典型零件的測量實驗指導書

1、 典型零件的測量實驗指導書本章是在學習公差配合與測量技術的基本理論知識的同時，列出一些典型零件的測量實訓，通過本章實踐教學，可以加深和鞏固前述理論知識，加強實際操作能力。每個測量實訓項目包括實訓目的、測量器具、測量原理及注意事項、測量步驟。1工件外圓和長度檢測12內孔及中心高測量33形位誤差檢測54表面粗糙度測量95角度和圓錐角測量136螺紋檢測167齒輪測量191 工件外圓和長度檢測1.1 實訓目的1)熟悉游標卡尺、深度游標卡尺和外徑千分尺的使用方法并能進行正確的操作2)了解游標類和外徑千分尺的種類及外徑千分尺的構造1.2 測量器具游標卡尺、深度游標卡尺、外徑千分尺、量塊、被測工件1.3 測

2、量器具說明及測量原理合理選用量具：根據圖紙的標注，被測工件尺寸公差0.02mm，用游標類量具檢測，游標卡尺的分度值為0.02mm、0.05mm等，測量范圍一般為0-150mm、0-200mm、0-300mm、0-500mm、0-1000mm、0-2000mm及0-3000mm。反之用千分尺測量，千分尺的分度值為0.01mm，規(guī)格有0-25mm、25-50 mm、50-75 mm直至600-700mm。外徑千分尺的結構如圖1.1所示，由固定的尺架、固定測頭、活動測頭、螺紋軸1尺架 2固定測頭 3活動測頭 4螺紋軸套 5固定套筒 6微分筒 7調節(jié)螺母 8接頭 9墊片 10測力裝置 11鎖緊裝置 1

3、2隔熱裝置 13鎖緊軸圖1.1 外徑千分尺套、固定套筒、微分筒、測力裝置和鎖緊裝置等構成。在固定套筒上有一條水平線，該線上、下各有一列間距為1mm的刻度線，且上面的刻度線正好位于下面兩相鄰刻度線的中間。微分筒上的刻度線將圓周50等分，它可以作旋轉運動。根據螺旋運動原理，當微分筒旋轉一周時，活動測頭前進或后退一個螺距0.5mm。這樣，當微分筒旋轉一個分度值后，即轉過了1/50周，這時活動測頭沿軸線移動了1/50×0.5mm=0.01 mm。所以，千分尺可以準確讀出0.01mm的數值。1.4 使用外徑千分尺注意事項1）外徑千分尺是一種精密的量具，使用時應小心謹慎，動作輕緩，不要讓它受到打

4、擊和碰撞。千分尺內有一精密的細牙螺紋，使用時要注意：微分筒和測力裝置在轉動時不能過分用力；當轉動微分筒帶動活動測頭接近被測工件時，一定要改用測力裝置旋轉接觸被測工件，不能直接旋轉微分筒測量工件；當活動測頭與固定測頭卡住被測工件或鎖住鎖緊裝置時，不能強行轉動微分筒。2）外徑千分尺的尺架上裝有隔熱裝置，以防手溫引起尺架膨脹造成測量誤差。所以測量時，應手握隔熱裝置，盡量減少手和千分尺金屬部分接觸。3）外徑千分尺使用完畢，應用布擦干凈，在固定測頭和活動測頭的測量面間留出空隙，放入盒中。如長期不使用可在測量面上涂上防銹油，置于干燥處。1.5 測量步驟1）校對游標卡尺、外徑千分尺等測量器具的零位。若零位不

5、能對正時，記下此時的代數值，將零件的各測量數據減去該代數值。2）用標準量塊校對游標卡尺。根據標準量塊值熟悉掌握游標尺卡腳和工件接觸的松緊程度。3）根據附圖一零件圖紙標注要求，選擇合適的計量器具。4）如果測量外圓，應在階梯軸的不同截面、不同方向測量35處，記下讀數；若測量長度，可沿圓周位置測量幾處，記錄讀數。5）測量外圓時，可用不同分度值的計量器具測量，對測量結果進行比較，判斷測量的準確性。6）將這些數據取平均值并和圖紙要求比較，判斷其合格性。作出實訓報告表1。2 內孔及中心高測量2.1 實訓目的1）掌握用內徑百分表測量內孔和相對測量法檢測中心高2）熟悉內徑百分表和杠桿百分表的使用方法3）掌握用

6、游標卡尺測量內孔的方法2.2 測量器具內徑百分表、外徑千分尺、杠桿百分表、磁性表座、量塊、檢驗平板、塞尺、被測工件等2.3 儀器說明及測量原理1. 內孔測量內徑百分表是測量內孔的一種常用量儀，其分度值為0.01mm，測量范圍一般為610、1018、1835、3550、50160、160250、250400等，單位mm。圖2.1所示為內徑百分表的結構圖。圖2.1 內徑百分表 百分表7的測桿與傳動桿5始終接觸。彈簧6控制測量力，并經傳動桿5、杠桿8向外側頂靠在活動測頭1上。測量時，活動測頭1的移動使杠桿8繞其固定軸轉動，推動傳動桿5傳至百分表7的測桿，使百分表指針偏轉顯示工件值。為使內徑百分表的測

7、量軸線通過被測孔的圓心，內徑百分表設有定位裝置9，以保證測量的準確性。2. 用相對比較法測量中心高將中心高（實際上為孔的最低處到基準面的距離）和量塊值進行比較，從而得出被測中心高的值。根據中心高的基本尺寸選擇量塊將之搭配。用杠桿百分表對正量塊，然后移離量塊，將杠桿百分表移至被測孔內，測量被測零件的尺寸，該尺寸和標準量塊的差值即為中心高的誤差。2.4 測量步驟1. 內孔測量1）根據附圖一或附圖二零件的被測孔的基本尺寸，選擇合適的可換測頭2裝在量腳3上并用螺母固定。使其尺寸比基本尺寸大0.5 mm（即30.5mm）左右。（可用游標測量測頭1、2間的大致距離）。2）按圖11.2將百分表裝入量桿，并使

8、百分表預壓0.20.5mm，即指針偏轉2050小格，擰緊百分表的緊定螺母。3）將外徑千分尺調節(jié)至被測孔的基本尺寸30mm ，并鎖緊。然后把內徑百分表測頭1、2置于千分尺的兩測量面間，擺動內徑百分表，找到最小值，將百分表指針調到零位。4）將調整好的內徑百分表測頭部位插入被測孔內, 擺動內徑百分表，找到最小值，記下該位置的內孔的直徑尺寸。5）在內孔中的不同位置和不同方向進行多次測量，記下直徑尺寸。6）用分度值大于0.01mm的其它計量器具（如游標卡尺等）再次測量內孔尺寸,對兩者結果進行比較,確定游標卡尺測量的準確性。7）根據測量結果判斷被測孔的合格性，作出實訓報告表2。2. 中心高測量1）把附圖二

9、中零件的A面（基準）放在檢驗平板上，用塞尺檢查零件和檢驗平板是否接觸良好（以最薄的塞尺不能插入為好）； 2）將杠桿百分表裝入磁性表座；3）量塊的尺寸計算： 量塊高度=中心高基本尺寸（90mm）被測孔實際半徑；4）根據計算出的量塊高度,選擇合適的量塊將之搭配（盡量不超過四塊）,并用組合量塊校正杠桿百分表的零位。校正時，使杠桿百分表壓表0.20.3mm（即指針轉過2030小格）；5）移動已調整好的表座，將杠桿百分表的測量頭伸入被測內孔，找到被測的孔的最低位置，讀出杠桿百分表的值，并計算其孔下壁到基準面的高度值；6）重復第5步，沿軸線方向測量幾處位置，并做記錄；7）將被測零件轉過180°（

10、繞垂直于A面的軸線旋轉）,再次重復第5步；8）將上述的高度值加上被測的孔的實際半徑尺寸，即為中心高值，記錄在報告2中。9）根據被測零件的中心高要求，判斷其合格性，完成實訓報告2。3 形位誤差檢測3.1 實訓目的掌握平行度、垂直度、圓跳動、平面度誤差測量的方法3.2 測量器具檢驗平板、方框水平儀、V型鐵、偏擺儀、百分表（千分表）、磁性表座、寬座角尺、厚薄規(guī)、被測工件等3.3 檢測原則 形位誤差的項目很多，為能正確合理的選擇檢測方案，國家標準GB/T19581980規(guī)定了形位誤差的5個檢測原則。通過這5個檢測原則的學習，將有助于理解不同零件的檢測方法。1. 與理想要素比較原則 與理想要素比較原則是

11、指將被測實際要素與其理想要素相比較，在比較（直接或間接）過程中獲得數據，由這些數據來評定誤差。運用該檢測原則時，必須有理想要素作為測量的標準。理想要素可以用精度較高的實物，如刀口尺的刃口、拉緊的鋼絲可以作為理想直線；鑄鐵或大理石平板可以作為理想平面；標準樣板（如半徑規(guī)等）可以作為特定曲線等。如圖3.1所示用刀口尺測量直線度誤差，以刃口為理想直線與被測要素比較，根據光隙的大小判斷直線度誤差。2. 測量坐標值原則圖3.1 與理想要素比較幾何要素的特征可以在坐標系中反映出來，用坐標測量裝置（如三坐標測量機或大型工具顯微鏡等）測得被測要素上各點的坐標值后，經數據處理可以獲得其形位誤差值。該原則廣泛應用

12、于輪廓度、位置度的測量。 圖3.2所示用測量坐標值原則測量位置度誤差的示例。由坐標測量機測得各孔實際位置的坐標值（x1,y1）、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)，計算出相對理論正確尺寸的偏差。xi= xi- xiyi= yi- yi各孔的位置度誤差值可按下式求得：圖3.2 測量坐標值 3. 測量特征參數原則 被測要素上具有代表性的參數即特征參數，它是指能近似反映形位誤差的參數。應用該原則測得的形位誤差能近似于理論定義上的形位誤差。例如用兩點法測量圓度誤差，在一個橫截面內的幾個方向上測量直徑，取最大和最小直徑之差的1/2，作為該截面的圓度誤差；以曲面上任意方向的最大線輪廓度誤差來近

13、似表示該曲面的面輪廓度誤差。該原則可以簡化測量過程和設備,也不需要復雜的數據處理,易在生產中實現,是一種在生產現場應用較為普遍的測量原則。4. 測量跳動原則 當圖樣上標注圓跳動和全跳動公差時，用測量跳動原則，見第三章第三節(jié)。5. 控制實效邊界原則 按相關要求給出形位公差時，就給出了一個理想邊界，要求被測要素的實體不得超越該理想邊界，即要求作用尺寸不超過最大實體尺寸（遵守包容要求時）或實效尺寸（遵守最大實體要求時），作此判斷的有效方法是使用光滑極限量規(guī)（詳見第六章）或位置量規(guī)檢驗。3.4 測量說明及方法要合理選用百分表和千分表，原則上公差值0.01mm,選用百分表測量，若被測工件的形位公差值0.

14、01mm，則用千分表檢測。1. 平行度誤差測量：平行度誤差常用的方法有打表法和水平儀法。這些方法是采用與理想要素比較的檢測原則。 2. 垂直度誤差測量: 常用的方法有光隙法（透光法）、打表法、水平儀法、閉合測量法等。本次以光隙法測量垂直度誤差，用光隙法測量簡單快捷，也能保證一定的測量精度。3. 跳動誤差測量：跳動誤差是被測表面基準軸線回轉時，測頭與被測面作法向接觸的指示表上最大值與最小值的差值。4. 平面度誤差測量：其具體方法和測量直線度的方法基本相同，主要有間隙法、打表法、光軸法和干涉法。本次實訓主要以打表法測量平面度誤差。3.5 測量步驟1. 平行度誤差測量：圖3.4 垂直度誤差測量圖3.

15、3 平行度誤差測量1)測量前，擦凈檢驗平板2和被測零件1，然后按圖3.3將被測零件基準放在平板2上,并使被測零件（附圖一或附圖二）的基準面C或B與平板工作面貼合，（最薄的厚薄規(guī)不能塞入兩面之間為準）。 這樣，平板的工作面既是被測零件的模擬基準，又是測量基準，以減少測量誤差。2）將百分表裝入磁性表座3，把百分表測量頭放在被測平面上，預壓百分表0.30.5mm。并將指示表指針調至零。3）移動表座3，沿被測平面多個方向移動，此時，被測平面對基準的平行度由百分表（千分表）讀出，記錄百分表（千分表）在不同位置的讀數。4）所有讀數中的最大值減去最小值，即為平行度誤差。5）判斷零件的合格性，作出實訓驗報告3

16、。2. 垂直度誤差測量：1）按圖3.4所示，將被測零件（附圖二）的基準A和寬座角尺放在檢驗平板上，并用塞尺（厚薄規(guī)）檢查是否接觸良好（以最薄的塞尺不能插入為準）。2）移動寬座角尺，對著被測表面輕輕靠近，觀察光隙部位的光隙大小，或用厚薄規(guī)檢查最大和最小光隙尺寸值，也可以用目測估計出最大和最小光隙值，并將其值記錄下來。3）最大光隙值減去最小光隙值即為垂直度誤差。4）判斷零件的合格性，作出實訓報告3。 3. 跳動誤差測量：1）根據附圖三（或附圖一）中的跳動要求，用3#莫氏塞規(guī)插入被測件的錐孔中（或直接將基準A放在V型鐵上），擦凈偏擺儀頂尖和零件中心孔，利用兩端中心孔將其裝在偏擺儀上，鎖緊偏擺儀的緊定

17、螺釘。此時被測零件不能軸向竄動但能轉動自如。2）將百分表或千分表裝在磁性表座上，把百分表或千分表的測量頭輕輕放在零件的被測面35 0 -0.039(或40 0 -0.039)上，并壓表0.2-0.4mm，然后將指示表指針調到零。3）輕輕轉動被測零件一圈,從指示表中讀出最大值和最小值并記錄,其最大和最小值代數差即為該截面的跳動誤差。4）移動磁性表座，測量被測表面的不同截面，重復步驟。作出實訓報告3注：測量時，測量頭要和回轉軸線垂直圖3.5 平面度測量4. 平面度誤差測量：1）如圖3.5所示，將被測工件放在檢驗平板上，用對角線法，調節(jié)被測平面下的螺母，將被測件平面兩對角線的對角點分別調平（即指示表

18、示值相同）；也可以用三遠點法，即選擇平面上三個較遠的點，調平這三點，即三點指示表讀數相同。圖3.6 平面度測量坐標規(guī)律2）然后在被測面按圖3.7的布點形式進行測量，測量時，四周的布點應離被測平面邊緣10mm，并記錄數據。 3）數據處理： 0 P 2P nP Q P+Q 2P+Q nP+Q 2Q P+2Q 2P+2Q nP+2Q. . . . . . . . . . . . .nQ P+nQ 2P+nQ nP+nQ方法一：首先按不同的測量方法，將測得數據換算成各點相對檢驗平板的高度值；然后根據最小條件準則確定評定基準平面，計算出平面度誤差值。方法二：測量所得數據是相對測量基準而言的，為了評定平面

19、度的誤差值， 圖3.7 平面度測量布點還需要進行坐標變換，將測得值轉換為評定方法相應得評定基準得坐標值。其平面坐標值可按圖3.6所示的規(guī)律，不影響實際被測平面真實情況。然后根據0 +4 +6 -5 +20 -9 -10 -3 +8判斷準則列方程，求出P、Q值。舉例說明：圖3.8為一平面相對檢驗平板的坐值按上述方法評定平面度誤差圖3.8 平面度誤差測得值解1：三點法 任取三點+4，-9，-10按圖3.6的規(guī)律列出三點等0 +4+P +6+2P-5+Q +20+P+Q -9+2P+Q -10+2Q -3+P+2Q +8+2P+2Q值方程，見圖11-12：+4+P=-9+2P+Q -10+2Q=+4

20、+P圖3.9 平面度誤差測量坐標變換由上式解出P= +4，Q= +9，按圖3.6規(guī)律和P、Q值轉換被測平面的坐標值，得到圖3.9的形式，同時可以按三點法計算測量結果，見圖3.10所示。0 +8 +14+4 +33 +8+8 +19 +34所以，平面度誤差 解2：對角線法 按圖11.11規(guī)律列出兩等值對角點的等值方程：圖3.10 三點法 0=+8+2P+2Q +6+2P=-10+2Q 解得P= -6，Q= +2 。按圖3.6規(guī)律和P、Q值轉換被測平面的坐標值得到圖3.11所示的結果：0 +2 -6-3 +16 -19-6 -5 0其平面度誤差圖3.11. 對角線法注：用三點法求平面度誤差，因為人

21、為因素太大（因三點任選），一般不采用。 4）作出實訓報告3。 4 表面粗糙度測量4.1 實訓目的1）了解用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的原理和方法 2）掌握根據粗糙度標準樣塊目測被測工件的粗糙度3)掌握微觀不平度十點高度值的測量方法。圖4.1 標準樣塊4.2 實訓儀器設備雙管光切顯微鏡、粗糙度標準樣塊、被測工件4.3 測量方法測量表面粗糙度的方法很多，主要有：比較法、干涉法、針描法和光切法。1. 比較法 圖4.2 干涉顯微鏡比較法是指被測表面與標有數值的粗糙度標準樣板（圖4.1） 相比較，通過視覺、觸感或其它方法進行比較后，對被測表面的粗糙度作出評定的方法。比較時，所用的粗糙度樣板的材料、形狀和加

22、工方法盡可能與被測表面相同。這種方法雖然不能準確地得出被測表面粗糙度數值，但由于計量器具簡單，評定方便且也能滿足一般的生產要求，所以廣泛應用于生產現場。 2. 干涉法干涉法是利用光波干涉原理測量表面粗糙度。常用的測量儀器是干涉顯微鏡（圖4.2），該儀器主要用于測量表面粗糙度的和值，并可測到較小的參數值，通常測量范圍0.031。該儀器還附有照相裝置，可以將成像于平面玻璃上的干涉條紋攝下，然后進行測量計算。 3. 針描法 圖4.3 電動輪廓儀針描法又稱感觸法，是一種接觸式測量表面粗糙度的方法，常用的測量儀器是電動輪廓儀（見圖4.3）。測量時，將金剛石針尖2和被測零件1接觸，當針尖以一定的速度沿著被

23、測表面移動時，由于被測表面的微小峰谷，使觸針水平移動的同時還沿輪廓的垂直方向上下運動。觸針的上下運動通過傳感器3轉換為電信號，并經計算加以處理?？蓪x器上的記錄數據進行分析計算，或直接從儀器的指示表5中獲得Ra值。4. 光切法光切法是利用“光切原理”測量表面粗糙度的方法。它一般用于測定和值，參數測量范圍視顯微鏡的型號不同而不同。本節(jié)著重介紹。 11.4.4 儀器說明及測量原理1)雙管光切顯微鏡是利用光切原理測量表面粗糙度的光學儀器。它的外形如圖4.4所示。 圖4.4 雙管顯微鏡2)光切法測量原理：在圖4.5（1）中，、階梯面表示被測表面的不平，其階梯高度為h。 A為一扁平光束，當它從45

24、76;方向投射在階梯表面上時，就被折射成和兩段，經B方向反射后，可在顯微鏡內看到和兩段光帶的放大像和，見圖11.18（2）所示；同樣和之間距離也被放大為和之間的距離，只要用測微目鏡測出值，就可以根據放大關系算出值。根據光學系統(tǒng)原理得出被測表面的不平度高度值： 物鏡放大倍數 為測量和計算方便，測微目鏡中十字線的移動方向和被測量光帶邊緣寬度成45°。見圖4.6所示。圖4.5 光學系統(tǒng)圖圖4.6 目鏡讀數圖11.19 目鏡讀數所以目鏡測微器刻度套筒上的讀數值和實際的關系：11.4.5 測量步驟 1)根據表面粗糙度要求，按下表選擇合適的物鏡，裝在觀察光管的下端。2)接通電源。3)擦凈被測工件

25、，把它放在工作臺2上，并使被測表面的切削痕跡方向和光帶垂直。若測量軸類零件的表面時，應放在V型鐵上。4)粗調節(jié)：在圖4.4中，用手托住橫臂7，松開緊定螺釘9，緩慢旋轉橫臂調節(jié)螺母可換物鏡物鏡組放 視場直徑物鏡工作測量范圍放大倍數大倍數N1（mm）距離（mm）Rz（m）7X3.92.517.810-8014X7.91.36.83.2-1030X17.30.61.61.6-6.360X31.30.30.650.8-3.2 10，使7上下移動，直到能從目鏡中觀察到被測表面輪廓的綠色光帶，然后將螺釘9固緊。（注：調節(jié)時。防止物鏡和工件表面接觸）5)細調節(jié)：緩慢往復轉動微調手輪6，使目鏡中光帶處于最狹窄

26、、輪廓影像最清晰狀態(tài)，并位于視場中央。6)松開螺釘5，轉動4，使目鏡中十字線中的一根線與光帶輪廓中心線大致平行，并將螺釘5擰緊。7)旋轉目鏡測微器的刻度套筒，使目鏡中十字線的一根與光帶輪廓一邊的峰（谷）相切，從測微器中讀出該峰（谷）的數值，在測量長度內分別測出5個峰和5個谷的數值，按下式算出。8)縱向移動工作臺，按步驟6測量，共測出幾個取樣長度上的值，計算其平均值。9)根據計算結果，判定被測表面的粗糙度值。 10)目測工件的粗糙度：根據粗糙度標準樣塊，目測被測工件的表面粗糙度的值。 11)作出實訓報告4。5 角度和圓錐角測量5.1 實訓目的 1)學習游標萬能角尺的使用方法2)掌握用正弦尺測量外

27、圓錐角的原理和方法.5.2 實訓儀器 游標萬能角尺、正弦尺、莫氏3#圓錐塞規(guī)、量塊、千分表及磁性表座5.3 儀器說明和測量原理1. 游標萬能角尺 是一種結構簡單的通用角度量具，其讀數原理類同游標卡尺，結構見圖5.1所示，有主尺1、游標尺2、基尺3、壓板4、直角尺5、直尺6組成。利用基尺、角尺和直尺的不同組合，可以進行0320º角度的測量，見圖5.2所示。圖5.2 萬能角尺測量組合圖5.1 萬能角尺2. 正弦尺 是間接測量角度的常用計量器具之一，它需和量塊、千分表等配合使用。正弦尺的結構如圖5.3所示。它由主體和兩個圓柱等組成，分寬型和窄型兩種。正弦尺測量角度誤差的原理是以直角三角形的

28、正弦函數為基礎，如圖5.43所示。 測量時，先根據被測圓錐的公稱圓錐角，按下式計算出量塊組的高度： L為正弦尺兩圓柱間的中心距(寬型和窄型的L分別為100、200mm)，根據計算出的值組合量塊,墊在正弦尺圓柱的下方,此時正弦尺的工作面與平板的夾角為。然后將被測圓錐放在正弦尺的工作面上，如果被測圓錐角等于公稱圓錐角，則指示表在兩點的示值相同。反之兩點的示值有一差值。當時，若時，（為塞規(guī)實際圓錐角）兩點間距離3#莫氏錐度=2°523211.5.4 測量步驟1. 游標萬能角尺測量角度1)根據被測角度的大小，按圖5.2所示的四種組合方式之一調整好游標萬能角尺。如圖5.2a組合可以測量050&

29、#176;；如圖5.2b組合可以測量50°140°；如圖5.2c組合可以測量140°230°如圖5.2d組合可以測量230°320°。圖5.4 正弦尺測量圓錐角圖5.3 正弦尺外形結構2)松開游標萬能角尺鎖緊裝置，使其兩測量邊與被測零件的角度邊貼緊，目測無可見光隙透過，鎖緊后讀數。3)作出實訓報告5。2. 正弦尺測量圓錐角誤差1)根據被測圓錐塞規(guī)圓錐角，按公式計算墊塊的高度，選擇合適的量塊組合好作為墊塊。2)將組合好的量塊組按圖5.4所示放在正弦尺一端的圓柱下面，然后將被測塞規(guī)穩(wěn)放在正弦尺的工作臺上。3)千分表裝在磁性表座上，測量兩點

30、（其距離盡量遠些，但不小于2mm）。測量時，應找到被測圓錐素線的最高點，記下讀數。注：測量時，可將或讀數調為零，再測或的讀數。4)按上述步驟，將被測量規(guī)轉過一定角度，在點分別測量三次，取平均值，求出兩點的高度差A。然后測量之間的距離。記錄在實訓報告5中。6 螺紋檢測6.1 實訓目的1)了解螺紋綜合檢測的方法2)熟悉測量外螺紋中徑的原理和方法3)掌握用三針法測量螺紋中徑的方法4)掌握用螺紋千分尺測量普通外螺紋中徑的方法6.2 實訓設備螺紋千分尺、螺紋量規(guī)、三針、公法線千分尺、被測工件6.3 測量說明及原理1)螺紋的檢測主要分綜合檢測和單項測量，在批量生產實際中常常用螺紋量規(guī)來綜合檢測普通螺紋的質

31、量。如圖6.1所示，檢測時按泰勒原則用螺紋量規(guī)檢驗。即以牙型完整的通規(guī)模擬被測螺紋輪廓的最大實體邊界來控制包括螺距誤差和牙型半角誤差的螺紋作用中徑，而用牙型不完整的止規(guī)模擬兩點法檢驗實際中徑。測量時，通端量規(guī)能順利地與被測螺紋在被檢全長上旋合，而止端量規(guī)不能完全旋合或不能旋入，則表明被測螺紋是合格的，否則不合格。圖6.1 螺紋綜合檢測2）在附圖三中，梯形螺紋Tr48×12（P6）中徑尺寸用三針結合公法線千分尺測量。如圖6.2所示。 圖6.2 三針法測量螺紋中徑代入得：對于公制螺紋 =60°：對于梯形螺紋 =30°：式中，為三針直徑，是螺紋單一中徑。測量附圖三中的梯

32、形螺紋Tr48×12（P6）時，用時，則3)測量普通精度的外螺紋時，可以用螺紋千分尺檢測,見圖6.3。11.6.4 測量步驟1. 測量梯形螺紋1）按附圖三中梯形螺紋的值選擇合適規(guī)格的公法線千分尺。2）擦凈零件的被測表面和量具的測量面，按圖6.2將三針放入螺旋槽中，用公法線千分尺測量值，記錄讀數。3）重復步驟2），在螺紋的不同截面、不同方向多次測量，逐次記錄數據。4）判斷零件的合格性，作出實訓報告6。2. 測量普通外螺紋中徑 1）按附圖三中的普通螺紋，選擇合適規(guī)格的螺紋千分尺。2）測量時,根據被測螺紋螺距大小按螺紋千分尺附表選擇1、2的測頭型號,依圖6.3所示的方式裝入螺紋千分尺,并讀

33、取零位值。3）測量時，應從不同截面、不同方向多次測量螺紋中徑，其值從螺紋千分尺中讀取后減去零位的代數值，并記錄。圖6.3 螺紋千分尺4）查出被測螺紋中徑的極限值，判斷其中徑的合格性，作出實訓報告6圖11.26 螺紋千分尺。 7 齒輪測量7.1 實訓目的 1)掌握齒輪公法線長度的測量方法，了解公法線長度變動和公法線平均長度偏差的含義； 2)掌握齒圈徑向跳動誤差的測量方法,加深對齒圈徑向跳動誤差的理解；3)掌握齒輪弦齒厚的測量方法，加深對齒輪齒厚偏差的理解；4)學會用相對測量法測量齒輪的齒距累積誤差和齒距偏差；5)學習用雙面嚙合檢查儀測量徑向綜合誤差的方法；6)學會正確調節(jié)基節(jié)儀和基節(jié)偏差的測量。

34、7.2 實訓設備 公法線千分尺、齒圈徑向跳動檢查儀、齒厚卡尺、周節(jié)儀、基節(jié)儀、雙面嚙合儀、萬能測齒儀、游標卡尺、量塊、被測直齒圓柱齒輪、芯軸等7.3 測量原理及儀器說明1. 齒輪公法線長度變動 是指實際公法線長度的最大值與最小值之差，即，它是評定齒輪運動準確性的指標之一。齒輪公法線平均長度偏差是指齒輪在一周范圍內，齒輪公法線實際長度的平均值與公稱值之差，即,它是用來控制齒輪嚙合時的齒側間隙。公法線長度可用公法線千分尺、公法線指示卡規(guī)或萬能測齒儀等計量器具測量，本次實訓采用公法線千分尺測量。公法線千分尺是在普通外徑千分尺測頭上安裝兩個大平面測頭，其讀數方法與普通千分尺相同。如圖7.1所示。圖7.

35、2 齒圈徑向跳動測量圖7.1 公法線長度測量2. 齒圈徑向跳動誤差 是指在齒輪一轉范圍內，測頭在齒槽內或在輪齒上，于齒高中部雙面接觸，測頭相對齒輪軸線的最大變動量，即最大值和最小值之差，見圖7.2所示。它可以用齒圈徑向跳動檢查儀，也可用萬能測齒儀等具有頂針架的儀器測量。圖7.3所示為齒圈徑向跳動檢查儀外形圖。芯軸11裝入被測齒輪后，安裝在左右頂針5之間，兩頂針架在滑板1上。轉動手輪2可使滑板1及其上之承載物一起左右移動。在底座后方螺旋立柱6上有一表架，百分表10裝在表架前彈性夾頭中。撥動抬升器9可使百分表測量頭13放入齒槽或退出齒槽。齒圈徑向跳動檢查儀還附有不同直徑的測量頭，用于測量各種模數的

36、齒輪。附有各種杠桿，用于測量錐齒輪和內齒輪的齒圈跳動。3. 齒厚偏差 是指實際齒厚和公稱齒厚之差。它是控制齒輪副隙側的基本指標之一。圖7.4所示，為測量齒厚的游標卡尺。它由兩套相互垂直的游標卡尺組成，垂直游標尺用于控制被測齒輪的弦齒高，水平游標尺則用于測量實際弦齒厚。測量時，垂直游標以齒頂圓為基準，而分度圓的實際弦齒高：圖7.3 齒圈徑向跳動檢查儀圖7.4 齒厚卡尺測量弦齒厚 標準弦齒高 = 實際齒頂圓直徑齒頂圓公稱直徑4. 齒距累積誤差 是在分度圓上任意兩個同側齒廓之間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值。圖7.5 周節(jié)儀齒距偏差是在分度圓上實際齒距（分度圓上相鄰兩齒同側齒廓的弧長）與公稱齒

37、距（可取齒輪上所有實際齒距的平均值）之差。齒距累積誤差和齒距偏差往往采用相對測量法測量，它是以某一實際齒距為基準，測量同一圓上其余各齒距對基準齒距之差，此差值稱為齒距相對偏差。然后將各個齒距相對偏差取代數和，除以齒輪齒數得平均值，再將各齒距相對偏差減去平均值，得到各齒距偏差。如圖7.5所示，用周節(jié)儀測量齒距，定位頭4、5、8以齒頂圓作為定位基準。測量前，調整好定位頭的相對位置，使測頭2、3在分度圓附近與齒面接觸，。按被測齒輪模數調整固定測頭2的位置，將活動測頭3與指示表7相連，測量齒距時，齒距誤差通過測頭3的杠桿傳給指示表7。萬能測齒儀是應用比較廣泛的齒輪測量儀器，除測量圓柱齒輪的齒距、基節(jié)、

38、齒圈徑向跳動和齒厚外，還可以測量圓錐齒輪和渦輪，其測量基準是齒輪的內孔。 圖7.6 萬能測齒儀外形圖7.7 萬能測齒儀測量原理萬能測齒儀的外形如圖7.6所示。儀器的弧形支架7可繞基座1的垂直軸心線旋轉，將被測齒輪的芯軸安裝在弧形架的頂尖上，支架2可以在水平面內作縱向和橫向移動，支架2上裝有工作臺，工作臺上裝有能作徑向移動的滑板4，借鎖緊裝置3可以將滑板4固定在任意位置上，當松開鎖緊裝置3，在彈簧的作用下，滑板4能勻速地移到測量位置，這樣就能進行逐齒測量。測量裝置5上有指示表6，其分度值為0.001mm。在測量時，其測量力是由安裝在齒輪芯軸上的重錘來保證。如圖7.7所示。5. 徑向綜合誤差 是指

39、被測齒輪和理想精確齒輪（標準齒輪）雙面嚙合時，在被測齒輪一轉內，雙面嚙合中心距的最大值和最小值之差。一齒徑向綜合誤差是指被測齒輪與標準齒輪雙向嚙合時，被測齒輪一齒距角內，雙嚙中心距的最大變動量。圖7.8為雙面嚙合檢查儀的外形圖，它能測量圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸輪副。儀器的底座1上安放著浮動滑板2和固定滑板3。浮動滑板2受壓縮彈簧的作用，使兩齒輪緊密嚙合，其位置由凸輪10控制，固定滑板3與標尺4連接，可用手輪6調整位置。儀器的讀數與記錄裝置由指示表11、記錄器12、記錄筆13、記錄滾輪14和摩擦盤15組成。測量時，徑向誤差直接由指示表11讀出。被測齒輪安裝在浮動滑板2的芯軸9上，標準（理想精確）齒

40、輪安裝在固定滑板3的芯軸8上。由于被測齒輪存在各種誤差（如基節(jié)偏差、周節(jié)偏差、齒圈徑向跳動誤差和齒形誤差等），當兩個齒輪嚙合轉動時，這些誤差通過浮動滑板上的一套裝置反映在指示表上。6. 基節(jié)偏差 是實際基節(jié)與公稱基節(jié)之差。測量基節(jié)偏差的原理如圖7.9a所示,測頭1和2的工作面均面向被測齒廓,與相鄰兩齒面接觸時兩測頭之間的距離為實際基節(jié),公稱基節(jié)由標準量塊來校準。指示表4上的讀數和公稱基節(jié)讀數的差值為基節(jié)偏差。圖7.8 雙面嚙合檢查儀如圖7.9b所示為公稱基節(jié)調零用量塊夾。7.9a圖中，測頭1和定位頭3在一個部件上，其跨度用螺桿8調節(jié)。旋轉螺桿7可使此部件沿儀器本體5平移，測頭2的擺動通過杠桿傳

41、給指示表4。測頭1和2得間距利用量塊夾中量塊組10校準以達到公稱基節(jié)值。11.7.4 測量步驟1. 齒輪公法線長度測量1） 根據被測齒輪參數，計算（或查表）公法線公稱值和跨齒數。 2）校對公法線千分尺零位值。3）根據圖7.4所示的形式，依次測量齒輪公法線長度值（測量全齒圈），記下讀數。4）求出公法線長度的平均值及平均值與公稱值之差即公法線平均長度偏差。5）根據被測齒輪的圖紙要求，查出公法線長度變動公差，齒圈徑向跳動公差，齒厚上偏差和下偏差值。按實訓報告書7中公式計算公法線平均長度的上、下偏差。6）將記錄的公法線長度最大值與最小值之差，即為公法線長度的變動值。7）判斷零件的合格性，作出實訓報告7

42、。2. 齒圈徑向跳動誤差測量（見圖7.3所示）1）根據被測齒輪的模數選取合適的測量頭13，并將測量頭13裝在百分表測桿的下端。2）將被測齒輪11套在芯軸上（零間隙），并裝在齒圈跳動檢查儀兩頂針5之間，松緊合適（無軸向竄動，又能轉動自如），鎖緊螺釘4。圖7.9 基節(jié)儀3）轉動手輪2，移動滑板1，使被測齒輪齒寬中間處于百分表測量頭的位置，鎖緊螺釘3。壓下抬升器9，然后轉動調節(jié)螺母7，調節(jié)表架高度，但勿讓表架轉位，放下抬升器9，使測量頭與齒槽雙面接觸，并壓表0.20.3mm,然后將表調至零位。4）壓下抬升器9，使百分表測量頭離開齒槽，然后將被測齒輪轉過一齒，放下抬升器9，讀出百分表的數值并記錄。5）

43、重復步驟4，逐齒測量并記錄。6）將數據中的最大值減去最小值即為齒圈徑向跳動誤差。7）作出實訓報告8。3. 齒輪弦齒厚的測量1）用外徑千分尺或游標卡尺測量齒頂圓直徑，并記錄。2）計算分度圓實際弦齒高。 標準弦齒高，可以查機械設計手冊或按下式計算： = 標準齒頂高 3）按值調整齒厚卡尺的垂直游標。4）按圖7.7的形式，將齒厚卡尺置于被測齒輪上，使垂直游標尺的定位尺和齒頂接觸，如圖7.6所示。然后移動水平游標尺的卡腳，使卡腳緊靠齒廓（注：游標卡尺測量腳及定位塊與齒廓及齒頂的接觸良好，即三個面需同時接觸），從水平游標尺上讀出實際弦齒厚。5）沿齒輪外圓，重復步驟4，均勻測量68點，記錄數據。6）作出實訓

44、報告9。4. 齒距累積誤差和齒距偏差 1）周節(jié)儀測量齒距 如圖7.8所示，按被測齒輪的模數調節(jié)周節(jié)儀的測頭3，使其上刻線與被測齒輪的模數值對齊，擰緊螺釘5。 調整定位頭4、5、8與被測齒輪的齒頂接觸，并使兩測頭2、3與兩相鄰同側齒廓接觸，且處于齒高中部的同一圓周上（兩個觸點到齒頂距離基本相等），擰緊螺釘1、6。調節(jié)指示表7的位置，使指針預轉半圈，擰緊指示表7的緊定螺釘。 一手拿著周節(jié)儀，另一手拿住齒輪，相互推緊，保持定位頭1和測頭3、4與齒輪同時接觸，再相互拉開少許又重新接觸，如此重復多次，如指示表示值基本一致，說明測量穩(wěn)定?？梢蚤_始讀數，此時，將指示表指針調到零。 逐齒測量各個齒距，記錄讀數

45、。2）萬能測齒儀測量齒距 如圖11.35所示，將被測齒輪套在芯軸上（無間隙），并一起安裝在儀器上的上、下頂針間。調整儀器的工作臺和測量裝置，使兩測頭位于齒高中部的同一圓周上，與兩相鄰同側齒面接觸。在齒輪芯軸上掛一重錘，使產生測力，讓齒面緊靠測頭。調整指示表6，使指針在刻度尺中部。測第一齒距時，將指針微調至零。 一手扶助齒輪，另一手拉滑板，退出測頭，脫離齒面，再慢放滑板，推進測頭，接觸齒面，避免撞擊后放開雙手，讀取指示表上的示值。如此重復多次，示值基本一致，說明測量穩(wěn)定，方可開始記數。 重復步驟2，逐齒測量，記錄讀數。3）數據處理為計算方便，將測得數據列成表格形式，見下表。（以12個齒的齒輪為例

46、），齒距相對偏差記入表中第二列，根據逐齒累積，記入第三列，成為相對齒距累積誤差。按下式計算K（第一齒距對公稱齒距的偏差）： 各齒距相對偏差K為各齒距偏差，記入第四列。其中最大的絕對值即為被測齒輪的齒距偏差，根據各齒距偏差逐齒累積，求得各齒的齒距累積偏差，記在表中第五列，該列中最大值和最小值之差為被測齒輪的齒距累積誤差。一二三四五齒序齒距相對偏差相對齒距累積誤差齒距偏差齒距累積偏差n 100-0.5-0.52-1-1-1.5-2.03-2-3-2.5-4.54-1-4-1.5-6.05-2-6-2.5-8.56+3-3+2.5-6.07+2-1+1.5-4.58+3+2+2.5-2.09+2+4+1.5-0.510+4+8+3.5+3.011-1+7-1.5+1.512-1+6-1.50 4）作出實訓報告10。5. 徑向綜合誤差測量（見圖7.8