互换性与测量技术实验指导书

互换性性与技术测量

实验指导书

(机械设计及其自动化专业用)

编写：XXX

班级： 学号： 姓名：

安徽建筑工业学院机电系机械实验室

2007年9月

目 录

第一章 技术测量的基本知识---------------------------------------------------2

第一节 技术测量的基本概念-----------------------------------------------2 第二节 量 块-------------------------------------------------------------4 第二章 孔、轴的测量----------------------------------------------------------8

实验一 用内径百分表测量孔------------------------------------------------8 实验二 用立式光学计测量轴------------------------------------------------10 第三章

互换性与技术测量

实验指导书

武汉工程科技学院机械与电子信息学部

二○一四年十二月

实验一 用机械比较仪测量塞规

一、实验目的

1、学习机械比较仪的结构原理及其使用方法。 2、学习直接测量结果的处理方法。

3、加深理解计量器具与测量方法的常用术语。

二、设备与器材

机械比较仪（带基座和百分表）7台、被测塞 规和量块各7组。

三、仪器及使用说明

机械比较仪主要用于长度比较测量，可测圆柱 形、球形等物体的直径及零件的长度尺寸。用这类

仪器测量时，先用量块将仪器标尺或指针调到零位，被测尺寸对量块尺寸的偏差可以从仪器刻度标尺上读得。百分表是应用最为广泛的一种机械式量仪。

图2 机械式百分表的传动系统

图2为机械式百分表的传动系统，被测件的尺寸或形状变化→测头→测杆→齿条→齿轮Z1 →齿轮 Z2 →齿轮Z3 →长指针，长指针在表盘上指示出其转过的数值，从表盘上读出指针转过的数值。当测杆向上移动时，长指针向顺时针方向旋转；当测杆向下移动时，长指针向反时针方向旋转。

百分表的测量杆移动1mm时，通过齿轮传动系统，使大指针回转一周，刻度盘沿圆周刻有100个刻度，当指针转动1格时，表示所测量的尺寸变化为1/100

《互换性与技术测量实验》

实 验 指 导 书

（2016-2017-1）

互换性与技术测量教研组编

机械工程学院 2016年08月

班级： 学号： 姓名：

1

目 录

实验一 长度测量 ......................................... 3 实验二 实验三

表面粗糙度测量 ................................... 9 齿轮齿圈径向跳动的测量 .......................... 13

2

实验一 长度测量

一、实验目的

1.了解和掌握杠杆千分尺、和立式数显光学计的测量原理、主要结构及使用方法。 2.应用上述仪器检验光滑极限量规。

3.巩固尺寸公差的概念,学会由测得数据判断零件合格性的方法。 二、仪器结构及工作原理 1.杠杆千分尺

杠杆千分尺相当于外径千分尺与杠杆式卡规组合而成，其外形如图1-1（a）所示。它的工作原理与杠杆式卡规及千分尺相同。可以用作相对测量，也可以作绝对测量。杠杆式卡规的工作原理如图1-1

《互换性与测量性基础》

实验指导书

北京科技大学机械工程学院

二〇〇六年十一月

前 言

《互换性与测量性基础》课程是机械类基础课程与专业课程的桥梁作用，是联系设计类课程与制造工艺课程的纽带。它不仅将标准化领域的有关部分结合在一起，而且涉及机械设计、机械制造、质量控制、生产组织管理等诸多方面，是一门综合性很强的课程。

在《互换性与测量性基础》课程中，实验课是教学的重要组成部分，其目的不仅是使学生进一步掌握和巩固课堂上所学的公差理论、基本的测量技术，以及熟悉常用计量器具的使用方法；而且，希望学生通过实验，理解测量的基本知识、计量器具的基本原理，能够根据先修的基础课程，全面分析被测量，选择合适的测量方法与计量器具，正确进行实验数据处理与误差分析，进一步加强学生综合能力与实践能力的培养。

根据教学大纲，《互换性与测量性基础》课程实验共2学时，包含尺寸测量和形位误差测量两个实验项目，本实验指导书按照上述两项提供相应的两部分内容，每一部分提供多个实验，供学生自由选择，每一部分中选择完成一个实验即可。

由于实验学时有限，为了取得更好的实验效果，在实验前要求学生做好充分的准备工作，认真阅读实验指导书，并复习教材相关内容；实验过程中要求学生独立完成实验；

互换性与技术测量

互换性与技术测量特点：专业技术课 重要性：承上启下 性质：互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学， 本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。参考书：《互换性与测量技术基础》,王伯平主编，机械工业出版社； 《互换性与测量技术》,陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社； 《互换性与技术测量基础》,胡风兰主编，机械工业出版社。

互换性与技术测量

第1章 绪论 第2章 测量技术概论 第3章 圆柱公差与配合 第4章 形状和位置公差及检测 第5章 表面粗糙度及检测 第6章 光滑极限量规 第7章 滚动轴承的公差与配合 第8章 螺纹公差与配合 第9章 键和花键的公差与配合 第10章 圆锥的公差配合及检测 第11章 渐开线圆柱齿轮的传动的互换性

互换性与技术测量

第1章 绪论1.1.1 什么是互换性？1.定义：在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选或附加加工(如钳工修配)或再调整就可装上机器(或 部件)上，而且达到原定使用性能要求。

1.1 互换性概述

互换性与技术测量

2.分类按照不同的分类原则，互换性有不同的分类形式 1)按照互换的范围分为几何参数互换和功能互换 几何参数互换是指零部件的尺寸、形状、

实验二 用内径百分表或卧式测长仪测量内径

一、实验目的

1．熟悉测量内经常用的计量器具和测量原理及使用方法。 2．加深对内径尺寸测量特点的了解。

二、实验内容

1．用内径百分比测量内径。 2．用卧式测长仪测量内径。

三、测量原理及计量器具说明

内径可用内径千分尺直接测量。但对深孔或公差的等级较高的孔，则常用内径百分表或卧式测长仪作比较测量

（一）内径百分表

1．百分表的结构和传动原理

百分表是应用杠杆、齿轮、齿条等机械传动，将测量杆的微小直线位移经放大后转变为指针的偏转，从而指示出相应测量值的量具。图2-1所示是百分表的外形和传动原理。如图2-1(b)所示，有齿条的测量杆上、下移动，带动齿轮22传动，与齿轮22同轴的齿轮23也随之转动，而齿轮23又带动中心齿轮Z，及其同轴上的指针偏转。游丝的作用力保证齿轮在正反转时在同一齿面啮合，从而消除齿轮啮合间隙所引起的误差。弹簧是用来控制测量力的。百分表的刻度盘上刻成100等份，当测量杆移动1mm时指针转一圈，因此百分表的分度值为0.01mm。百分表的测量范围有0～3mm、0～5mm、0～10mm三种，可在百分表表盘中的小刻度盘上来体现。

2

2．内径百分表

内径百分表是测量内孔的一种常用量仪，其

实验二 用内径百分表或卧式测长仪测量内径

一、实验目的

1．熟悉测量内经常用的计量器具和测量原理及使用方法。 2．加深对内径尺寸测量特点的了解。

二、实验内容

1．用内径百分比测量内径。 2．用卧式测长仪测量内径。

三、测量原理及计量器具说明

内径可用内径千分尺直接测量。但对深孔或公差的等级较高的孔，则常用内径百分表或卧式测长仪作比较测量

（一）内径百分表

1．百分表的结构和传动原理

百分表是应用杠杆、齿轮、齿条等机械传动，将测量杆的微小直线位移经放大后转变为指针的偏转，从而指示出相应测量值的量具。图2-1所示是百分表的外形和传动原理。如图2-1(b)所示，有齿条的测量杆上、下移动，带动齿轮22传动，与齿轮22同轴的齿轮23也随之转动，而齿轮23又带动中心齿轮Z，及其同轴上的指针偏转。游丝的作用力保证齿轮在正反转时在同一齿面啮合，从而消除齿轮啮合间隙所引起的误差。弹簧是用来控制测量力的。百分表的刻度盘上刻成100等份，当测量杆移动1mm时指针转一圈，因此百分表的分度值为0.01mm。百分表的测量范围有0～3mm、0～5mm、0～10mm三种，可在百分表表盘中的小刻度盘上来体现。

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2．内径百分表

内径百分表是测量内孔的一种常用量仪，其

实验四 圆度、圆柱度、同轴度、跳动误差的测量

一、实验目的

1．掌握圆度误差、圆柱度误差、同轴度误差及跳动误差的测量方法； 2．学会对测量数据的处理，加深对基本概念的理解； 3．了解测量工具结构并熟悉它的使用方法。 二、测量原理、步骤

（一）圆度与圆柱度误差测量 1．圆度误差及测量、评定方法

(a) f=(D-d)/2 (b) f=R-r 图4-1 圆度误差的定义 图4-2 两点法评定圆度误差

圆度误差为包容同一横截面实际轮廓，且半径差为最小的两同心圆间的距离f，如图4-1所示。

圆度误差最小包容区域的判别方法是：由两同心圆包容被测实际轮廓时，至少有4个实测点内、外相间地在两个圆周上(即同心圆的内、外接点至少两次交替发生)，如图1.1所示。圆度误差最小区域的同心圆圆心，通常是和零件的测量回转中心不一致。图中，O点是测量时的回转中心，O′测量点是圆度误差的评定中心。

在测量旋转面的若干个横截面中，取其中最大的圆度误差值作为被测旋转面的圆度误差。

目前通常采用四种圆度误差的评定方法：最小外接圆法、最大内切圆法、最小二乘圆法、最小区域法。其

中以最小区域法评定的圆度误差

实验一 量块的使用

一、实验目的

1、能正确进行量块组合，并掌握量块的正确使用方法； 2、加深对量值传递系统的理解； 3、进一步理解不同等级量块的区别； 二、实验仪器设备

量块；百分表；测量平板；被测件。 三、实验原理

量块的测量平面十分光洁和平整，当用力推合两块量块使它们的测量平面互相紧密接触时，两块量块便能粘合在一起，量块的这种特性称为研合性。利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组。

四、实验内容与步骤 （一）实验内容

采用合理的量块组合，测量被测零件尺寸高度。

（二）实验步骤

1.用游标卡尺测量被测件

2.据所需要的测量尺寸，自量块盒中挑选出最少块数的量块。 （每一个尺寸所拼凑的量块数目不得超过 4块，因为量块本身也具有 一定程度的误差，量块的块数越多，便会积累成较大的误差。）

3.量块使用时应研合，将量块沿着它的测量面的长度反向，先将端缘部分测量面接触，使初步产生粘合力，然后将任一量块沿着另一个量块的测量面按平行方向推滑前进，最后达到两测量面彼此全部研合在一起。

4.将研合后的量块与被测件同时放到测量平板上，在测量平板上移动指示表的测量架，使指示表的测头与量块上工作表面相接触，转动指示表的刻度盘，调整指示表示

教案

机械工程系

机械教研室

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互换性与测量技术

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课程类型 必修课 院级公共课（ ） 基础或专业基础课（√ ） 专业课( ) 选修课 限选课（ ）；任选课（ ） 授课方式 课堂讲授（√ ）； 考核方考查（）； 实践课（√ ） 式 考试（√ ）（机械） 总学时数 48学时 学时分配 课堂讲授 38 学时； 实践课8 学时；机动2学时。 教材名称 《互换性与测量技术》 出版社及作哈尔滨地图出版社 主编：宫波 者 指定参考书 作者 出版社 出版时间 《公差配合与测量技术》 宫波 大连理工大学 2005.8 《互换性与测量技术基础》 陈于萍 机械工业 2004.7 有关公差配合各项国家标准 国家技术监督局

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第 周 第 1 次课 年 月 日 章节名称 授课方式 绪论 理论课（√ ）；实践课（ ）；实习（ ） 教学时数 1 教学目的及要求 本部分重点介绍互换性及其作用，加工误差、公差的概念，优先数的概念。可从生活中的实例入手，引出相关的互换性概念，并渐次深入到公差的概念，以使学生对学习本门课程的实际意义建立整体概念 互换性及其作用，加工误差、公差的概念