上获得的被测长度对量块尺寸的偏差为ΔL，则被测工件的长度为L+ΔL。是一种精度高、结构简单的光学量仪。该仪器分度值为0.001毫仪器测量原理:立式光学计是利用光学杠杆放大原理1移动的距离，则仪器的放大比K为：当a很小时，tan2a≈2a,tana≈a，因此K光学计的目镜放大倍数为12，J=200mm,b=5mm,则放大比K=80。刻线尺的刻线间距C=0.08mm，故仪器的分度值i和总放大倍数n分别为immn=12K=9602以观察到毫米数值，但还需细分读数，以满足精密测量的要求。测微目镜中有一个固定分划板4，刻有十圈平面螺旋双刻线。螺旋双刻线的螺距恰与固定分划板上的刻度间距相等，其分度值也为仪器的读数方法如下：从目镜中观察，可同时看到三种刻线（图1-6b先读毫米数（7mm）,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2．选择测头。测头有球形、平面形和刀口形三3．调整仪器零位。先粗调、再微调，直至在目4．进行测量。将被测件放在工作台上，并在测头下面缓慢移动，读数的最大值（即转折点）即3块夹的侧块上（或标准环内）使活动测头内缩，以保证放入可换测头时不与侧块（或标准环内壁）摩擦产生磨损。然后，松开定位护桥和活动测头，使可换测头与侧块接触，就可在垂直和水平两个分表找最小值。反复摆动几次，并相应地旋转表盘，使百分表的零刻度正好对准示值变化的最小值，零位对好后，用手轻压定位护桥使活动测头内缩，当可换测头脱离接触时，缓缓地将内径百分4．进行测量。将内径百分表插入被测孔中，沿被两个部位上各测一次。测量时轻轻摆动百分表（如图54量轴和尾管，使两侧钩头部的楔槽对齐，然后旋紧测钩上的螺钉，将测钩固定。），下标准环或量块组，然后安装被测工件，松开螺钉2，使测头与工件接触，按前述的方法进行调整3．若光学计工作台与测杆轴线不垂直，对测量结果有何影响？如何调节工作台与测杆的垂直将被测件放在测量平板上，以平板面作模拟基准；调整百分表在支架上的高度，将百分表测头与被2-3以平板模拟基准，按心轴上的素线调整百分1指示表在3180º,再在4点上做同样测量，记下测量数a、b，则位置度误差f=|a-b|.表面粗糙度是一种微观几何形状误差，其常用的测量方法主要有粗糙度样板比较法、光切法、了解光切显微镜和干涉显微镜检测原理，熟悉用该仪器检测表面粗糙度的方法，加深对表面粗过视觉、触感或其它方式进行比较后，对被检表面法原理测量工件表面的微观不平度Rz值的。其测量Rz=0.8~80μm的表面粗糙度（有时也可用来测量零产生反射，经物镜分别成象在分划板的a和a，点。板上的影象高度为H，则：1.工作台2.立柱3.横臂4.上下调节环5.固紧螺钉6.微调手轮7.手柄8.照明灯9.10.13.摄1式中，N——物镜的放大倍数；H——45°方向上的影象高度。因为在目镜视场中，影象高度是沿45°方向测量的，即目镜测微器中十字线交点移动的轨迹与要测的亮带高度成45°。若在目镜测微器上的读数值为H,，则H,与H=H,cos45°（2）令E，E为仪器的分度值，大小与带辅助物镜的物镜放大倍数有关，已由仪器说明书给物镜放大倍数N测量范围Rz(μm)系数E(μm/格)（2）按照Rz值查表3-2确定取样长度l与评定长度ln。Rz取样长度l(mm)评定长度ln(mm)（4）将被测件放在工作台上,若被测件不2目镜的固紧螺钉，转动测微目镜，使其中的十字线的水平线与光带轮廓中紧螺钉，然后转动测微目镜测微器上的刻度套筒，使十字线的水平线在光点平均高度Rz值：点平均高度Rz值：a9a9a7aa1aa1l5峰a3a5a7a9Σa实测Rz值(μm）谷a2a4a6a81峰谷2峰谷3峰谷3程度的粗糙度其l值可从表3-2中选取；对均匀性比较好的表面，可选用干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，用光波干涉原理来反映出被测工件的粗糙度。由于表面粗糙度是微观不平度，所以用显微镜进行高倍放大后以便观察和测量。干1～0.03um表面粗糙度的Rz值和Ry值。6JA型干涉显微镜的外形图如图3-6所示。该仪器的式中：λ为测量中的光波波长。本实验就利用测量干涉条纹弯曲量a和干涉条纹间距b来确定Rz值4e在精密测量中，通常采用光波波长稳色条纹，其中零次干涉条纹可清晰的显示出条纹的弯曲情况，便于观察和测量。如在目镜中看不到a转动测微目镜中与干涉条纹平微器上的读数为N1。然后再对准相邻的另一条干涉条纹峰顶中心，读数为N2b对准一条干涉条纹峰顶中心读数N1后，5个干涉条纹弯曲量的平均值a平均为：被测表面的微观不平度十点高度Rz为：采用白光时，λ=0.55um；采用单色光时，则按仪器所附滤色片检定书载明按评定长度要求，各取样长度的值Rz还需平均后才能作为评定表面粗糙度的可靠上述测量中，在各个取样长度范围内的最大峰值和最小谷值读数之差，为各个取样长度的轮廓最大高度R'yi值，选取其中最大的R'ymax值，按下式计算轮廓最大高度Ry值。用肉眼观察视场，直接估计出弯曲量a为干涉条纹间距b值来代替测微目镜的读数。在取样长度范围内，对同一条干涉条纹估读1．什么是Rz参数和Ra参数，用光切显微镜能否测量Ra参数？轴的零件图，要求通过实验选择合适的测量器具，将该轴零件图中标注的各项技术参数进行测量评圆度、圆柱度、径向跳动误差的测量方法很多，本实验介绍用两中心孔的轴线为公共基准，直接测量圆柱体横截面轮廓上各点到基准轴线的半径差，然后按最少区域法或最少二乘法计算出圆度误差值。这种XW-250型多功能形位误差测量仪配接电感测微仪、数据采集器及计算机半自动采集数据测量轴类零仪器可用来测量轴类、盘类零件的圆度、圆柱度、直线度、平行度、径1实验中用到的电感测微仪是一种精度高，测量范围大，稳定性好，配接传感器侧头能够准确测电感测微仪和计算机之间的连接是通过便携式形位数据采集器完成的，各部分之间的接线如下设置测量参数，与多种测量仪适配对各有关项目形位误差的测量进行数据采集，将测量结果保存或用通讯的方式将采得的数据实时送入计算机进行计算评定处理，最后得出相应形位误差项目的测量测量时，工件安装在分度头与尾架的两顶尖上，两顶尖之间的距离可根据工件的长度，移动尾架来调整。测量轴的一端装有传感器测头。松开测量轴锁紧螺钉，测量支架可带动电感测头纵向移最后达到测头与被测工件的最高素线接触，将螺钉锁紧。这样，当工件旋转时，截面轮廓相对于回转轴线的距离变动量就通过传感器测头、电感测微仪、数据采集器，显示在采集器显示窗上。最后2将测得的数据保存或采用通讯的方式实时传送至计算机。调用4．什么是Rz参数和Ra参数，用光切显微镜能否测量Ra参数？齿轮的检测项目很多，选择检验组或检验项目时，应考虑齿轮精度、尺寸大小、生产批量和检齿圈径向跳动误差ΔFr是指在齿轮一转范围齿圈径向跳动误差可用齿圈径向跳动检查仪、万能测齿仪或普通的偏摆检查仪等仪器测量。本为了测量各种不同模数的齿轮，仪器备有不同直径的球形测此外，齿圈径向跳动检查仪还备有内接触杠杆和外接触杠杆。前者成直线形，用于测量内齿轮的齿圈径向跳动和孔的径向圆跳动；后者成直角三角形，用于测量圆锥齿轮的齿圈径向跳动和端面1圆跳动。本实验测量圆柱齿轮的齿圈径向跳动。测量时，将需要的球形测量头装入指示表测量杆的内，实际公法线长度的最大值与最小值之差，齿轮加工中切向误差引起的齿距不均匀性，故于评定齿轮的运动精度。公法线平均长度偏差ΔEWm是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公用于调整两量爪之间的距离。沿齿圈一周每次跨过一定齿数进行测量，所得读数的平均值与公称值测量公法线长度变动时，按选定的跨齿数，使两量爪的测量平面在齿轮分度圆附近分别与第一W=m[2.952(n-0.5)+0.014z]式中，z——齿数；m——模数。2度W齿数Z度W距数n245245245345345345346346346356356356（1）计算被测齿轮的公法线长度公称值W和跨齿数n。1829345673基节是齿轮基圆上相邻两齿同侧齿廓间的弧长。对于渐开线齿轮，其基节在数值上与两相邻齿同侧齿廓间的法向距离（法节）相等。基节偏差是实际基节与公称基节之差。测量基节外偏差的目当压力角等于20º,齿轮模数为mn时，公称季节按公式pb=πmncosan计算。测量时，先用尺寸等于pb的量块组调整仪器两测量头之间的距离，使指示表指针对零位Pb基节偏差可用基节仪进行测量，如图5-4。该仪器可测量模数为2-16mm的齿轮，分度值为），折点）这个最小读数即为所测基节相对于公称基节的偏差。将齿轮沿圆周分成若干等分，分别在每（4）基节的极限偏差±fpb判断合格性。齿距偏差Δfpt是指在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差（用相对法测量时，公称齿距是指所4在实际测量中，通常采用某一齿距作为基准齿距，测量其余的齿距对基准齿距的偏差。然后，通过量时必须保证测量基准的精度。对于齿轮来说其测量基准可选用内孔，齿顶圆和齿根圆。为了使测量基准与装配基准统一，以内孔定位最好。当用齿顶定位时，必须控制齿顶圆对内孔轴线的径向跳接触，同样用螺钉固紧。以被测齿轮的任一齿距作为基准万能测齿仪是应用比较广泛的齿轮测量仪器，除测量圆柱齿轮的齿距、基节、齿圈径向跳动和5测量前，将齿轮安装在两顶尖之间，调整测量装置5，使球形测量爪位于齿轮分度圆附近，并），器测量爪稍微移开齿轮，再重新使它们接触，以检查指示表示值的稳定计算基准齿距对公称齿距的偏差，因为第一个齿距是任意选定的，假设它对公称齿距的偏差为k，以后每测一齿都引入了该偏差k，k值为各个齿距相对偏差的平均值，按下式计算各齿轮相对偏差分别减去k值，得各齿距偏差，记入表中第四行。其中绝对值最大者，即为被根据各齿距偏差，逐齿累积，求得各齿的齿距累积误差，记入表中第五行，该行中的最大值与6ΔFP=ΔFPmax_ΔFPmin=[3_(_8.5)]u从GB10095~96—88查出齿距累积公差FP和齿距极限偏差±fpt，将测得值与之比较，判断被一二三四五nΔfpt相对Δfpt相对1234567890001）檫净被测齿轮，然后把它安装在仪器的两顶74)测量时，先以任一齿距为基准齿距，调整指示表的零位，然后将测量爪反复退出与进入被测表读出齿距相对偏差(ΔJpt相对）。7）从GB10095~96—88查出齿4．用齿距仪和万能测齿仪测量齿轮齿距时，各选用齿轮的什么表面作为测量基准？哪一种较它能测量圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮副。其测量它能测量圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮副。其测量它用手轮6调整位置。仪器的读数与记录装表心轴上，被测齿轮安装在浮动滑板2上。由），齿轮单面啮合综合测量是在单面啮合检查仪上进行的，测量时，被测齿轮与理想精确的测量齿轮在正常中心距下安装好，单面啮合转动。这个测量过程接近于齿轮的实际工作过程，所以测量结高精度圆光栅传感器和测量回转驱动装置，是以蜗杆为标准元件，在单啮状态下对齿轮进行动态测1主光栅盘Ⅰ与标准蜗杆一起旋转。标准蜗杆又带动被测齿轮及主光栅盘Ⅱ旋转。利用标准蜗杆和被则说明被测齿轮没有切向综合误差；否则，通过相位差的变化，使比相计的输出电压也相应变化，当使用多头蜗杆进行间齿测量时，还可获得齿轮截面整体误差曲线，整体误差即把齿轮所有工作面上的误差视为一体，并按啮合顺序统一在啮合线上，从整体误差曲线不仅可以容易地找出各种单项误差，而且可以直观的，全面的看出各种单项误差之间的相互关系，从而可以分析各种误差对26z2λ6z2λ<127W时，拨码为W。Wz Wz线值在啮合线上K啮cosα(μm/mm)或(μm/格）在分度圆上K分(μm/mm)或(μm/格）图6-5圆记录纸记录的切向综合误差记录仪以长圆两种图形的形式，显示齿轮误差，使用圆记录时，打开圆记录开关，关闭长记录开关；使用长记录时，则关闭圆记录开图6-5圆记录纸记录的切向综合误差（1）记录量程旋转位置，按出厂时的定档，不3（一）测量径向综合误差ΔF"i在被测齿轮转一转时，由指示表读出双啮中心距的最大值与最小值，两读数之差就是齿轮径向综合误差ΔF"i。8．处理测量数据。从GB10095~96—98查出齿轮的径向综合公应由慢逐渐加快，然后停止在某一位置上，转速（即测量速度）与齿轮误差大小、齿数及检测的误48．由记录曲线分析齿轮的切向综合总偏差ΔF’i及一齿切向综合偏差Δf’i。角度与锥度的测量方法分为直接量法和间接量法两种。直接量法是从量具或量仪的刻度盘上直接读出被测角度，或与标准角度进行比较获得被测角度与标准角度的偏差值。间接测量则是测量一个或几个相关的线性尺寸，然后按照一定的数学关系计算出被测角度和锥度值。本实验重点介绍用正弦尺是间接测量角度的常用计量器具之一，它需要和量块、指示表配合使用。正弦尺的结构图7-2正弦尺测量角度原理测量时，先根据被测圆锥塞规的公称圆锥角（a按下式计算出量块组的h=Lsina根据计算的h值组合量块，垫在正弦尺的下面（如图7-2所示因此正弦尺的工作面与平板的夹角为a。然后，将圆锥塞规放在正弦尺的工作面上，如果被测圆锥角恰好等于公称圆锥角示表在e、J两点之间的示值相同，即圆锥塞规的素线与平板平行。反之，e、J两点的示值必有1a)a'>ab)a'<abn——指示表在e、J两点的读数差。Δa的单位为弧度，1弧度（rad）=2×105秒(")。1．根据被测锥度塞规的公称圆锥度（a）及正弦尺圆柱中心距L，按公式h=Lsina计算量块3．用带架的指示表