《互换实验指导书》word版.doc

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1、互换性与技术测量实验指导书机电工程学院任秀2006年3月目录一、 前言二、 实验报告的基本内容及要求三、 实验一 长度测量四、 实验二 形位误差测量五、 实验三 表面粗糙度测量六、 实验四 齿轮精度设计与综合测量前言互换性与测量技术实验课程的教学目标是通过实验环节来提高学生几何精度设计的综合能力，使学生加深对公差理论的理解，并将公差与测量紧密结合，初步具有正确选用检测方法和测量器具等方面的基础知识和能力。在教学上突出基础理论知识的应用和实践能力的培养，理论上以讲清概念为主，着重培养学生的实践能力。在教学中紧密结合典型产品，加强学生对基础理论知识的掌握与应用。实践教学强调对学生工程实践能力、表达

2、交流沟通能力和团队合作精神等综合素质的培养。教学活动以教师为辅、学生为主。学生通过实验过程中的操作环节，掌握课程知识、培养独立思考能力、动手能力和创新能力。实验内容及学时:（1）尺寸测量；（1学时）（2）形位误差测量；（2学时）（3）表面粗糙度测量；（1学时）（4）齿轮综合测量；（2学时）实验报告的基本内容及要求学生对每个实验应该做到原理清楚、方法正确，数据可靠，书写工整。实验报告的一般内容：1.实验名称；2.所用仪器、工具名称与规格；3.测量原理简述；4.被测工件(绘出草图、注明被测部位的基本尺寸、极限偏差或公差)。5.测量结果及适用性结论；6.误差分析与实验心得。实验一 长度测量一、 实验

3、类型： 验证性实验二、 实验要求： 课内必做及课外开放选择三、 考核方式： 实验操作和实验报告四、 每组人数： 45人1组五、 实验目的1. 了解卧式测长仪或阿贝比长仪的结构及螺旋游标的读数方法2. 学会用卧式测长仪或阿贝比长仪测量长度尺寸。二、实验内容1. 用卧式测长仪测量内径2. 用阿贝比长仪测量试件长度三、测量原理卧式测长仪与阿贝比长仪都是按照阿贝原则设计的，仪器的标准刻线尺的刻划面位于测量主轴的轴线剖面内。测量时，工件被测尺寸位于标准刻线尺的延长线上，被测长度与标准刻线尺进行比较从而确定出被测长度的量值。四、测量仪器1、卧式测长仪卧式测长仪是以精密刻度尺为基淮，利用平面螺旋线式读数装置

4、的精密长度计量器具。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，又可用于相对（比较）测量，故常称为万能测长仪。卧式测长仪的外观如图1-1所示。图1-1 卧式测长仪1底座 2测量座紧固螺钉 3测量轴限位杆 4毫米刻度尺位置调节手轮5测微目镜工作台 6微米刻度尺旋转手轮7测量轴固定螺钉8光源 9测量轴 10重锤拉线挂钩 11测头 12工作台横向移动微分筒13工作台 14工作台回转手柄 15尾座测头调整螺钉 16尾管紧固螺钉 17尾座 18尾座紧固螺钉 19尾管轴向微动手柄 20工作台弹簧力调节手柄 21固定螺钉 22工作台偏摆手柄 23-工作台

5、升降锁紧螺母 24工作台升降手轮 在测量过程中，镶有一条精密毫米刻度尺（图1-2a中的6）的测量轴3随着被测尺寸的大小在测量轴承座内作相应的滑动。当测头接触到被测部分后，测量轴就停止滑动。图1-2a是测微目镜l的光学系统在目镜1中可以观察到毫米数值，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，它的上面刻有10个相等的刻度间距，毫米刻度尺的一个间距成像在它上面时恰与这10个间距总长相等，故其分度值为0.1mm。在它的附近，还有一块通过手轮3可以旋转的平面螺旋线分划板2，其上刻有十圈平面螺旋双刻线。螺旋双刻线的螺距恰好固定分划板上的刻度间距相等其分度值也为0.1mm。在分

6、划板2的中央，有一圈等分为100格的圆周刻度。当分划板2转动一格圆周分度时，其分度值为：这样就可达到细分读数的目的。这种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1-2b），先读毫米数（7mm），然后按毫米刻线在固定分划板4上的位置读出零点几毫米数（0.4mm）。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米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数(0.051mm)。所以从图2b中读得的数是7.451mm。图1-2 读数原理工件安放在工作台上，并通过调整工作台的位置使工件获得正确的测量位置。万能工作台可做以下五种运动：旋转工作台升降手轮24可使工作台上升或下降。

7、旋转工作台横向移动微分筒12可使工作台横向移动。摆动工作台水平回转手柄14可使工作台水平回转40。扳动工作台偏摆手柄22或使工作台具有30的偏摆运动。在测量轴线上，工作台可自由滑动5mm。测长仪的测量范围：内尺寸：1200mm外尺寸：1500mm （相对测量）； 1100mm （绝对测量）测长仪的示值范：0100mm分度值：0.001mm2. 阿贝比长仪阿贝比长仪是基于阿贝原理设计制造的高精度长度计量仪器，用于测量二线之间的距离及平面上二点之间的距离，主要由对线显微镜1、读数显微镜2、精密刻度尺3、机座4、活动工作台5等组成（图1-3）。 图1-3 阿贝比长仪读数显微镜部分与卧式测长仪测微目镜

8、的光学系统相同（图1-2），仪器的标准刻线尺的刻划面位于测量主轴的轴线剖面内。测量时，工件被测尺寸位于标准刻线尺的延长线上，被测长度与标准刻线尺进行比较从而确定出被测长度的量值。主要技术规格测量范围：200mm标尺分度值：1mm读数显微镜分度值：0.001mm对线显微镜工作距离：50mm五、测量步骤1. 用卧式测长仪测量内径（1）接通电源，转动测微目镜的调节环以调节视度。（2）参看图1-1：松开紧固螺钉23，转动手轮24，使工作台13下降到较低位置。然后在工作台上安好标准环或装有量块组的量块夹子。（3）将一对测钩分别装在测量轴和尾管上（图1-3），测钩方向垂直向下，沿轴向移动测量轴和尾管，使两

9、测钩头部的楔槽对齐，然后旋紧测钩上螺钉，将测钩固定。（4）上升工作台，使两测钩伸入标准环内或量块组两侧块之间，再将手轮24的紧固螺钉23拧紧。（5）移动尾管17（19是尾管的微调螺钉），同时转动工作台横向移动手轮12，使测钩的内测头在标准环端面上刻有标线的直线方向或量块组的侧块上接触，用紧固螺钉16锁紧尾管；然后用手扶稳测量轴9，挂上重锤，并使测量轴上的测钩内测头缓慢地与标准环或侧块接触。（6）找准仪器对零的正确位置（第一次读数）如为标准环，则需转动手轮12，同时应从目镜中找准转折点（图1-4a中的最大位置），在此位置上，扳动手柄22，再找转折点（图1-4b中的最小值），此处即为直径的正确位置

10、。然后，将手柄21压下固紧。如为量块组，则需转动手柄14找准转折点（最小值）。在此位置上扳动手柄22仍找最小值的转折点，此处即为正确对零位。要特别注意，在扳动手柄14和22时，其摆动幅度要适当，千万避免测头滑出侧块，由于重锤的作用使测量轴急剧后退产生冲击，将毫米刻度尺寸损坏。为防止这一事故的发生，通过重锤挂绳长度对测量轴行程加以控制。当零位找准后，即可按前述读数方法读数。（7）用手扶稳测量轴9，使测量轴右移一个距离，固紧螺钉7（尾管是定位基准，不能移动），取下标准环或量块组。然后安装被测工件，松开螺钉7，使测头与工件接触，按前述的方法进行调整与读数，即可读出被测尺寸与标准环或量块组尺寸之差。（

11、8）沿被测内径的轴线方向测几个截面。每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次。根据测量结果和被测内径的公差要求，判断该内径是否合格。图1-3 测钩 图1-4 找转折点2. 用阿贝比长仪测量试件宽度（1）将试件夹持在工作台上，其测量边与工作台滑动方向基本垂直，将试件测量边移至对线显微镜下方；（2）调节对线显微镜焦距，同时微调测量边位置，使边线与显微镜中基准线对齐；（3）固定工作台，转动读数显微镜的调节环以调节视度，第一次读数。从目镜中观察可同时看到三种刻线（图1-2b），先读毫米数，然后按毫米刻线在固定分划板4上的位置读出零点几毫米数。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

12、毫米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数。（4）松开工作台，将试件另一测量边移至对线显微镜下方；重复上述步骤，第二次读数。（5）二次读数之差即为二线之间的距离（试件宽度尺寸）；（6）重复测量五次，按等精度测量对测量数据进行处理，写出测量结果，对测量误差进行分析。六、思考题1. 什么叫阿贝原则？2. 简述平面螺旋线式读数装置原理。3. 卧式测长仪上手柄14（图1-1），能使万能工作台作水平转动，测量哪些形状的工件需要它来操作？实验二 形位误差测量一、 实验类型： 验证性实验二、 实验要求： 课内必做及课外开放选择三、 考核方式： 实验操作和实验报告四、 每组人数： 45人1组五、 实验目的

13、1. 了解合像水平仪的原理、结构及操作方法；2. 掌握直线度误差的测量与数据处理方法。3. 加深对直线度误差定义的理解。六、实验内容 用合像水平仪测量导轨直线度误差七、测量原理 直线度误差通常按与理想要素比较的原则进行测量，其测量原理如图21所示。用准直光线、水平面或高精度平板的平面构成一条模拟理想直线L，将被测实际直线L与模拟理想直线进行比较，若能直接测出被测的实际直线上各点相对于理想直线的绝对距离y0，y1 ，y2 ，yn，或相对偏距0，1，2，n，则这种测量方法称之为直接测量法；若每次测量的读数仅反映相邻两测点的相对高度差1，2，n，通过累加（即）后，才能获得相对偏距，则这种测量方法称之

14、为间接测量法。不管采用哪种测量方法，其最终目的都是要按各测点的相对偏距，作出被测实际直线的折线图，最后按最小条件确定被测实际直线相对于理想直线的变动量，即直线度误差值。图21 直线度误差测量原理八、测量仪器机床、仪器导轨或其他窄而长的平面，为了控制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。常用的计量器具有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪和自准直仪等。使用这类器具的共同特点是测定微小角度的变化。由于被测表面存在着直线度误差，计量器具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变化。如果节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变化的微小倾角与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关

15、系。通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。由于合像水平仪的测量准确度高、测量范围大（10mmm）、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，故在检测工作中得到了广泛的采用。合像水平仪的结构如图2-2所示，它由底板I和壳体4组成外壳基体，其内部则由杠杆2、水准器8、两个棱镜7、测量系统9、10、11以及放大镜6所组成。合像水平仪是一种精密测角仪器，用自然水平面作为测量基准，它的水准器8是一个密封的玻璃管，管内注入精馏乙醚，并留有一定量的空气，以形成气泡。管的内壁在长度方向具有一定的曲率半径。气泡在管中停住时，气泡的位置必然垂直于重力方向。就是说，当水平仪

16、倾斜时，气泡本身并不倾斜，而始终保持水平位置。利用这个原理，将水平仪放在桥板上使用，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间高度差。使用时将合像水平仪放于桥板（图2-2）上相对不动，再将桥板放于被测表面上。如果被测表面无直线度误差，并与自然水平面基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合像棱镜7所产生的影像，在放大镜6中观察将出现如图2-3(a)所示的情况。但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，导致气泡移动，其视场情况将如图2-3(b)所示。此时可转动测微螺杆10，使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组7的中间位置，则图2-3(b)中两影像

17、的错移量消失而恢复成一个光滑的半圆头（图2-3(a)）。测微螺杆移动量S导致水准器的转角（图2-4）与被测表面相邻两点的高低差h有确切的对应关系，即 h0.01L (mm)式中 ： 0.01合象水平仪的分度值（mmm） L桥板节距（mm） 角度读数值（用格数来计数）如此逐点测量，就可得到相应的i值，为了阐述直线度误差的评定方法，后面将用实例加以叙述。图2-2合像水平仪结构图1- 底板 2杠杆 3支承 4壳体 5支承架 6放大镜 7棱镜 8水准器 9微分筒 10测微螺杆 11-放大镜 12-刻线尺图2-3视场情况图2-4 螺杆移动量S与水准器转角的对应关系九、实验步骤1. 量出被测表面总长，确定

18、相邻两测点之间的距离（节距），按节距L调整桥板（图2-5）的两圆柱中心距。图2-5桥板 2. 将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置。每放一个节距后，要旋转微分筒9合像，使放大镜中出现如图2-3(a)所示的情况，此时即可进行读数。先在放大镜11处读数，它是反映螺杆10的旋转圈数；微分筒9（标有十、一旋转方向）的读数则是螺杆10旋转一圈（100格）的细分读数；如此顺测（从首点至终点）、回测（由终点至首点）各一次。回测时桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据。必须注冠，如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应检查原因并加以消除后重测。3. 为了作图的方便，最

19、好将各测点的读数平均值同减一个数而得出相对差（见后面的例题）。 4. 根据各测点的相对差，在坐标纸上取点。作图时不要漏掉首点（零点），同时后测点的坐标位置是以前一点为基准，根据相邻差数取点的。然后连接各点，得出误差折线。 5. 用两条平行直线包容误差折线，其中一条直线必须与误差折线两个最高（最低）点相切，在两切点之间，应有一个最低（最高）点与另一条平行直线相切。这两条平行直线之间的区域才是最小包容区域。从平行于纵坐标方向画出这两条直线平等间的距离，此距就是被测表面的直线度误差值f（格）。 6. 将误差值f（格）按下式折算成线性值f（m）， 并按国家标准GB118480评定被测表面直线度的公差等

20、级。 f（m）0.01Lf （格）例：用合像水平仪测量一窄长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01mmm，选用的桥板节距L200mm，测量直线度记录数据见附表。若被测平面直线度的公差等级为5级，试用作图法评定该平面的直线度误差是否合格?测点序号i012345678仪器读数i（格）顺测298300290301302306299296回测296298288299300306297296平均297299289300301306298296相对差（格）ii00+2-8+3+4+9+1-1注：表列读数：百分数是从图2-2的11处读得十位，个位数是从图2-2的9处读得。值可取任意数，但要有利于相对数字的

21、简化，本例取297格 f0.012001122m按国家标准GB118480，直线度误差按国家标准GBll8480，直线度5级公差值为25m。误差值小于公差值，所以被测工件直线度误差合格。十、思考题 1.目前部分工厂用作图法求解直线度误差时，仍沿用以往的两端点连线法，即把误差折线的首点（零点）和终点连成一直线作为坪定标准，然后再作平行于评定标准的两条包容直线，从平行于纵坐标来计量两条包容直线之间的距离作为直线度误差值。 (1) 以例题作图为例，试比较按两揣点连线和按最小条件评定的误差值，何者合理? 为什么？ (2) 假若误差折线只偏向两端点连线的一侧（单凸、单凹），上述两种评定误差值的方法的情况

22、如何？ 2.用作图法求解直线度误差值时，如前所述总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包容直线之间的距离，原因何在？实验三 表面粗糙度测量一、实验类型： 验证性实验二、实验要求： 课内必做及课外开放选择三、考核方式： 实验操作和实验报告四、每组人数： 45人1组五、实验目的：1熟悉光切显微镜测量的原理和方法；2加深对微观不平度十点高度和单峰平均间距定义的理解；3正确判断工件表面粗糙度的合格性。二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的和s值。二、测量原理及仪器说明： 双管显微镜是一种测量表面粗糙度的仪器，能测量180m的表面粗糙度的值。双管显微镜的外形如图3-1所示。 底座1工作台2观察光

23、管3目镜千分尺4紧固螺丝5手轮6支臂7立柱8紧固螺丝9旋转螺母10投射光管11微动环12调节螺丝13紧固螺丝15图3-1 光切显微镜双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3-2所示。图3-2. 双管显微镜的光学系统图当一平行光束从45方向投射到阶梯表面时，就被折射成S1和S2两段（图3-2a）。从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S1和S2两段光带的放大象S1和S2。同样S1和S2之间的距离h也被放大为S1和S2之间的距离h。通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度h。图3-2b为双管显微镜的光学系统图。从光源1发出的光，经聚光镜2、狭缝3、物镜4，以45方向投射到被测表面上，调

24、整仪器使反射光束进入与投射光束垂直的观察光管内，经物镜5成象在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图3-3），光带边缘即工件表面上被照亮了的h的放大轮廓象h。测量光带边缘宽度，可求出被测表面的不平度高度h。式中：N物镜放大倍率。为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向和被测量光带边缘宽度h成45角度（图3-3），故目镜测微器刻度套筒上的读数值H与不平度高度h的关系为：图3-3 测微目镜中十字线双管显微镜备有四对不同放大倍数的物镜。测量时，需先估测工件表面粗糙度的数值范围，然后按表3-1选择相应放大倍数的物镜。测量工件时还需按表选取取样长度和评定长度。表3-1：物镜放大倍数物镜放

25、大倍数视场直径物镜工作距离换算系数E测量范围（）72.517.80.1231080141.36.80.0633.210300.61.60.0291.66.3600.30.650.0160.83.2四、实验步骤：1. 测量微观不平度十点高度Rz 选用相应放大倍数的物镜，分别安装在两镜管的下端。 将光源插头插接变压器后，再接通电源。 将被测工件置于工作台上，使工件的纹理方向（加工纹路）和工作台纵向移动方向垂直。 松开支臂紧固螺丝9、旋转螺母10，使支臂慢慢下降，下降时切勿使物镜碰撞工作台面或被测工件，直到在工件表面看到一较清晰绿色光带后，锁紧螺丝9，松开工作台紧固螺丝15，转动工作台使光带方向与工

26、件表面加工痕迹垂直。 调节支架微动升降手轮6，在视场中看到亮带；调节投射角螺丝13，使亮带聚于视场中央（亮带为最亮，并能看到加工痕迹）；转动微动环12进行物镜聚焦，这时视场中间将出现一条最窄且一侧边界最清晰的弯曲亮带。 松开紧固螺丝5，转动目镜千分尺4，使目镜中十字线的任一条线平行于光带某一清晰边界，此条线即为近似平行于轮廓中线的测量基准线。转动千分鼓轮，在取样长度范围内使该条线分别切于亮带清晰一侧的五个最高峰和五个最低谷，从目镜千分尺上分别读出相应的峰值、；谷值、，根据计算公式算出值： 移动工作台纵向千分尺，在下一个取样长度内测出值，然后对所测出的35个取样长度的值取平均值，即为评定长度的值

27、。2. 测量单峰平均间距用目镜视场中的垂线，对准光带清晰边界的第一个峰顶，从工作台的纵向千分尺上读取第一个读数S1；再移动纵向千分尺将垂线对准光带轮廓的第n个峰顶，从纵向千分尺上读取第二个读数Sn。单峰平均间距S按下式计算： 根据上述测量结果判断被测工件表面粗糙度的合格性。四、注意事项：测量时光带一定要与加工纹路垂直。四、思考题：1 用光切显微镜测量表面粗糙度可测、外，是否还可测其他参数？2 测量时为什么只测光带的同一个边界上的最高点（峰）和最低点（谷）？3 光切显微镜测量值的范围是多少？实验四 齿轮精度设计与综合测量一、实验类型： 综合性实验二、实验要求： 课内必做及课外开放选择三、考核方式

28、： 实验操作和实验报告四、每组人数： 45人1组五、实验内容：已知某减速器一对直齿圆柱齿轮副，m= ，Z1= ，Z2= ，压力角=20，b1=b2= mm，线膨胀系数齿=11.510-6，箱=10.510-6，t齿=60，t箱=30，采用喷油润滑，传递最大功率5.5KW，n=1400r/min，小批量生产。1、确定精度等级、检验项目及齿坯公差；2、绘齿轮草图，正确标注尺寸、形位公差与表面粗糙度；3、对实际齿轮进行综合测量，判断齿轮的合格性。4.1 齿轮齿圈径向跳动测量一、实验目的1.熟悉测量齿圈径向跳动误差的方法。 2.加深理解齿轮齿圈径向跳动误差的定。二、实验内容用齿圈径向跳动检查仪测量齿轮

29、的齿圈径向跳动。三、测量原理及计量器具说明齿圈径向跳动误差Fr是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内或在轮齿上于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量（图4-1）。图4-1齿圈径向跳动测量图4-1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。本实验采用齿圈径向跳动检查仪来测量，图4-2为该仪器的外形图。它主要由底座1、滑板2、顶尖座6、调节螺母7回转盘8和指示表10等组成，指示表的分度值为0.001mm。该仪器可测量模数为0.35mm的齿轮。图4-21-底座 2-滑板 3滑台移动手轮 4顶尖架锁紧螺钉 5顶尖锁紧螺钉 6-顶尖座 7-调节螺母 8-可转测

30、量架 9手柄 10-指示表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量头。按GB/T10095规定，测量齿圈径向跳动误差应在分度圆附近与齿面接触，故测量球或圆柱的直径d应按下述尺寸制造或选取。 d1.68m式中：m齿轮模数（mm）。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下端进行测量。四、测量步骤1.根据被测齿轮的模数，选择合适的球形测量头装入指示表10测量杆的下端（图4-

31、2）。2.将被测齿轮和心轴装在仪器的两顶尖上，拧紧固紧螺钉4和5。3.旋转手柄3，调整滑板2位置，使指示表测量头位于齿宽的中部。借升降调节螺母7和提升手把9，使测量头位于齿槽内。调整指示表10的零位，并使其指针压缩12圈。4.每测一齿，须抬起提升手把9，使指水表的测量头离开齿面。逐齿测量圈，并记录指示表的读数。5.处理测量数据，从GB/T10095中查出齿圈的径向跳动公差Fr，判断被测齿轮的适用性。五、思考题1.齿圈径向跳动误差产生的主要原因是什么?它对齿轮传动有什么影响?2.为什么测量齿圈的径向跳动时，要根据齿轮的模数不同，选用不问直径的球形测头?4.2 齿轮齿厚偏差测量一、实验目的1.掌据

32、测量齿轮齿厚的方法。2.加深理解齿轮齿厚偏差的定义。二、实验内容用齿轮游标尺测量齿轮的齿厚偏差。三、测量原理及计量器具说明齿厚偏差Esn是指在分度圆柱面上，法向齿厚的实际值与公称值之差。图4-3为测量齿厚偏差的齿轮游标尺。它是由两套相互垂直的游标尺组成。垂直游标尺用于控制测量部位（分度圆至齿顶圆）的弦齿高hf ，水平游标尺则用于测量所测部位（分度圆）的弦齿厚Sf（实际） 。齿轮游标尺的分度值为0.02mm，其原理和读数方法与普通游标尺相同。图4-3 齿轮游标卡尺测齿厚用齿轮游标尺测量齿厚偏差，是以齿顶圆为基准。当齿顶圆直径为公称值时，直齿圆柱圆柱齿轮分度圆处的的弦齿高hf 和弦齿厚品Sf 由图

33、4-4可得：图2式中：m齿轮模数（mm）；图4-4 弦齿高hf 和弦齿厚品SfZ齿轮齿数。当齿轮为变位齿轮且齿顶圆直径有误差时，分度圆处的弦齿高hf 和弦齿厚Sf应按下式计算： 式中：移距系数；齿形角；齿顶圆半径的公称值；齿顶圆半径的实际值。四、测量步骤1. 用外径干分尺测量齿顶圆的实际直径。2. 计算分度园处弦齿高hf 和弦齿厚Sf （可从表4-1查出）。3. 按hf 值位调整齿轮游标尺的垂直游标尺。4. 将齿轮游标尺置于被测轮齿上，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（用透光法判断接触情况）。5. 分别在圆周上间隔

34、相同的几个轮齿上进行测量。6. 按齿轮图样标注的技术要求，确定齿厚上偏差Esns和下偏差Esni ，判断被测齿厚的适用性。表4-1 m=1时分度圆弦齿高和弦齿厚的数值ZZZ111.5655 1.0560 291.5700 1.0213 471.5705 1.0131 121.5663 1.0513 301.5701 1.0205 481.5705 1.0128 131.5669 1.0474 311.5701 1.0199 491.5705 1.0126 141.5673 1.0440 321.5702 1.0193 501.5705 1.0124 151.5679 1.0411 331.57

35、02 1.0187 511.5705 1.0121 161.5683 1.0385 341.5702 1.0181 521.5706 1.0119 171.5686 1.0363 351.5703 1.0176 531.5706 1.0116 181.5688 1.0342 361.5703 1.0171 541.5706 1.0114 191.5690 1.0324 371.5703 1.0167 551.5706 1.0112 201.5692 1.0308 381.5703 1.0162 561.5706 1.0110 211.5693 1.0294 391.5704 1.0158 57

36、1.5706 1.0108 221.5694 1.0280 401.5704 1.0154 581.5706 1.0106 231.5695 1.0268 411.5704 1.0150 591.5706 1.0104 241.5696 1.0257 421.5704 1.0146 601.5706 1.0103 251.5697 1.0247 431.5705 1.0143 611.5706 1.0101 261.5698 1.0237 441.5705 1.0140 621.5706 1.0100 271.5698 1.0228 451.5705 1.0137 631.5706 1.009

37、8 281.5699 1.0220 461.5705 1.0134 641.5706 1.0096 注：对于其它模数的齿轮，则将表中的数值乘以模数。五、思考题1. 测量齿轮齿厚偏差的目的是什么？ 2. 齿厚极限偏差（Esns，Esni）和公法线平均长度极限偏差（Ewms，Ewmi）有何关系？3. 齿厚的测量精度与哪些因素有关？4.3 齿轮公法线长度平均偏差及公法线长度变动的测量一、实验目的1. 掌据测量齿轮公法线长度的方法。2. 加深理解齿轮公法线长度偏差和齿轮公法线长度变动的定义。二、实验内容用齿轮公法线千分尺测量齿轮公法线平均长度偏差（EW）和齿轮公法线长度变动（FW）。三、测量原理及计量

38、器具说明齿轮公法线平均长度偏差（EW）是指在齿轮一周范围内，公法线实际长度的平均值与公称值之差。齿轮公法线长度变动（FW）是指实际公法线的最大长度与最小长度之差。图4-5为测量齿轮公法线长度的齿轮公法线千分尺，其原理和读数方法与普通外径千分尺相同。齿轮公法线千分尺分度值为0.01mm，测量范围有0-25、25-50、50-75、75-100、100-125、125-150等。 图4-5 公法线千分尺测量齿轮公法线四、实验步骤：1. 根据齿轮的已知参数求出跨齿数n和公法线长度W。式中：m被测齿轮的模数（mm）； f齿形角； Z被测齿轮的齿数； n跨齿数 。 n取成整数。当f=20，变位系数=0时

39、, W和n也可以从表4-2中查出。2. 根据所得的公法线长度选择测量范围相适应的公法线千分尺，并用标准棒校对零线。3. 逐次测量所有的公法线实际长度，记入表中。4. 计算齿轮公法线平均长度偏差（EW）。5. 找出最大值Wmax与最小值Wmin，计算齿轮公法线长度变动（FW）。则：FW=Wmax-Wmin。6. 按齿轮图样标注的技术要求，确定齿轮公法线长度上偏差EWs和下偏差EWi以及齿轮公法线长度变动公差FW。将EW和FW与所查出的公差比较写出结论，判断被测齿轮的适用性。五、思考题1. 测量齿轮公法线长度的目的是什么？ 2. 齿轮公法线长度变动是否需要先用量块将公法线指示表调整零位？3. 测量

40、齿轮公法线长度偏差，取平均值的原因何在？4. 有一个齿轮经调整后确定，公法线平均长度偏差合格而公法线长度变动不合格，试分析其原因。表4-2 m=1, f=20时标准直齿圆柱齿轮的公法线公称长度Z跨齿数公法线公称长度Z跨齿数公法线公称长度Z跨齿数公法线公称长度1524.638327410.710639513.83051626523284724640584481724.6663294738641585881837.6324304752642587281936464314766643588682036604324780644513.90082136744334794845616.8670223688

41、434480864668881233702435410.82264768950243716536513.788848690902537305375802849692302637.7445385816850616.9370注：对于其它模数的齿轮，则将表中的数值乘以模数。互换性与技术测量考试时间12月1日，第14周周四下午1：10分，班级机设091，092，093，094，095，096，097，098，0921，0922，0923，0924，教室还没安排；实验时间：第10周：周一上午机设091，周五上午机设0921、0922；第11周：周一上午机设092，周三上午机设095，096（学号1到16号）；第12周：周三上午机设096（学号17到32号）、097，地点08E304，都是早上8点开始，希望不要迟到！实验指导书可以参考，书上的更合适一点。