公差實驗指導書_掛網(wǎng)上_(1)

1、實驗一 圓度與圓柱度誤差測量一、實驗?zāi)康?掌握圓度誤差及圓柱度誤差的測量方法；2學會對測量數(shù)據(jù)的處理，加深對基本概念的理解；3了解測量工具結(jié)構(gòu)并熟悉它的使用方法。二、圓度與圓柱度誤差測量原理1圓度誤差及測量、評定方法圓度誤差為包容同一橫截面實際輪廓，且半徑差為最小的兩同心圓間的距離f，如圖1.1所示。圓度誤差最小包容區(qū)域的判別方法是：由兩同心圓包容被測實際輪廓時，至少有4個實測點內(nèi)、外相間地在兩個圓周上(即同心圓的內(nèi)、外接點至少兩次交替發(fā)生)，如圖1.1所示。圓度誤差最小區(qū)域的同心圓圓心，通常是和零件的測量回轉(zhuǎn)中心不一致。圖中，O點是測量時的回轉(zhuǎn)中心，O測量點是圓度誤差的評定中心。在測量旋轉(zhuǎn)面

2、的若干個橫截面中，取其中最大的圓度誤差值作為被測旋轉(zhuǎn)面的圓度誤差。目前通常采用四種圓度誤差的評定方法：最小外接圓法、最大內(nèi)切圓法、最小二乘圓法、最小區(qū)域法。其中以最小區(qū)域法評定的圓度誤差值為最小，能最大限度地通過合格 圖1.1 圓度誤差的定義品，是我國標準的定義法。 測量圓度誤差的方法，主要有：圓度儀測量，兩點法測量圓度誤差，三點法測量圓度誤差。這里只介紹兩點法測量圓度誤差。兩點法測量圓度誤差(檢測方案代號：33) 用千分尺在垂直于軸線的固定截面的直徑方向進行測量，測量截面一周中直徑最大差一半即為單個截面的圓度誤差。如此測量若干個截面。 (a) f=(D-d)/2 (b) f=R-r取其最大的

3、誤差值作為該零件的圓度誤差。 圖1.2 兩點法評定圓度誤差此種測量方法，由于在測量截面內(nèi)是兩點接觸，所以稱為兩點法。如圖2所示。 兩點法測得的圓度誤差f和各直徑的測量最大讀數(shù)差F有如下關(guān)系：f=F/K=F/2；K是反映系數(shù)。2圓柱度誤差圓柱度誤差是指包容實際表面且半徑差為最小的兩同軸圓柱面間的半徑差f。圓柱度誤差綜合地反映了圓柱面軸線的直線度誤差、圓度誤差和圓柱面相對素線間的平行度誤差。用它來綜合評定圓柱面的形狀誤差是比較全面的，常用在精度要求比較高的圓柱面。 3圓柱度誤差的檢測與評定方法 圓柱度誤差的評定方法有： （1）用圓度儀測量，（2）用兩點法測量。這里只介紹兩點法測量圓度誤差。用兩點法

4、測量圓柱度誤差(檢測方案代號：32) 測量簡圖如圖1.3所示。測量時，將被測件放在精確平板上，并緊靠直角座；在被測件回轉(zhuǎn)一周過程中，測量一個橫截面上的最大與最小讀數(shù)差；如此測量若干個橫截面，然后取整個測量過程中，所有讀數(shù)中的最大與最小讀數(shù)差的一半作為 圖1.3 兩點法測量圓柱度誤差該圓柱面的圓柱度誤差。此法適用于測量精度要求不高的零件表面。三、測量數(shù)據(jù)的處理方法本實驗采用的是兩點法測量圓度與圓柱度誤差。兩點法測量圓柱度誤差和兩點法測量圓度誤差相類似，但有不同。一是兩點法測量圓柱度誤差，在整個測量過程中，指示器只許一次調(diào)整零點，而兩點法測量各截面圓度誤差時，指示器的零點可以在每轉(zhuǎn)測量中分別調(diào)整，

5、測量結(jié)果不受影響；二是圓柱度誤差的數(shù)據(jù)處理是取整個測量過程中所有讀數(shù)的最大與最小讀數(shù)差的一半作為誤差值，而圓度誤差是先取得單個截面的誤差值，再取若干截面中的最大誤差作為圓度誤差值，如圖1.3所示。實驗二 平行度誤差的測量一、實驗?zāi)康?.了解指示表的結(jié)構(gòu)及通用測量工具并熟悉使用它們測量箱體孔與底面的平行度誤差的方法。2.掌握平行度誤差的評定方法。3.掌握被測要素對基準要素的平行度誤差值的評定方法和數(shù)據(jù)處理方法。二、平行度誤差的測量與評定1平行度誤差的測量的原理1）平行度誤差的定義給定方向的平行度誤差為包容實際要素并平行于基準要素，且距離為最小的兩平行平面之間的距離f。任意方向的平行度誤差為包容實

6、際軸線并平行于基準軸線，且直徑為最小的圓柱面的直徑f。2）平行度誤差的測量原理實際基準要素都是有誤差的，由實際輪廓要素建立基準時，是以輪廓實際基準要素最小包容區(qū)域的體外邊界作為理想基準要素；由實際中心要素建立基準時，是以實際基準要素的最小區(qū)域的中心要素作為理想基準要素。對平行度誤差（位置誤差）基準的體現(xiàn)方法有分析法、直接法、模擬法和目標法。(1）分析法分析法是對實際基準要素進行測量后，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)用圖解或計算法確定基準的方向或位置。（參見直線度誤差的評定方法）然后，根據(jù)理想基準方向，作實際被測輪廓的包容平行平面（和理想基準面平行），此平行平面縱座標距離， 即為被測面的平行度誤差如圖2.1所示

7、。用分析法體現(xiàn)基準評定位置誤差的方法， 圖2.1用分析法體現(xiàn)基準評定平行度誤差符合最小條件的原則。(2）模擬法模擬法是采用形狀精度足夠精確的實際基準要素（如精確平板的工作面，圓柱形心軸、球面中心等）來體現(xiàn)基準。如圖2.2所示，在基準面上放一精確平行平尺，指示器的測量架置于精確平行平尺上并沿被測面長向某一測量線方向移動，指示器的最的最大與最小讀數(shù)差即為平行度誤差。(3）直接法直接法體現(xiàn)基準是將形狀精度足夠精確的基準實際要素直接作為基準。如圖2.3所示。這種測量方法，基準實際要素的形狀誤差，將直接反映到測量結(jié)果上，對被測要素的定向或定位誤差有夸大或縮小的可能。(4）目標法對于基準要素無形狀精度要求

8、或沒用足夠形狀要求的零件，亦或具有特殊型面殊型面的零件，可以采用指定的基準目標來體現(xiàn)基準，以保證用指定的基準目標來體現(xiàn)基準，以保證設(shè)計、加工、裝配和測量時的基準的一致性和再現(xiàn)性。圖2.2 用模擬法體現(xiàn)基準 圖2.3 用直接法體現(xiàn)基準 測量平行度誤差 測量平行度誤差。平行度誤差的評定）軸孔對底面平行度誤差測量將箱體直接置于平板上（基準面由平板體現(xiàn)），被測量孔的軸線由心軸模擬，如圖2.4所示，用分度表測量相距L1的兩端的讀數(shù)M1和M2，則孔的實際軸線對基準平面的平行度誤差為：）測量兩孔軸線的平行度誤差用三個千斤頂支承箱體，調(diào)整千斤頂，使A、B兩處分度表測得的讀數(shù)相等，如圖2.5所示，在相距L1的兩

9、端的讀數(shù)M1和M2，則孔的實際軸線對基準孔的平行度誤差為： 圖2.4 圖2.5 實驗三 齒輪基節(jié)偏差測量一實驗?zāi)康?.掌握公法線千分尺測量齒輪基節(jié)偏差的方法：2.加深理解齒輪基節(jié)偏差的定義。二測量原理和量儀介紹齒輪基節(jié)偏差是指齒輪實際基節(jié)與公稱基節(jié)之差。實際基節(jié)為基圓柱切平面所截想鄰兩個同側(cè)齒面的交線之間的發(fā)向距離，沿齒輪齒面的法線方向測量 圖（ ） （ 基節(jié)偏差） （基節(jié)公稱值） （公法線長度變動） （公法線平均長度偏差）2.952121（0.5）0.014005 （公法線公稱值） n+0.5z為齒輪的齒數(shù)（見具體齒輪）， 為模數(shù)（本實驗取4），為標準壓力角（取20）。n為測量齒輪時所跨的齒

10、數(shù)，為齒輪公法線。測量方法見圖。三測量步驟1.測量齒輪公法線根據(jù)被測齒輪的齒數(shù)，算出n值。然后按示圖的方法取均布的三個待測處，每處選三個齒進行測量，測量出和齒輪公法線。共18個測值。在測量的過程中應(yīng)隨時注意復(fù)查示值零位。2.數(shù)據(jù)處理1）取其中的最大偏差作為被測齒輪公法線長度變動；2）取其中測值的平均值與公法線公稱值進行比較作為被測齒輪公法線平均長度偏差；3）根據(jù)被測齒輪的齒數(shù)，算出n值。然后按示圖2的方法取均布的三個待測處，每處選三個齒進行測量，測量出和齒輪公法線，（基節(jié)實際測值）與（基節(jié)公稱值）比較取其中的最大偏差作為被測齒輪的基節(jié)偏差。在測量的過程中應(yīng)隨時注意復(fù)查示值零位。3.判斷合格性按

11、齒輪圖紙上給定的基節(jié)極限偏差，判斷被測齒輪的合格性。四思考題1.測量基節(jié)偏差的齒輪時，為何左、右齒面各測量一次？2.基節(jié)偏差與齒距偏差有何關(guān)系？實驗四 直線度誤差的測量一、實驗?zāi)康?了解自準直儀的結(jié)構(gòu)并熟悉使用它測量給定平面內(nèi)的直線誤差的方法； 2掌握給定平面內(nèi)直線度誤差值的評定方法； 3掌握按兩端點連線和最小包容區(qū)域作圖求解直線度誤差值的方法。二、直線度誤差值的評定方法 給定平面內(nèi)的直線度誤差值應(yīng)按最小包容區(qū)域評定，也允許按實際被測直線兩端點的連線或其它方法來評定。 測量數(shù)據(jù)用自準直儀對實際被測直線上均勻布置的各個測點進行測量，測量相鄰兩測點間的高度差來獲得。 圖4.1 直線度誤差最小包容區(qū)

12、域判別準則 O一高極點；口一低極點 （a）高低高三極點 (b) 低高低三極點獲得各個測點的測量數(shù)據(jù)后，用作圖或計算的方法求解直線度誤差值。圖4.2 誤差折線和直線度誤差值的評定1. 按最小包容區(qū)域評定直線度誤差值參看圖4.1，由兩條平行直線包容實際被測直線S時，若實際被測直線各測點中至少有三個測點分別與這兩條直線接觸(成高低高三極點或低高低三極點相間接觸)，則這兩條平行直線之間的區(qū)域U稱為最小包容區(qū)域。它的寬度fMZ即為直線度誤差值。這兩條平行包容直線中那條位于實際被測直線體外的直線是評定基準。2按兩端點連線評定直線度誤差值參看圖4.2，按兩端點連線評定直線度誤差值，是指以實際被測直線的兩個端

13、點B和E的連線(兩端點連線)作為評定基準，取各測點相對于該連線的偏離值中的最大偏離值與最小偏離值hmin之差作為直線度誤差值。測點在連線上方的偏離值取正值，測點在連線下方的偏離值取負值。即。三、用自準直儀測量直線度誤差1量儀說明和測量原理自準直儀如圖4.3所示。它是一種精密測角儀器，由本體和平面反射鏡兩部分組成。它應(yīng)用自準直原理進行測量，以由本體的光源發(fā)出的光線(主光軸)作為測量基準。參看圖4，測量時，本體安放在被測工件體外的固定位置上，反射鏡則安放在橋板上，橋板放置在實際被測表面上。把整條實際被測直線按橋板跨距L的長度進行等距分段，然后按均勻布置的各個測點的位置，首尾銜接地逐段移動橋板，便能

14、依次測出實際被測直線上各相鄰兩測點相對于主光軸的高度差。 圖4.3 自準儀的光學系統(tǒng)1讀數(shù)鼓輪；2目鏡；3可動分劃鏡；4固定分劃鏡；5十字分劃板；6光源；7綠光片；8立方棱鏡；9物鏡；10平面反射鏡；11橋板參看圖3，自準直儀的光源6發(fā)出的光線，經(jīng)濾光片7，照亮十字分劃板5，再經(jīng)立方棱鏡8和物鏡9形成平行光束，將十字分劃板5的“十”字投射到平面反射鏡10的鏡面上，經(jīng)反射后，成像在目鏡2視場中。在目鏡視場中可以同時觀察到可動分劃板3的指示線、固定分劃板4下部的刻線尺和反射回來的該“十”字的影像。當反射鏡10的鏡面與平行光束垂直時，平行光束就沿原光路返回，“十”字影像經(jīng)立方棱鏡8并被其中的半透明膜

15、向上反射到目鏡2視場?！笆弊钟跋裎挥谀跨R視場的中央。如圖4.5(a)所示。當橋板兩端分別接觸的兩個測點之間存在高度差h，而使反射鏡10的鏡面與平行光束不垂直(反射鏡10傾斜一個角度)時，反射光軸與入射光軸(主光軸)之間成2角，“十”字影像就不位于目鏡視場的中央，當橋板兩端分別接觸的兩個測點之間存在高度差h，而使反射鏡10的鏡面與平行光束不垂直(反射鏡10傾斜一個角度)時，反射光軸與入射光軸(主光軸)之間成2角，“十”字影像就不位于目鏡2視場的中央，而相對于中央產(chǎn)生偏離量，如圖4.5（b）所示。 圖4.4用直準儀測量直線度誤差自準直儀本體； 橋板； 平面板反射鏡；實際被測直線；L橋板跨距；1.

16、2.3n測點序號為了確定偏離量的數(shù)值，轉(zhuǎn)動讀數(shù)鼓輪1使可動分劃板3的指示線瞄準“十”字影像，該指示線沿固定分劃板4的刻度尺移動一段距離。鼓輪1的圓周上刻有等分的100格刻度，鼓輪1刻度的一格為固定分劃板4刻度尺一格的百分之一。 圖4.5 測量時示值的讀數(shù)（a）讀數(shù)為998格（起始示值） （b）讀數(shù)為800格（第二次示值） 自準直儀的分度值為1”，也用0005mmm或00051 000表示。讀數(shù)鼓輪1轉(zhuǎn)動的格數(shù)i、橋板跨距L(mm)與橋板兩端分別接觸的兩個測點相對于主光軸的高度差hi(線性值)之間的關(guān)系為： (m) 2實驗步驟(參看圖4.3和圖4.4) 1)沿工件被測直線的方向?qū)⒆詼手眱x本體安放

17、在工件體外。將實際被測直線等分成若干段，并選擇相應(yīng)跨距的橋板。在實際被測直線旁標出均勻布置的各個測點的位置。 將平面反射鏡10安放在橋板11上，同時將該橋板放置在實際被測直線上。接通電源，使光線照準安放在橋板上的反射鏡。 2)調(diào)整自準直儀的位置，使反射鏡10位于實際被測直線兩端時十字分劃板5的“十”字影像均能進入目鏡2視場。 測量時，首先將安放著反射鏡l0的橋板1l移到靠近自準直儀本體的被測直線那一端(測點0和測點1上)，調(diào)整自準直儀的位置，從目鏡2視場中觀察到“十”字影像位于其中央，這相當于測點0和測點1相對于測量基準(主光軸)等高。然后，將本體的位置加以固定，讀出并記錄起始示值i(格數(shù))。

18、 3)按各測點的順序和位置，逐段移動橋板11，依次由起始測點0順測到終測點n，測量各相鄰兩測點間的高度差。觀察目鏡2視場中的“十”字影像，轉(zhuǎn)動鼓輪1，讀出并記錄各測點的示值i(格數(shù))。必須注意，橋板每次移動時，應(yīng)使橋板的支承在前后位置上首尾銜接，并且反射鏡不得相對于橋板產(chǎn)生位移。 為了提高測量可靠性，可以再由終測點n返測到起始測點0。返測時，橋板切勿調(diào)頭，將各個分段上記錄的兩次示值的平均值分別作為各個分段的測量數(shù)據(jù)。若某個分段兩次示值的差異較大，則表明測量不正常，查明原因后重新測量。4)由測得的各測點示值i處理數(shù)據(jù)，求解直線度誤差值。 表1 用自準直儀測量直線度誤差時的測量數(shù)據(jù)測點序號i0 l

19、 2 3 4 5 6 7 8 9 10測量位置（橋板所在位置）(m)0-0.2 0.2-0.4 0.4-0.6 0.6-0.8 0.8-1.0 1.0-1.2 1.2-1.4 1.4-1.6 1.6-1.8 1.8-2.0各測點示值i(格數(shù)) +32 +34 +36 +32 +38 +35 +28 +29 +32 +28各測點示值1代數(shù)差（i-1）(格數(shù))0 0 +2 +4 0 +6 +3 -4 -3 0 -4任一測點j處的示值累計值(格數(shù)j=2，3，4，10)0 0 +2 +6 +6 +12 +15 +11 +8 +8 +4 3.作圖法處理數(shù)據(jù)示例用分度值為0005mmm的自準直儀測量2m橋

20、形平尺的直線度誤差。所采用的橋板跨距為200mm，將被測直線等分成10段(11個測點)進行測量。測量數(shù)據(jù)見表1第三行所列的示值。 參看圖4.6，按表1所列各測點處的示值累計值，在坐標紙上畫出誤差折線。作通過誤差折線首、尾兩點(0，0)、(10，+4)的直線。從該坐標紙上量得誤差折線相對于直線的最大偏離值格，最小偏離值格。因此，按兩端點連線評定的直線度誤差值為: 圖4.6 作圖求解直線度誤差值從誤差折線上找出兩個低極點(1，0)和(10，+4)及一個高極點(6，+15)。作通過兩個低極點的直線，再作過高極點且平行于兩低極點連線的直線，得到最小包容區(qū)域。從該坐標紙上量得該區(qū)域的y坐標寬度為13格。

21、因此，按最小包容區(qū)域評定的直線度誤差值為: 實驗五 齒圈徑向跳動測量一實驗?zāi)康?.掌握測量齒圈徑向跳動誤差的方法；2.加深理解齒圈徑向跳動的定義。二測量方法齒輪齒圈徑向跳動是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪基準線的徑向位移的變量（圖51）。本節(jié)采用臥式齒圈徑向跳動測量儀進行測量。臥式齒圈徑向跳動測量儀的外形如圖52所示。測量時，把盤形齒輪用心軸安裝在頂尖之間（該齒輪基準孔與心軸成物件隙結(jié)合，心軸模擬體現(xiàn)該齒輪的基準軸線），或把齒輪軸直接安裝在兩個頂尖之間。指示表的位置固定后，使安裝在指示表測桿上的球形頭或錐形測頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接觸。測頭的尺寸大小應(yīng)根據(jù)被測齒輪的模數(shù)選擇，以