互换性与测量技术实验指导书(16K)

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1、学生实验守则 一、 学生必须按时到达实验室做实验，不得无故迟到、旷课。二、 学生做实验时，应事先与有关实验人员联系，在规定的时间内进行实验。三、 实验课前，学生必须预习有关实验内容，了解本次实验的目的、要求、仪器设备、实验原理、实验步骤等。四、 学生进入实验室后，要遵守实验室的各项规章制度，爱护公共财物，注意人身安全，不得喧闹谈笑，不做与实验无关的事。五、 开始实验前，先对照实物了解仪器设备的使用方法，认真做好实验前的准备工作。启动设备之前，须经指导教师检查认可。六、 实验过程中，要遵守仪器设备的操作规程，正确操作，仔细观察实验现象，真实、完整的记录实验数据和结果。七、 仪器设备发生故障时，应

2、及时关机，切断电源、水源、气源，并报告指导教师。若有损坏，按学校有关规定进行处理。八、 应将实验数据或结果送交指导教师审阅、签字，经许可后，将仪器设备恢复原状，并做好实验现场的环境卫生。目 录实验一、表面粗糙度的测量实验二、产品质量检验与分析用立式光学计测量外径实验三、直线度误差的测量实验四、圆柱齿轮的测量41 齿轮周节偏差和周节积累误差得测量42 齿圈径向跳动的测量43 齿轮公法线长度变动量和公法线平均长度的测量44 基节偏差的测量45 分度园齿厚偏差的测量互换性与测量技术实验指导书实验一 表面粗糙度的测量一、 实验目的1、 了解用光切显微镜和手持式粗糙度仪测量表面粗糙度的原理和方法。2、

3、加深对表面粗糙度和微观不平度十点高度RZ的理解。3、 熟悉表面粗糙度RZ、Ra、y、Rq等参数并加强理解。二、 实验要求用光切显微镜和手持式粗糙度仪测量表面粗糙度RZ的值。用手持式粗糙度仪测量表面粗糙度RZ、Ra、y、Rq等参数的值。三、 光切显微镜测量原理和仪器说明微观不平度十点高RZ是指在取样长度内，5个最大的轮廓峰高平均值与5个最大的轮廓谷深平均值之和。图11 RZ = 式中：ypi第i个最大的轮廓峰高 yvi第i个最大的轮廓谷深 图11光切显微镜主要用于测量表面粗糙度参数RZ，也可测量Ry。测量范围为RZ800.8um。光切显微镜的外形如图12 紧固螺钉 横臂微调手轮升降螺母立柱底座工

4、作台物镜燕尾导板手柄壳体测微鼓轮目镜底座上装有立柱，显微镜主体通过横臂2与立柱联接。转动升降螺母4可使横臂连同显微镜主体沿立柱上下移动，进行粗调焦，用紧定螺钉1将横臂固定在立柱上，手轮3可对显微镜进行微调焦。 图12 9J型光切显微镜外形图光切显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图13所示，被测表面为P1P2阶梯表面，当一束平行光以45方向投射至阶梯表面上时，就被折射成S1和S2两段，从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S1和S2两段光带的放大像S和S。同样S1和S2之间的距离h也被放大为S和S之间的距离h。通过测量与计算，可求得被测表面的阶梯高度h。图14为光切显微镜的光学系统图。由

5、光源发出的光经聚光镜，狭缝，物镜以45o方向投射到被测工件表面上。调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内，经物镜成像于目镜分划板G上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带入图15。光带边缘即工件表面上被照亮了的h1的放大轮廓像h，测量出h并通过计算即可求的被测表面的不平高度h。h = h1cos45o =cos45o式中：N为物镜放大倍数为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（如图16）和被测量光带边缘h成45o斜角（图15所示），故目镜测微器刻度套筒上的读数值与不平度关系为=所以 图16四、 光切显微镜使用测量步骤 根据被测工件表面粗糙度的要求，按表一选择合适的物镜组，安装在燕尾

6、导板9上。 接通电源。 擦净被测工件。把它安放在工作台上，并使被测表面的加工纹理方向与光带垂直。 调整升降螺母4进行粗调焦，再用微调手轮3进行微调，使视场中央出现最清晰的狭缝像和表面轮廓像。 松开目镜筒的螺钉转动测微目镜，使目镜中十字线的水平线与与狭缝像平行后，将螺钉紧固。 旋转目镜测微器的测度套筒，使目镜十字线与光带轮廓某以便的峰或谷相切如图15所示。并从测微器读出被测表面的峰或谷的数值，依此类推。在取样长度范围内分别测出5个最大的峰的轮廓高和5个最大轮廓谷深的数值，然后计算出RZ的数值。 纵向移动工作台，在评定长度范围内，测出三个取样长度的RZ值，取它们的平均值作为被测表面的不平度平均高度

7、，按下式计算。 RZ（平均）= 根据计算结果，判断被测表面粗糙度的实用性。表一物镜放大倍数N总放大倍数视场直径（mm）物镜工作距离（mm）测量范围RZ（um）7X60X2.517.8108014X120X1.36.83.21030X260X0.61.61.66.360X520X0.30.650.83.2 将该工件表面用相应加工方法的表面粗糙度样板做目测评定RZ值。五、 目镜测微器分度值C的确定 将玻璃标准刻度尺置于工作台上，调节显微镜焦距并移动标准刻度尺，使在目镜视场内能看到清晰的刻度尺刻线如图17。 参看图12松开螺钉转动目镜测微器，使十字线交点运动方向与刻度尺平行然后紧固螺钉。 按表二选定

8、标准刻度线格数Z，将十字线交点移至与某条刻度线重合（如图17的实线位置），读出第一读数n1，然后，将十字线移动Z格（如图17虚线位置），读出第二读数n2，两次的读数差为：A=n1 n2 计算测微器刻度套筒上一个刻度间距所代表的实际被侧值(即分度值C)。 C=式中T标准刻度尺的刻度间距（10um）把从目镜测微器测得的十点读数平均值乘上C值即求得RZ值RZ=Ch表二物镜标准倍数N7X14X30X60X标准刻度尺刻线数Z100503020六、 手持式粗糙度仪的测量原理和仪器说明手持式粗糙度仪是采用最新的微电子高科技产品。它适用于生产现场，可测量多种机加工零件的表面粗糙度，根据选定的测量条件计算相应的

9、参数，在液晶显示器上清晰地显示出全部测量参数和轮廓图形。该仪器在测量工件表面时，将传感器放在工件被测表面上，由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测量表面做等速滑行，传感器通过内置的锐利触针感受被测量表面的粗糙度，此时工件被测量表面的粗糙度引起触针产生位移，该位移使传感器电感线圈的电感量产生变化，从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面粗糙度成正比例的模拟信号，该信号经过放大及电平转换之后进入数据采集系统，DSP芯片将采集的数据进行数字滤波和参数计算，测量结果在液晶显示器上读出，也可在打印机上输出，还可以与PC机进行通讯。仪器结构如图18所示。图18 TR200粗糙度仪结构外形七、 手持式粗糙度仪的

10、测量操作1、 开机检查电池电压是否正常。2、 清理干净被测工件表面。 图19前视图 图110测视3、 调整传感器与被测工件成水平（见图19、图110），并保证触针与工件表面垂直。 图111 测量方向4、 测量方向与工件表面加工纹理方向垂直（见图111）。5、 开机测试。按电源键后，再按启动键开始测量，主机开始检测运算，并显示测量结果。6、 分别测量Ra、z、y，并记录测量结果。7、 将光切显微镜测量计算出的Rz值与粗糙度仪测量的z进行验证。八、 思考题：1 在光切法显微镜上测量粗糙度时，光带与加工表面纹理应保持什么关系？为什么？2 如何提高测量时压线的准确度？3 为什么在目镜中调节光带影象时，

11、光带影像的两条轮廓边不可能都是清晰的？实验二 产品质量检验与分析用立式光学计测量外径一、 实验目的1 了解立式光学计的测量原理及测量外径的方法。2 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。3 量规公差带分布及量规检验。二、 实验要求1 用立式光学计测量塞规。2 按GB198981光滑极限量规确定被测塞规的尺寸公差带和形状公差值对被测量的塞规作出适用性结论。三、 测量原理及计量器具说明：立式光学计主要用途是利用量块作为长度基准，用比较测量法来测量 各种工件的外形尺寸。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如（图21b）所示。照明光线经过反射镜6进入棱镜7使分划板的刻度尺得到照明，光

12、线透过刻度尺继续前进，经过棱镜3的反射，折向物镜2，由于刻度尺9时放置在物镜的焦平面上，所以刻度尺上发出的光线经过物镜2 图21后成为一平行光束，若反光镜1与物镜2之间互相平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺9（标尺）和刻度尺像（指示线旁的虚线）对称，若被测尺寸变动使测杆11推动反光镜1绕支点转某一角度（图21a），则反射光线相对入射光线偏转2角度，从而使刻度尺像产生位移t（图22），他代表被测尺寸的变动量。物镜至刻度尺9件的距离为物镜焦距f，设a为测杆中心至反射镜支点间的距离，S为测杆11移动的距离，则仪器的放大比K为：K=当很小时，tg22，tg因此K=光学计的放大倍数为12。f=200m

13、m，a=5mm故仪器放大倍数n为：图23 立式光学计n=12K=12 由此说明：当测杆移动0.001mm时在目镜中可见到0.96mm的位移量。仪器结构如图23。1.底座2.平面调整螺丝3.横臂升降螺圈4.横臂固定螺旋5.横臂6.微调手轮7.立柱8.投影灯固定螺旋9.投影灯插孔10.进光反射镜11.连接座12.目镜座13.目镜14.零位调节手轮15.微调凸轮托圈固定螺旋16.光管固定螺旋17.光学计管18.提升器调节螺丝19.提升器20.测帽21.调节式工作台22.螺孔等组成四、 测量步骤1、 按量规公差表格查出并计算量规的上下偏差和磨损偏差，按被测塞规的基本尺寸选择并组合量块。2、 测头的选择

14、：测头有球形，平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。所以，测量平面或圆柱面工件时，选用球形测头；测量球形面工件时选用平面测头；测量小于10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头。3、 调整仪器零位 将量块组下测量面置于仪器工作台21的中央，并使测头对准上测量面中央。 粗调节：松开横臂固定螺丝4，转动横臂升降螺圈3，使横臂5缓慢下降之道测头与量块上测量面轻微接触，（注意：当测头与量块表面接触时应特别小心，不允许有冲击。） 细调节：松开光管固定螺丝16，转动调节凸轮6，直至在目镜中观察到刻度尺像与指示线接近，使刻度尺的零线与指示线重合，锁紧固定螺丝16，

15、然后抬动提升杠杆数次，使零位稳定。若零位变动可转动零位调节手轮14使领先最后对准。 抬起测头，取下量块。4、 测量塞规，按实验规定的部位进行测量，I、截面与量规端面间至少相距1mm，II截面在I、之间。5、 判断塞规的适用性，并评定通规的素线直线度和素线平行度误差。思考题：1、 在立式光学计上，如何才能测到塞规的直径？2、 在立式光学计上能否作绝对测量？3、 通过测量的数据，如何评定塞规形状或位置误差？4、 对新制造的通规和使用中的通规在判断尺寸合格性时有何区别？实验三 直线度误差的测量一、 实验目的：1 掌握直线度的测量、数据处理和评定方法。2 熟悉水平仪的使用操作方法。3 了解TT260测

16、厚仪测量原理及操作方法。4 掌握XLE1大平台检测显微镜的使用方法。二、 实验要求用水平仪和桥板测量平面的直线度误差。三、 仪器说明水平仪的主要工作部分是水准器，它是一个封闭的玻璃管，内装乙醚和酒精混合液并留有一定长度的气泡，在地心引力作用下，管内液面总是保持水平，即气泡总是在圆弧玻璃管最上方，在玻璃管外表面上有刻度。若水准器倾斜一个角度，则气泡将移到倾斜后的最高点，气泡移过的刻度格数与倾斜角成正比。（见图31）常用框式水平仪外形尺寸为：200mm，分度值为：0.02mm/m，表示在一米长度上高度变化0.02mm，水准器气泡移动一个刻度格。由于水准器内封入液对温度十分敏感，故在使用时不可用手指

17、接触水准器。四、 测量原理用框式水平仪测量直线度误差的原理见图32。 图31水平仪固定在桥板上，桥板下两支点间的跨距L可以调节，调节范围为50250mm，跨距大小按被测要素长度决定，一般取被测要素长度的。将调节好跨距的桥板连同固定在其上的水平仪放于被测要素01点上，见图32，在水平仪气泡中移动格数反映了被测要素上与桥板接触的两点（0，1）对大地水平线的高度差。如气泡向右移动静止后读得气泡位置X1（格数），即表示1点比0点高，其相对高度差为： h1h0=X10.02mm/mLL支点间跨距。 单位：m记下该读数X1，再将桥板右移一个间距，使两支点分别位于1点和2点，同样可以测得X2，即h2h1。顺

18、序移动桥板的位置，即可测的被测线上各相邻两点相对大于大地水平线的高度差。五、 测量方法1、 按被测要素长度确定并调节好桥板的跨距L，在被测要素按跨距L标出各测点的位置。0，1，2，n1，n。2、 将水平仪固定于桥板上，调整被测要素处于接近水平的位置，使得桥板在被测要素各部位时水平仪的气泡在刻度范围内。3、 江桥板两支点依次放在01，12，n1n位置上，记录气泡位置读数X1，X2，Xn.。 注意：每次移动应保持支点位置与上一位置首尾重合（衔接）。读取气泡位置时应估读到格。4、 为了检查测量中是否存在粗大误差，可再按原测量线依次退回进行反向测量一次，直到返回初始位置01，记下各点读数Xn1，X1。

19、取顺测和反侧读数的平均值作为测量结果。如在同一位置上顺测和反测读数相差较大时，说明在测量过程中可能存在粗大误差（位置变化、读数或记录有误等），应检查重测。5、 数据处理按各点测量结果（格数）计算每相邻两点的相对高度差（hihi1）。以相对高度差为纵坐标，被测要素长度为横坐标，在方格纸上画各测点的位置并连成折线，该折线反映了被测线的形状（被测实际要素）。对被测实际要素作最小包容区域，评定其直线度误差。六、 TT260覆层测厚仪测量原理和仪器说明：TT260覆层测厚仪采用了磁性和涡流两种测厚方法，可无损地测量磁性金属基体（如钢、铁、合金和硬磁性钢等）上非磁性覆盖层的厚度（如铝、铬、铜、橡胶、油漆等

20、）及非磁性金属基体（如铜、铝、锌、锡等）上非导电覆盖层的厚度（如橡胶、油漆、塑料等）。(1) 磁性法（F型侧头）当测头与覆盖层接触时，测头和磁性金属基体构成一闭合磁路，由于非磁性覆盖层的存在，使磁路产生磁阻变化，通过测量其变化可导出覆盖层的厚度。原理如图33。(2) 涡流法（N型侧头） 利用高频交变电流在线圈中产生一个电磁场，当测头与覆盖层接触时，金属基体上产生电涡流，并对测头中的线圈产生反馈作用，通过测量反馈作用的大小可导出覆盖层的厚度。原理如图34。 图33 磁性法基本工作原理 图34 涡流法基本工作原理 TT260覆层测厚仪结构如图35所示。 图35 TT260覆层测厚仪外形1. TT2

21、60主机 2.微型打印机 3.显示屏 4.键盘 5.测头插座 6.充电插座7.通讯接口 8.打印纸仓 9. 打印机开关 10.电源开关 11.测头七、 TT260测厚仪测量步骤（1）准备好待测试件。（2）将测头插入主机的测头插座中，旋紧锁母。（3）将测头置于开放空间，按下“ON/OFF”键，开机。（4）检查电池电压。（5）零点校准：在基体上进行一次测量，屏幕上显示。按ZERO键，屏显。校准已完成，可以开始测量了。重复上述步骤可获得更为精确的零点，高测量精度。零点校准完成后就可进行测量。（6）测量：迅速将测头与测试面垂直地接触并轻压测头定位套，随着一声鸣响，屏幕显示测量值，提起测头可进行下次测量

22、。说明：1、如果在测量种测头放置不稳，显示一个明显的可疑值，按CLEAR键可删除该值。 2、重复测量三次或更多次后，按STATS键，将依次显示五个统计量，即：平均值（MEAN）、标准值(S.DEV)、测量次数(NO.)、最大测量值(MAX)、最小测量值(MIN)。八、 XLE1大平台检测显微镜说明 XLE1大平台检测显微镜是专门为IT行业大面积集成电路，晶片的质量检测而设计开发制造的。可与数码摄像头（或数码相机）、计算机连接直接观察被检测物，并打印报告。同时可进行微小产品的测量。 XLE1大平台检测显微镜的的结构如图36所示。1目镜 2灯室3重直照明器4孔径光栏控制手柄5视场光栏控制手柄6载物

23、台 7电器开关8底座 9离合器 10小手炳 11X方向移动手轮 12Y方向移动手轮13支紧螺钉 14载物台快移手把 15物镜 16物镜转换器 图36 XLE1大平台检测显微镜外形结构17微动手轮 18粗动手轮 19拉杆 20目镜筒九、 XLE1大平台检测显微镜操作1、 将载物台插入固定座内，并将支紧螺钉固定拧紧。再将物镜和目镜旋入和插入物镜转换器和目镜同内。2、 为保证视场内照明光线均匀明亮，使用前必须作光源调整。将照明器中的孔径光栏开大，用低倍物镜4X或10X目镜对样品观察，调整灯室后盖板螺钉和调节手柄，使灯丝像上下、左右移动，直至视场中心。在前后移动灯室轴向位置。使灯丝像扩散，视场内呈现均

24、匀明亮照明。光源调整好后，必须拧紧所有可调的支紧螺钉。3、 调节孔径光栏和视场光栏。首先调节孔径光栏口径大小，以改变入射光束的粗细而得到良好衬度的图像。在调节视场光栏以减少镜同内的杂散光干扰，提高图像衬度。4、 将被测工件放置在载物台上，操作载物台中的离合器装置，可作手推式快速移动或旋转手轮作慢速移动。将被测物移至目镜的视场中心即可进行测量。十、 思考题1、 在测量前被测要素是否必须调成水平？在坐标图上折线首尾两点连线与横坐标不平行说明什么？怎样可使首尾两点连线与横坐标平行？2、 在实际工作中为了简化，将折线两点连线作为评定基准，这是否符合最小条件？这样得出的直线度误差是否可用于判断直线度的合

25、格性？3、 在测量过程中有哪些因素会影响测量结果的准确性？4、 自行设计测量数据纪录格式及实验报告。包括：测量原理图、测量数据纪录表、被测实际要素作图、按最小包容区域和按首尾两点连线评定直线度误差、思考题回答等。实验四 圆柱齿轮的测量一、 实验目的1、 了解齿轮各项误差的含义、评定及其对齿轮传动性能的影响。2、 了解各种齿轮测量仪器的工作原理及其使用方法。3、 熟悉齿轮精度标准。二、 实验要求（选做三项）1、 齿轮齿距偏差fpt和齿距累积误差fp的测量。2、 齿圈径向跳动的Fr测量。3、 齿轮公法线长度变动量Fw和公法线平均长度偏差Ewm的测量。4、 基节偏差fpbES的测量。5、 分度圆齿厚

26、偏差的测量。三、 齿轮齿距偏差fpt 和齿距累积误差fp的测量齿距偏差fpt是指分度圆上实际齿距与公称齿距之差。用相对量法测量时，以被测齿轮所有实际齿距的平均值作为公称齿距。齿距累积误差fp是指任意两同测齿廓在分度园上的实际弧长与公称弧长的最大差值（取绝对值）。测量齿距误差的方法有绝对量法和相对量法。对中等模数的齿轮多采用相对量法。相对量法是在被测齿轮分度园附近的圆周上，任意取两相邻之间的实际齿距作为基准，在依次量出其余各齿距相对此基准齿距的偏差（齿距相对偏差），通过数据处理得到fpt和fp。用于相对测量的常用仪器有齿距仪和万能测齿仪。本实验采用万能测齿仪。在万能测齿仪上测量周节的工作原理见图

27、41。被测齿轮装于心轴上，安放在仪器上下顶针之间（图中未画出顶针），在仪器的测量托架上装有与指示表4相连的活动量头1合固定量头2，被测齿轮在重锤和牵引线作用下，使齿面与测量头接触进行测量。测量前先选定任一齿距作基准，调节测量托架和固定量头2的位置，使活动量头1和固定量头2沿齿轮径向大致位于分度圆附近，将指示表4调零。测完一齿厚，将测量托架沿径向退出，使齿轮转过一齿后再进入齿间，直到测完一周回复到基准齿距，此时指示表的指针仍应在零位。注意：由于重锤的作用，当每次将测量托架退出时，药用首府主持轮，以免损坏测量头。测量数据的处理。测量数据处理有计算法和作图法两种。现以测量模数为3mm，齿数为12的齿

28、轮为例说明如下：1、 计算法计算法一般均采用列表计算。首先将实测的一系列齿距相对偏差fpt相对值列于表第一行（见表1），然后进行计算。表1步齿 骤 序 n一二三四测得齿距相对偏差fpt相对齿距相对偏差累积fpt相对齿距偏差fpt相对Kp齿距累积误差fp100+4+42+5+5+9+133+5+10+9+224+10+20+14+36520016+20610106+207203016+148184814169105862210106862811+1553+19912+548+90 将第一行的fpt相对累积相加，求得各齿的齿距相对偏差累积值，列于表第二行。 计算机准齿距的偏差值Kp。作为基准的齿距

29、是任意选取的，不可能没有误差。若它与公称齿距的偏差为Kp，则每测一齿均引入一个差值Kp，到最后一齿时，其总差值为： fpt相对=ZKp所以 Kp = = = 4um 计算各齿的齿距偏差。各齿的齿距相对偏差减Kp 值，变得到各齿的齿距偏差，列于表第三行，其中绝对值最大者为该齿轮的齿距偏差fpt，本例为fpt = +19um。 计算齿轮的齿距累积误差。将第三行的齿距偏差累计相加，即求得各齿的绝对齿距累积误差，列于第四行。在第四行数据中最大值减最小值便是被测齿轮的齿距累积误差Fp，本例为Fp = | +36 | | 28 | = 64um，发生在第4齿和第10齿之间。2、 作图法作图法是直接利用测得

30、的一系列fpt相对画出曲线，如图42所示。以纵坐标表示齿距相对偏差累积值，横坐标表示齿序n。第一齿的fpt相对为零，故纵坐标为0；第二齿的纵坐标为第一齿的纵坐标加上本齿序的fpt相对值，第三齿的纵坐标为第二齿的纵坐标加上本齿序的fpt相对值，按同样方法画出各齿的纵坐标并连成折线。再将 图42 坐标原点与最末一点连成直线，该直线即为计算齿距累积误差的基准线，过折线上的最高点和最低点作两平行于首尾两点连线的直线，该两平行线沿纵坐标方向的距离即为齿轮齿距累积误差Fp。3、 实验步骤 擦净被测齿轮，并装于顶尖之上。 调整测量托架，使两测头进入齿间，与相邻的同侧齿面大约在分度圆上接触。 在齿轮心轴上加挂

31、重锤，使齿轮紧靠在定位测变。 以任一齿距作为基节，调整指示表指针为零。 退出测量托架，使齿轮转过一齿，两测头重新与下一对齿面接触，依次逐齿測量一周，从指示表读出被测齿距的相对偏差值。 用计算法和作图法处理数据，查阅齿轮公差表格，并判断fpt和Fp是否合格。4、 思考题 测量fpt和Fp有何意义？它们对齿轮传动有何影响？ “Kp”值说明什么？在作图法中如何求得Kp值？四、 齿圈径向跳动的Fr测量 齿圈径向跳动的Fr是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内或轮齿上，鱼池高中步双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。这种误差将使齿轮传动一周范围内传动比发生变化。为了测量齿圈径向跳动应建立测量安装基准，用

32、它来体现齿轮旋转中心，其次应有合适的测量头，能在齿高中部和齿面作双面接触，还应有读数装置能反映测头相对齿轮旋转中心的位置（半径）变化量。图43本实验采用齿圈径向跳动仪来测量Fr。图44仪器备有不同大小的锥形测头用于测量不同模数的齿轮，利用仪器上旋转回转盘和附件，不但可测外齿轮，还可测内齿轮、锥齿轮的齿圈径向跳动和各种圆跳动。测量步骤： 被测齿轮的模数，选择合适的测头，擦净并装于指示表量杆的下端。 把擦净的齿轮通过心轴装在仪器的两顶尖之间，应能自由旋转，不允许有轴向窜动。 旋转手轮5调整顶针座板2位置，使指示表测头位于齿宽中部。1底座 2顶针座板 3千分表架 4提升手柄 5、6旋转手轮7升降调节

33、螺母 8紧固螺钉 通过升降调节螺母7和提升手柄4，调整指示表，使测头与齿槽两齿面接触，并将指示表指针压缩一圈左右。 抬动提升把手若干次，观察指示表指针值是否有变动。 按顺序测量各齿槽，记录指示表读数。 处理测量数据并判断合格性。合格条件FrFr。思考题： 产生齿轮齿圈径向跳动的主要原因是什么？它对齿轮传动有何影响？ 如改用球形测头如图43（C），为了使测头与齿槽在分度圆上与齿面双面接触，测头直径与被测齿模数应保持何种关系？ 在车间中如无齿圈径向跳动测量仪时，如何测量Fr？五、 变动量Fw和公法线平均长度偏差Ewm的测量。齿轮公法线长度是指与两异名齿廓相切的两平行平面间的距离。公法线长度可用公法

34、线千分尺测量。公法线千分尺实际上是具有两个平行圆盘测头的千分尺。其外形见图45。公法线长度变动量是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值Wmax和最小值Wmin之差。公法线平均长度偏差Ewm是指在齿轮一周内，公法线实际长度的平均值与公称值之差。测量步骤： 计算被测直齿圆柱齿轮公法线长度W，当齿形角= 20时： W = m1.476(2K 1)+0.014Z+2xmsin20式中：x变位系数 K两平行测面之间的跨齿数，为使两平行测面接触在高齿中部，K可按下式确定：K = + 0.5 （计算的结果应按四舍五入取整数。） 用仪器所附校对棒对公法线千分尺的零位。 沿齿圈均布的六个方位上测量齿轮公法

35、线的实际长度，读数并记录。 在测的6个读数中，最大值和最小直之差即为公法线长度变动量Fw，该6个读数的平均值减公法线的公称长度即得公法线平均长度偏差。 合格条件： Fw Fw Ewmi Ewm Ewms思考题： Fw和Ew对齿轮传动各有什么影响？ 为使么不能单独用Fw一个参数来评定齿轮传递运动准确性？六、基节偏差fpb的测量1 仪器工作原理基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的交线之间的法向距离。因此测量基节的仪器应是其测头与相邻同侧齿面接触点的连线为齿面的法线。本仪器是利用一个与齿廓相切的测量面以及一沿齿面摆动的测量触头，量得两者之最小距离从而反映出基节偏差值。测量原理见图46（a），仪器

36、结构见46（b）( a ) ( b )图4 61平面固定量爪，用以定位； 2圆弧形活动量爪，用以测量；3辅助支承，用以保证固定量爪的定位作用； 4辅助支承爪调节螺钉；5指示表； 6固定量爪调节螺钉； 7固定量爪锁紧螺钉。2 仪器的调整齿轮基节偏差是齿轮实际基节与公称基节之差，因此在测量前需对基节仪作零位调整（零位对应于公称基节）。 按被测齿轮模数m和齿形角a计算其公称基节。 对直齿轮： 公称基节Pb=mCOSa。当a = 20时：P = 2.952m 组合一组量块，使量块组中心长度等于公称基节Pb。 将量块组放于基节调零附件中图47（a），图中2为量块组。 将基节仪放于调零附件之上，调节固定量

37、爪和活动量爪之间的距离，使之等于公称基节，此时指示表指针应在示值范围内出现。 仔细调整指示表上微动旋钮，使指示表指针对准零位。3 基节偏差的测量将基节仪的辅助支承爪3固定量爪1跨在被测齿上见图46（b），通过调节螺钉4调整辅助支撑爪与固定量爪间的距离，以保证固定量爪在靠近齿顶部位与齿面相切，活动量爪在靠近齿根部位于相邻同侧齿面接触。测量中应使基节仪绕齿面轻微摆动，找出指针的转折点，此点读数即为基节偏差值。在同一齿轮左右齿面上各均布测3个基节偏差，测得读数中绝对值最大者即为被测齿轮的基节偏差fpb。为防止基节仪使用不当零位发生变化，应随时注意校对零位。思考题： 基节偏差对直齿轮传动性能有何影响？

38、七、齿轮分度圆齿厚偏差ES测量齿厚偏差ES是指在分度圆柱上法相齿厚实际值与公称值之差。齿厚偏差常用齿轮游标卡尺测量。齿轮游标卡尺见图48，它有两个互相垂直的游标尺，测量前应先将垂直游标尺调整到被测齿轮的分度圆弦齿高值（h）处，其目的是使水平游标卡尺的两个量脚与齿面在分度园弦齿厚处接触，由水平游标尺测出分度园弦齿厚的实际值。用齿轮游标齿测齿厚，是以齿顶园为基准。直齿轮分度园处的弦高h和弦齿厚S得公图48 用齿厚游标卡尺测量齿厚的示意图称值为：式中：X变位系数齿形角注意：当=20代入，计算得单位为弧度。由于采用齿顶园定位，则齿顶园尺寸偏差将影响测量结果，因此在调整垂直游标尺时，其实际调整值应为h：

39、 h分度园弦齿高公称值De齿顶园直径实际偏差值。测量步骤： 测量齿顶园实际直径。 计算分度园处弦齿高h和弦齿厚S的公称值。 按实际调整值h调整垂直游标尺。 将齿轮游标尺置于被测齿上，使垂直游标尺的高度尺与齿顶相接触，然后移动水平游标尺的卡脚，使卡脚靠紧齿廓，从水平游标尺上读出弦齿厚的实际尺寸（按光隙判断接触情况）。 每隔90测量一个齿厚。 按齿轮图样标注的要求确定齿厚上偏差ESS和下偏差ESi。判断被测齿厚的适用性。思考题：1.测量齿厚偏差的目的？2比较齿厚偏差ES测量和公法线平均长度偏差EW测量。互换性与测量技术实验报告实验编号一班级： 学号： 姓名： 日期： 实验名称表面粗糙度测量 工件：

40、工件编号： 表面粗糙度要求： 测量仪器：名称： 测量范围： 所选物镜倍数： 在所用倍数物镜下目镜测微刻度套筒的分度值C = 微米 测量结果：读 数 （格）123五个峰点五个谷点五个峰点五个谷点五个峰点五个谷点h2h1h2h1h2h1h4h3h4h3h4h3h6h5h6h5h6h5h8h7h8h7h8h7h10h9h10h9h10h9实测值：RZ1 = RZ2 = RZ3 = 被测工件表面微观不平度十点高度RZ RZ = = 微米TR200粗糙度仪测量数据取样长度评定长度量程测量值Ra测量值Rz0.25mm1l20um0.8 mm3l20um2.5 mm5140um适用性结论： 该工件表面用TR

41、200粗糙度仪测量的Ra = 微米。实验评定： 指导教师： 互换性与测量技术实验报告实验编号二班级： 学号： 姓名： 日期： 实验名称用立式光学计测量塞规 被测塞规标记： 量规公差带图被测塞规形状公差： 微米 所用仪器：名称： 分度值： 标尺示值范围： 仪器测量范围： 量块等级： 量块组尺寸： 测量结果： 通 规止 规测量部位测量部位通规与止规的形状误差：通规合格性结论： 理由： 止规合格性结论： 理由： 实验评定： 指导教师： 互换性与测量技术实验报告实验编号三班级： 学号： 姓名： 日期： 实验名称直线度测量 工件：工件编号： 测量仪器：名称： 分度值： 实验评定： 指导教师： 互换性与测

42、量技术实验报告实验编号四班级： 学号： 姓名： 日期： 实验名称圆柱齿轮测量41齿轮齿距偏差和齿距累积误差的测量1被测齿轮编号： 模数m= 齿数Z= 齿形角 = 齿轮精度标注：齿距极限偏差fpt = 微米 齿距累积公差FP = 微米2测量仪器名称： 分度值： 测量范围：3测量记录与计算： 单位：微米齿序n齿距相对偏差读数fPt相对齿距相对累积值齿距偏差fPt相对KP齿距累积误差FP（0n）123456789齿序n齿距相对偏差读数fPt相对齿距相对累积值齿距偏差fPt相对KP齿距累积误差FP（0n）101112131415161718192021222324252627282930基准齿距的偏差

43、值KP： KP = = 测量结果：齿距偏差fpt = 微米 合格性结论： 齿距累积误差FP = 微米 合格性结论：齿距累积误差作图：实验评定： 指导教师： 42 齿圈径向跳动测量1被测齿轮编号： 模数m= 齿数Z= 齿形角 = 齿轮精度标注： 齿圈径向跳动公差Fr = 微米2测量仪器名称： 分度值： 测量范围：模数 直径 3测量记录与计算： 单位：微米齿序读数齿序读数齿序读数114272152831629417305183161932720338213492235102336112437122538132639实验评定： 指导教师： 43公法线长度变动量和公法线平均长度的测量1被测齿轮编号：

44、模数m= 齿数Z= 齿形角 = 变位系数X = 齿轮精度标注： 公法线长度变动量公差Fw = 微米跨齿数K = + 0.5 = 公法线公称长度W = 毫米公法线平均长度的上偏差Ewms =Esscos 0.72Frsin= 毫米公法线平均长度的下偏差Ewmi = Esicos + 0.72Frsin= 毫米2测量仪器名称： 分度值： 测量范围： 3测量记录： 单位：毫米序号(均布测量)123456公法线长度测量结果：公法线长度变动量Fw = Wmas Wmin = 微米 公法线平均长度 = 毫米公法线平均长度的偏差Ewm = = 微米合格性结论：公法线长度变动量Fw 公法线平均长度的偏差Ewm

45、 实验评定： 指导教师： 44基节偏差的测量1被测齿轮编号： 模数m= 齿数Z= 齿形角 = 齿轮精度标注： 基节极限偏差fPb = 微米齿轮公称基节： 毫米2测量仪器名称： 分度值： 测量范围： 3测量记录： 齿 序123基节偏差fPb（左）基节偏差fPb（右）齿轮基节偏差合格性结论4思考题回答：实验评定： 指导教师： 45分度园齿厚的测量1被测齿轮编号： 模数m= 齿数Z= 齿形角 = 变位系数 齿轮精度标注： 齿厚极限偏差：ESS = 毫米齿顶园公称直径： 毫米 ESi = 毫米2测量仪器 名称： 分度值： 测量范围： 3测量记录及结果： 齿轮齿顶园实际直径： 毫米 齿顶园直径实际偏差De 毫米分度园弦齿高 =分度园公称齿厚S= 单位：毫米齿 序(均布测量)1234齿厚实际值S实际齿厚实际偏差ES 毫米 合格性结论： 实验评定： 指导教师：