互换性与测量技术实验指导书(2011)

《互换性与测量技术》实验指导书学院：________________________专业年级：________________________指导老师：________________________姓名：________________________学号：______ _____________实验一 阶梯轴长度和直径的测量1. 实训目的学习游标卡尺的结构原理和使用方法。

2. 设备与器材游标卡尺和标准件。

3. 量仪说明与测量原理（1）游标卡尺以10分度游标卡尺（图1-1）为例说明。

将尺身的9小格即9mm 长度平均分成10份，做成游标，游标的每小格即为0.9mm ，比尺身相应小0.1mm ，根据游标和尺身的刻度错位可测量不足1mm 的长度。

尺身和游标上对应的一等份差值，叫做精确度，它体现了测量的准确程度。

游标卡尺正是利用尺身和游标上每一小格之差，来达到提高精确度的目的，这种方法叫做示差法。

图1-1 10分度游标卡尺1-内测量爪（测内径）；2-锁定旋钮；3-主尺；4-深度尺（测深度）；5-游标尺；6-外测量爪（测直径）如图1-2所示，游标上的第6条刻度线与尺身上的某一条对齐，则被测物体的长度为精确度⨯=⨯=⨯-=-=∆6)(1.069.066dc mm L L L bc同理，当游标上第n 条刻线与尺身上的某一条刻线对齐，则被测物体的长度为精确度⨯=∆n L图1-2 游标卡尺读数原理游标卡尺的读数步骤如下：第1步 确认游标格数，算出游标卡尺精确度：10分度游标卡尺精确度为mm 1.0mm 101=。

20分度游标卡尺精确度为mm 05.0mm 201=。

30分度游标卡尺精确度为mm 02.0mm 501=。

第2步 从尺身读出游标零刻线前的毫米数L 1。

第3步 观察游标上第几条刻线跟尺身上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是L 2=n ×精确度，得游标示数L 2。

第4步 测量结果为L = L 1+L 2= L 1+n ×精确度。

互换性与技术测量实验指导书目录实验一通用量具应用及量块组合选择（选用)实验二用比较仪检测工件尺寸误差实验三表面粗糙度的测量实验四直线度误差的测量实验1 通用量具应用及量块组合选择（孔轴测量）（选做）一、实验目的：1.了解量块、千分尺、游标卡尺的构造和工作原理。

2．掌握量块尺寸组合、千分尺、游标卡尺测量尺寸的方法3．掌握由测得数据进行数据处理的一般方法，并分析产生误差的原因及误差类型。

二、实验所需仪器千分尺、游标卡尺 83块一套的量块三、实验步骤1．利用游标卡尺测量工件直径尺寸，共测量十组数据，将测量结果填入实验报告，并对测量数据进行数据处理。

2．利用千分尺测量工件长度尺寸，共测量十组数据，将测量结果填入实验报告，并对测量数据进行数据处理。

3．用83块一套的量块对千分尺测量的数据处理以后的数据进行尺寸组合。

四、测量数据1.用游标卡尺测量直径尺寸2.用千分尺测量的数据3．用83块一套的量块对千分尺测量的数据数据处理以后的数据进行组合的量块尺寸尺寸：第一块量块：第二块量块：第三块量块：第四块量块：六、思考题1：测量误差一般分为几类型，一般各怎么进行数据处理？实验2 用比较仪测量工件尺寸误差1.实验目的1.1 立式光学比较仪工作原理及使用方法。

1.2 熟悉轴的直径误差的测量方法。

1.3 学会基本的测量误差处理方法。

2.设备与器材立式光学比较仪、被测轴和相同尺寸量块3.实验原理与方案立式光学比较仪主要用于作长度比较测量。

要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。

并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。

立式光学计主要组成见外形图2-2。

由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。

立式光学计的光学系统图2-3所示。

光线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4上的刻度尺9。

刻度尺上有±100 格的刻线，此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。

工程技术系机电一体化专业互换性与技术测量实训指导书编写人：王钧成靖文目录实验一轴孔测量实验 (3)实验二表面粗糙度测量实验 (9)实验三形位误差测量实验 (15)实验四螺纹主要参数的测量实验 (18)实验五圆柱齿轮的测量实验 (25)实验一 轴孔测量实验项目一 用立式光学计测量轴径一、实验目的1.了解立式光学计的结构及测量原理2.熟悉用立式光学计测量外径的方法3.加深理解计量器具与测量方法的常用术语,巩固尺寸及行为公差的概念4.掌握由测量结果判断工件合格性的方法 二、测量仪器介绍立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。

用量块组合成被测量的基本尺寸作为长度基准,按比较测量法来测量各种工件相对基本尺寸的偏差值，从而计算出实际尺寸。

仪器的基本度量指标如下: 分度值:……………0.001mm 示值范围:…………±0.1mm 测量范围:…………0-180mm 仪器不确定度:……0.001mm 仪器的外观结构如图5-1 所示 三、测量原理直角光管是立式光学比较仪的主要部件，整个光学系统和测量部件装在直角光管内部。

测量原理是光学自准直原理和机械的正切放大原理组合而成。

其光路系统图如图5-2，正切放大原理图如图5-4，图5-3为图5-2中分划板的放大图。

分划板在物镜的焦平面上,由于这一特殊位置使刻度尺受光照后反射的光线经直角棱镜折转90°到物镜后形成平行光束。

当平面镜垂直于物镜主光轴时(通过调节仪器使测头距工作台为基本尺寸时正好平面镜垂直主光轴).这束平行光束经平面镜反射,反射光线按原路返图5-1 立式光学计外观图1—底座； 2—工作台； 3—粗调螺母； 4--支臂； 5--支臂紧固螺钉；6—立柱；7—直角光管；8—光源； 9—目镜；10—微调旋钮；11—细调旋钮；12—光管紧 固螺钉；13—测头提升杠杆；14—测头；15—工作台 调整旋；13—测头提升杠杆；14—测头；15—工作台 调整旋钮（共四个，调整工作台垂直测杆）回。

实验一直线度误差的测量一、实验目的掌握按“节距法”测量直线度误差的方法。

二、测量原理及数据处理对于很小表面的直线度误差的测量常按“节距法”，应是将被测平面分为若干段，用小角度度量仪（水平仪、自准直仪）测出各段对水平线的倾斜角度，然后通过计算或图解来求得轮廓线的直线度误差。

本实验用合像水平仪。

具体测量方法如下：将被测表面全长分为n段，每段长l=L/N应是桥板的跨距。

将桥板置于第一段，桥板的两支承点放在分段点处，并把水平仪放在桥板上，使两者相对固定（用橡皮泥粘住）记下读数a1（单位为格）。

然后将桥板沿放测表面移动，逐段测量下去，直至最后一段（第n段）。

如图1每次移l，并要使支承点首尾相接，记下每段读数（单位为格）a1、a2、……a n。

最后按下列步骤（见例）列表计算出各测量点对两端点连线的直线度偏差Δh i，并取最大负偏差的绝对值之和作为所求之直线度误差。

[例]设有一机床导轨，长2米（L=2000mm），采用桥板跨距l=250mm，用分度值c=0.02mm/m的水平仪，按节距法测得各点的读数a i（格）如表1。

表1也可用作图法求出直线度误差，如图2。

作图法是在坐标纸上，以导轨长度为微坐标，各点读数累积为纵坐标，将测量得到的各点读数累积后标在坐标上，并将这些坐标点连成折线，以两端点连线作为评定基准，取最大正偏差与最大负偏差的绝对值之和，再换算为线值（μ），即为所求之直线度误差。

测量导轨直线度误差时，数据处理的根据，可由下图看出：（图3）A i — 导轨实际轮廓上的被测量点（i =0、1、2、……、n ）； a i — 各段上水平仪的读数（格）； Y i — 前后两测量点（i -1，i ）的高度差；h i — 各测点（A i ）到水平线（通过首点A 0）的距离（μ），显然1'in i i h y ==∑'i h — 在测量点A i 处，导轨的倾斜量（μ）； Δh i — 测量点A i 对导轨首末两端点连线（A 0，A n ）的直线度误差（μ）（显然Δh 0=0，Δh n =0）；l — 桥板跨距，即各测量段长度l =L /n (mm)，L ——导轨全长（mm ），n ——测量段数； c —水平仪的分度值0.01mm/米·格。

互换性实验指导书机械工程学院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；千分表；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，调整指示表示值零位。

5.抬起指示表测头，将被测件放在指示表测头下，取下量块，记录下指示表的读数。

6.量块的尺寸与指示表的读数之和就是被测件的尺寸。

7. 记录数据；五、思考题量块按“等”测量与按“级”测量哪个精度比较高？实验二常用量具的使用一、实验目的1、正确掌握千分尺、内径百分表、游标卡尺的正确使用方法；2、掌握对测量数据的处理方法；3、对比不同量具之间测量精度的区别。

二、实验仪器设备外径千分尺；内径百分表；游标卡尺；轴承等。

三、实验原理分度值的大小反映仪器的精密程度。

一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“允许误差”（尺寸偏差）相应也越小。

学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意要以后的实验中恰当地选择使用。

互换性与测量技术基础实验指导书机械制造教研室注意事项一、学生在上课前应认真阅读实验指导书和实验装置、仪器设备的介绍，了解实验目的、测量方法、测量步骤和测量结果的处理。

二、学生应按规定的时间来做实验。

进实验室后按要求签到。

如有特殊情况必须办理请假手续，并尽快利用空闲时间来补做实验。

三、学生在做实验过程中应保持良好的环境，爱护室内公共卫生，遵守实验室相关规定。

四、在开始实验时，应严格遵守操作规程，听实验指导老师讲解全过程后，方可开展实验，使用仪器和器具。

填写实验记录要认真仔细，独立完成每项实验的全部测量过程。

五、在实验教学过程中，如发生事故，应停止实验，及时通报，经实验指导老师查明原因，排除故障后，再恢复实验的正常进行。

六、实验完毕，应将使用过的量具、仪器、附件和工件的金属表面擦洗干净，归还原处，主动清理实验现场后，经指导老师认可同意，方可离开实验室。

七、实验报告应在规定的时间内，交给实验指导老师批阅。

八、实验室为开放性的实验室，与实验指导老师预约后，可以利用空闲时间开设不作要求的实验，熟悉仪器设备的使用和操作，加深基本概念的理解，提高检测动手能力。

实验一 光滑工件轴颈尺寸的测量一、实验目的熟悉使用外径千分尺测量轴颈尺寸误差的方法和特点。

认真体会“局部实际尺寸（实 际误差）”概念。

二、设备与器材外径千分尺１个和实验用轴1个。

三、实验原理与方法1.机械外径千分尺的简介：千分尺是比游标卡尺更精密的长度测量仪器。

常见的机械千分尺如下图所示。

它的量程为25mm ，分度值是0.01mm ，由固定的尺架、测砧、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置和锁紧装置等组成。

2.外径千分尺刻度及分度值说明：（1）固定套管上的水平线上、下各有一列间距为1mm的刻度线，上刻度线在下侧两相邻刻度线中间。

（2）微分筒上的刻度线是将圆周分为50等分的水平线，它是做旋转运动的。

（3）根据螺旋运动原理，当微分筒旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距——0.5mm 。

机械工程学院基础课部实验指导书宁夏大学机械工程学院2012年10月目录前言 (1)一、《公差和技术测量》 (2)实验一用自准直仪测量导轨直线度误差 (4)实验二用电感式轮廓仪测量表面粗糙度……………………………………实验三齿轮公法线平均长度偏差和公法线长度变动测量 (6)实验四齿轮齿距偏差和其累积误差的测量 (7)前言实验是理工科教育必不可少的教学内容，通过实验可帮助学生验证和巩固课堂知识，加深对课堂内容的理解，同时培养了学生的动手能力，增强感性认识。

若是把实验方法、理念加以修正、更新，把验证型实验升级为综合型、设计型实验则能培养训练学生使用知识、分析问题解、决问题的能力，达到培养创新能力的目的。

为此，及时修订编撰实验教学指导书使其和人才培养计划相适应是十分必要的。

而指导书的编写水平也是衡量一个教师，一个学校，教学、科研水平的主要标志之一。

目前，我院四个本科专业共开设158门课程（包括通识课、通修课、专业方向模块课）。

有90门课需要进行实践教学，其中有44门课需开出216个实验。

又有28个实验雷同于四专业之间，23个实验共享在“电工电子实验中心”、“基础化学实验中心”和“土木水利学院力学实验室”。

这样我院的机械基础、机械工程及自动化、过程装备和控制工程、交通运输、农业机械化及其自动化五个实验室所涵盖的20个子实验室需承担165个实验。

为了进一步提高我院实验教学水平，培养本科生的综合素质，学院于2005年7月5日发出了编辑修订《机械工程学院实验指导书》的通知，立即得到学院四系一部广大教师的大力支持，并于2005年10月10日前完成了31门课189个实验项目（包括选做）的指导书编写，翌年5月7日完成补充修订。

可喜的是有些实验指导书和教材是教师和实验员在完成教改课题和毕业设计课题中自行研制开发的，填补了实验空白，丰富了实验内容。

为了适应大类招生，先期教学计划打通、后期教学计划分专业进行的教学模式需要，本次编写的实验指导书分为五册。

互换性与技术测量实验指导书刘惠娟景晖桂林电子科技大学学生实验须知1.在规定时间准时进入实验室，除有关书籍和文具外，其它物品一侓不准带入实验室。

2.进入实验室后，严禁随地吐痰；严禁吸烟和乱抛纸屑，保持室内清洁和安静。

3.凡与本实验无关的仪器均不得乱动。

4.实验前，首先预习实验指导书，在指导老师的同意下方可使用仪器。

5.严格遵守仪器的使用规则，操作要细心。

仪器的光学镜头严禁用手摸或用手帕擦模。

6.实验时如仪器发生故障应立即告诉指导老师，不得自行拆修。

7.实验完毕，将仪器、被测工件整理好，认真填写实验报告，并将实验报告交指导老师审阅后才可离室。

8.实验成绩为期终考查之一，必须保存全部实验报告。

9.凡遇不遵守实验规则时，指导教师可随时停止其实验。

目录1实验一用光切法测量表面粗糙度2实验二形状误差的测量2实验二位置误差的测量3实验三齿轮齿圈径向跳动的测量3实验三齿轮公法线长度及其变动的测量3实验三在双啮仪上对齿轮的综合测量4实验四影像法测量零件尺寸实验实验一用光切法测量表面粗糙度一、实验目的：1．掌握应用光切法测量表面粗糙度的基本原理。

2．练习用9J光切显微镜测量Rz、Ry及S的方法。

二、仪器及其工作原理应用光切原理设计而成的测量表面粗糙度的仪器称为光切显微镜（或双管显微镜）。

我国生产的光切显微镜有JSG—I型和9J型，光切显微镜适于测量微观不平度+点高度Rz 、轮廓的最大高度 Ry，以及较规则表面（如车、下、铣、刨等）的轮廓单峰平均间距S和轮廓微观不平度的平均间距Sm值。

9J型光切显微镜的外型如图3—1所示，仪器测量的微观不平高度范围为（0.8—63）um，其工作原理如图3—2所示。

图 3— 1图 3— 2由光源1发出的光线经聚光镜2和狭缝3，物镜4后，成为具有一定宽度的平行光束，以倾斜45º的方向照射在被测表面上。

由于被测表面的微观不平度，表面的波峰在S点发生反射，波谷在S′点发生反射。

通过观察显微镜的物镜，它们各成象在分化板5的A点和A′点，在目镜观察到的是一条与被测表面轮廓一致的弯曲亮带，通过目镜分化板与测微鼓可测出A点和A′点之间的距离R′,被测表面微观不平高度R既为：R = R′× E ( um)式中E—为仪器分度值，（与投射角（45 º），目镜千分尺结构和物镜放大倍数有关。

互换性与测量技术实验指导书主编：唐芬南湖南工业大学机械工程学院目录实验一：用立式光学比较仪测量轴的直径 (1)实验二：用内径指示表测内孔 (7)实验三：直线度误差测量 (10)实验四：用双管显微镜测量表面粗糙度 (18)实验一、用立式光学比较仪测量轴的直径线性尺寸可以用相对测量法(比较测量法)进行测量。

相对测量常用的量仪有机械、光学、电气和气动比较仪等几种，本实验用立式光学比较仪测量外尺寸，用比较仪测量时，先用量块(或标准器)调整量仪示值零位，测量工件所得的示值为被测尺寸相对于量块尺寸的偏差。

一、实验目的1．了解光学比较仪的结构并熟悉它们的示值零位调整方法和使用方法;2．熟悉量块的使用与维护方法。

图1-2 光学比较仪系统的光学二、用立式光学比较仪测量光滑极限塞规1．量仪说明和测量原理立式光学比较仪也称立式光学计，是一种精度较高且结构不复杂的光学仪器，用于测量外尺寸。

图1-1为量仪外形图;量仪主要由底座12、立柱16、横臂14、直角形光管4和工作台10等几部分组成。

量仪的光学系统安装在光管内，光学系统如图1-2所示。

光管工作时的测量原理是光学杠杆放大原理。

光线经反射镜6、棱镜7投射到分划板4上的刻度尺9(它在分划板左半面)。

分划板位于物镜2的焦平面上。

当刻度尺9被照亮后，从刻度尺发出的光束经直角转向棱镜3，物镜2形成平行光束，投射到平面反射镜1上。

光束从反射镜1反射回来，在分划板4右半面形成刻度尺9的影象，从目镜5可以观察到该影象和一条固定指示线。

刻度尺上有一条零刻线。

它的两侧各有100条均布的刻线，这些刻线与零刻线构成200格刻度间距。

零刻线位于固定指示线上。

测量时，若反射镜1垂直于物镜2的主光轴，则分划板右半面胸刻度尺影象与其左半面的刻度尺的上下位置是对称的，即零刻线影象位于固定指示线上。

如果反射镜1与物镜2的主光轴不垂直，则分划板右半面的刻度尺影象就相对于其左半面的刻度尺上下移动。

参看图1-3所示的光学比较仪测量原理图(图中没有画出图1-2中的直角转向棱镜)，从图1-3．光学比较仪测量原理图物镜焦平面上的焦点C 发出的光线，经物镜后变成一束平行光投射到平面反射镜P 上。

互换性与技术测量实验指导书机械设计制造及其自动化教研室编2011.09目录实验1 用立式光学计测量塞规 (2)实验2用内径百分表测量内径 (5)实验3 直线度误差的测量 (8)实验4 平行度与垂直度误差的测量 (12)实验5 表面粗糙度的测量 (15)实验6 工具显微镜长度、角度测量 (19)实验1 用立式光学计测量塞规一、实验目的1、了解立式光学计的测量原理；2、熟悉立式光学计测量外径的方法；3、加深理解计量器具与测量方法的常用术语。

二、实验内容1、用立式光学计测量塞规；2、由国家标准GB／T 1957—1981《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，与测量结果进行比较，判断其适用性。

三、计量器具及测量原理立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学测量仪。

其所用长度基准为量块，按比较测量法测量各种工件的外尺寸。

图1为立式光学计外形图。

它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。

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2b 所示。

照明光线经反射镜l照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。

由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束。

若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺的像7与刻度尺8对称。

若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α(图2a)，则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度尺像7产生位移t(图2c)，它代表被测尺寸的变动量。

物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f，设b为测杆中心至反射镜支点间的距离，s为测杆5移动的距离，则仪器的放大比K为当a很小时，，因此光学计的目镜放大倍数为12，f=200mm，b=5mm，故仪器的总放大倍数n为由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。

图1 立式光学计外形图图2 立式光学计测量原理图四、测量步骤1、按被测塞规的基本尺寸组合量块；2、选择测头。

互换性与技术测量实验指导书机械工程实验室2008-10合象水平仪测量直线度误差一、实验目的1、掌握用合象水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。

2、加深对直线度误差的定义及理解。

二、实验内容用合象水平仪测量直线度误差。

三、计量器具说明与测量原理为了控制机床、仪器导轨及长轴的直线度误差，常在给定平面（垂直平面或水平平面）内进行检测，常用的测量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平仪和自准直仪等测定微小角度变化的精密量仪。

由于被测表面存在直线度误差，测量器具置于不同的被测部位上时，其倾斜角将发生变化，若节距（相邻两点的距离）一经确定，这个微小倾角与被测两点的高度差就有明确的函数关系，通过逐个节距的测量，得出每一变化的倾斜度，经过作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。

合象水平仪因具有测量准确、效率高、价格便宜、携带方便等特点，在直线度误差的检测工作中得到广泛采用。

合象水平仪的结构，主要由微动螺杆、螺母、底盘水准仪、棱镜、放大镜、杠杆以及具有平面和V形工作面和底座等组成。

如图3-1所示。

1、水准器2、棱镜3、放大镜4、杠杆5、测量机构6、底板7、测量机构8、微动螺杆图3-1 合象水平仪合象水平仪是利用棱镜将水准器中的气泡像复合放大，以提高读数时的对准精度，利用杠杆和微动螺杆传动机构来提高读的精度和灵敏度,其工作原理见本指导书第二篇。

合象水平仪置于被测工件表面上，若被测两点相对自然水平线不等高时，将引起两端的气泡像不重合，转动度盘使气泡像重合，此时合象水平仪的读数值即为该两点相对自然水平面的高度差，刻度盘读数与桥板跨距L之间的关系为：h= i·L·a四、测量步骤；1、量出零件被测表面总长，将总长分为若干等分段（一般为6～12段）确定每一段的长度（跨距）L，并按L调整可调桥板两圆柱的中心距。

2、将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板从首点依次放在各等分点位置上进行测量。

到终点后，自终点再进行一次回测，回测时桥板不能调头，同一测点两次读过的平均值为该点的测量数据。

《互换性与测量技术》实验指导书机械工程与自动化学院实验一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1．内径百分表国产的内径百分表，常由获得测头工作行程不同的七种规格组成一套，用以测量10－450MM的内径，特别适用于深孔，其典型结构如图1所示。

内径百分表是用它的可换测头3（测量中固定不变）和活动测头2跟被测孔壁接触进行测量的。

仪器盒内用几个长短不同的可换测头，使用时可按被测尺寸的大小来选择。

测量时，活动测头2受到一定的压力，向内推动镶在等臂直角杠杆1上的刚球4，使杠杆1绕6回转，并通过长接杠5推动百分表测杆而进行读数。

在活动测头的两侧，对称的定位板8。

装上测头2后，即于定位板连成一个整体。

定位板在弹簧9的作用下，对称地压靠在被测头的孔壁上，以保证测头的轴线处于被测孔的直径截面内。

2．卧式测长仪卧式测长仪是以精密刻度尺为基准，利用读数显微镜进行，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，故常成为万能测长仪。

卧式测长仪的外观如图2所示。

在测量过程中，镶有一条精密的毫米刻度尺（图2中的38）的测量轴38随着被测尺寸大的大小在测量轴承座内作相应的滑动。

当测头接触被测部分后，测量轴就停止滑动。

图2.34读数显微镜，读数显微镜（34），装于壳体（43）上。

目镜（32）的视度，在测量时可以旋转视度圈（33）调整。

手轮（35）可以带动移动分划板移动。

手轮（31）可以使整组目镜在测量轴线方向作少量移动，测量时可以用其迅速对正零位（或起始值）。

（48）是锁紧螺钉，在移动（31）之前必须先将其松开，对准以后再将其锁紧，然后再进行测量。

实验一直线度误差的测量一、实验目的掌握按“节距法”测量直线度误差的方法。

二、测量原理及数据处理对于很小表面的直线度误差的测量常按“节距法”，应是将被测平面分为若干段，用小角度度量仪（水平仪、自准直仪）测出各段对水平线的倾斜角度，然后通过计算或图解来求得轮廓线的直线度误差。

本实验用合像水平仪。

具体测量方法如下：将被测表面全长分为n段，每段长l=L/N应是桥板的跨距。

将桥板置于第一段，桥板的两支承点放在分段点处，并把水平仪放在桥板上，使两者相对固定（用橡皮泥粘住）记下读数a1（单位为格）。

然后将桥板沿放测表面移动，逐段测量下去，直至最后一段（第n段）。

如图1每次移l，并要使支承点首尾相接，记下每段读数（单位为格）a1、a2、……a n。

最后按下列步骤（见例）列表计算出各测量点对两端点连线的直线度偏差Δh i，并取最大负偏差的绝对值之和作为所求之直线度误差。

[例]设有一机床导轨，长2米（L=2000mm），采用桥板跨距l=250mm，用分度值c=0.02mm/m的水平仪，按节距法测得各点的读数a i（格）如表1。

也可用作图法求出直线度误差，如图2。

作图法是在坐标纸上，以导轨长度为微坐标，各点读数累积为纵坐标，将测量得到的各点读数累积后标在坐标上，并将这些坐标点连成折线，以两端点连线作为评定基准，取最大正偏差与最大负偏差的绝对值之和，再换算为线值（μ），即为所求之直线度误差。

测量导轨直线度误差时，数据处理的根据，可由下图看出：（图3）A i — 导轨实际轮廓上的被测量点（i =0、1、2、……、n ）； a i — 各段上水平仪的读数（格）；Y i — 前后两测量点（i -1，i ）的高度差；h i — 各测点（A i ）到水平线（通过首点A 0）的距离（μ），显然1'in i i h y ==∑'i h — 在测量点A i 处，导轨的倾斜量（μ）； Δh i — 测量点A i 对导轨首末两端点连线（A 0，A n ）的直线度误差（μ）（显然Δh 0=0，Δh n =0）；l — 桥板跨距，即各测量段长度l =L /n (mm)，L ——导轨全长（mm ），n ——测量段数； c —水平仪的分度值0.01mm/米·格。

互换性实验指导书互换性与测量技术实验指导书测控技术教研室机械与汽车⼯程学院实验⼀尺⼨误差测量⼀、实验⽬的1. 了解⽴式光学计的测量原理。

2. 熟悉⽤⽴式光学计测量外径的⽅法。

3. 加深理解计量器具与测量⽅法的常⽤术语。

⼆、实验内容1. ⽤⽴式光学计测量赛规。

2. 根据测量结果，按国家标准GBl957—81《光滑极限量规》查出被测塞规的尺⼨公差和形状公差，作出适⽤性结沦。

三、测量原理及计量器具说明投影⽴式光学计⽤于长度测量，其测量⽅法属于接触测量，⼀般⽤相对测量法测量轴的尺⼨。

光学计⽐较仪是⼀种精密度较⾼、结构简单的常⽤光学仪器，除主要⽤于轴类零件的精密测量外，还⽤来检定5 等（3、4级）量块。

本仪器采⽤光学投影读数⽅法，它操作⽅便、⼯作效率较⾼。

同时本仪器的投影屏采⽤腊屏新技术，并在其腊屏前设置⼀块读数放⼤镜，对提⾼刻线的成像质量及整个视场获得较匀称的主观亮度有⼀定的效果。

（⼀）仪器结构：仪器结构如图1-1 所⽰，投影光学计管是由上端壳体12及下端测量管17⼆部分组成的，上端壳体12 内装有隔热⽚、分线板、反射棱镜、投影物镜、直⾓棱镜、反射镜、投影屏及放⼤镜等光学零件，在壳体的右侧上装有调节零位的微动螺钉4，转动微动螺钉4 可使分划板得到⼀个微⼩的移动⽽使投影屏上的刻线迅速对准零位。

测量管17插⼊仪器主体横臂7内，其外径为? 28d，在测量管17内装有准直物镜，平⾯反射镜及光学杠杆放⼤系统的测量杆，测帽9 装在测量杆上，测量杆上下移动时，测量杆上端的钢珠顶起平⾯反射镜，致使平⾯反射镜座以杠杆板上的另⼆颗钢珠为摆动轴，⽽倾斜⼀个? ⾓，其平⾯反射镜与测量杆是由⼆个抗拉弹簧牵制，对测定量块或量规有⼀定的压⼒。

测量杆下端露在测量管17 外，以备套上各种带有硬质合⾦头的测帽。

测量杆的上下升降是借助于测帽提升器9 的杠杆作⽤，⽴式提升器9上有⼀个滚花螺钉，可以调节其上升距离，达到⽅便地使被测⼯件推⼊测帽下端，并靠两个抗拉弹簧的拉⼒使测头与被测⼯件良好接触。

互换性与测量技术基础实验指导书注 意 事 项一、学生在上实验课前，应认真阅读实验指导书和实验装置、仪器设备的介绍， 了解实验目的、测量方法、测量步骤和测量结果的处理。

二、学生应按规定时间来做实验。

进入实验室后，按要求签名报到。

如有特殊情 况，必须办理请假手续，并尽快利用空闲时间补做实验。

三、学生在做实验过程中，应该保持良好的学习环境，爱护室内公共卫生，遵守 实验室相关规定。

四、在开始实验时，应严格遵守操作规程，听实验指导老师讲解操作全过程后， 方可开展实验，使用仪器和量具。

填写实验记录要认真仔细，独立完成每项 实验的全部测量过程。

五、在实验教学过程中，如发生事故，应停止实验，及时通报，经实验指导老师 查明原因，排除故障后，再恢复实验的正常进行。

六、实验完毕，应将使用过的量具、仪器、附件和工件的金属表面擦洗干净，归 还原处，主动清理实验现场后，经指导老师认可同意，方可离开实验室。

七、实验报告应在规定的时间内，交给实验指导老师批阅。

实验成绩占本门课程 总成绩的 10％。

目 录实验一 光滑工件轴径尺寸的测量.................................................................................................1实验二 导轨直线度误差测量.......................................................................................................5实验三齿轮齿圈径向跳动测量 (9)实验一 光滑小球直径的测量一、实验内容在立式光学比较仪或投影立式光学计上，以量块为基准，用比较测量法， 测量光滑小球直径。

二、实验目的1．了解光学比较仪的工作原理和结构。

2．熟悉测量技术中常用的度量指标和量块、量规的实际运用。

3．掌握光学比较仪的调整步骤和测量方法。

实验指导书互换性与测量技术适用专业：工科本科机械工程学院实验一、轴径的测量一、实验目的1．加深对测量技术中常用术语及测量误差的认识和理解。

2．了解万能工具显微镜的测量原理及结构特点，学习其使用方法。

二、实验设备：万能工具显微镜：仪器主要技术指标：纵向测量范围：0～200mrn横向测量范围：0～100mm 分度值：0.0005mm圆工作台：角度示值范围0～360°，分度值：3´测角目镜：角度示植范围0～360°，分度值：1´立住倾斜角度范围：土15°，分度值：10´使用附件：物镜、测角目镜、顶针架三、测量原理及计量器具说明1、仪器用途工具显微镜用于测量螺纹规，螺纹刀具，齿轮滚刀以及轮廓样板等。

它分为小型、大型，万能和重型等四种形式。

它们的测量精度和测量范围各不相同，但基本原理是相似的。

19JC型万能工具显微镜可用影像法、轴切法或接触法按直角坐标或极坐标对机械工具和零件的长度，角度和形状进行精密测量。

本实验用影像法。

2、工作原理图1为万能工具显微镜的外形图，它主要由目镜5，工作台15，底座16，支座，立柱13，悬臂等部分组成。

转动手轮，可使立柱绕支座左右摆动，转动9及17.18，可使工作台纵横向移动。

仪器的光学系统如图2所示。

由光源1发出的光束经聚光镜2、可变光阑3、滤光片4、反射镜5；聚光镜6成为平行光束，透过玻璃工作台7后，对工件进行投影。

被测工件的投影轮廓经物镜组8、反射棱镜9投射到目镜11的焦平面处的米字线分划板10上。

从而在目镜11观察到放大的轮廓影。

另外，也可用反射光源，照亮被测工件表面，同样在目镜11中观察到放大的轮廓影。

1. 2. 人工编码置数器；3. 螺钉；4. 弹簧夹；5.双向目镜；6. 瞄准显微镜；7. 反射照明器；8. Y向滑台；9. 制动手轮；10. 地脚螺钉；11. 微动手轮；12. 螺钉；13. 压板；14. 压板座； 15. 玻璃工作台； 16. 底座 17. 旋手18. 制动手轮 19. 微动手轮 20．纵向滑台X 21.22. 复零按钮 23．数显箱图1图3a为仪器的目镜外形图，它由玻璃分划板，中央目镜，角度读数目镜，反射镜和手轮等组成。

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4—1齿轮周节偏差和周节积累误差得测量4—2齿圈径向跳动的测量4—3齿轮公法线长度变动量和公法线平均长度的测量4—4基节偏差的测量4—5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、 加深对表面粗糙度和微观不平度十点高度R Z 的理解。

3、 熟悉表面粗糙度R Z 、R a 、Ｒy 、R q 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R Z 的值。

用手持式粗糙度仪测量表面粗糙度R Z 、R a 、Ｒy 、R q 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R Z 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1—1R Z =55151∑∑==+i vii pi y y式中：y pi —第i 个最大的轮廓峰高 y vi —第i 个最大的轮廓谷深图1—1光切显微镜主要用于测量表面粗糙度参数R Z ，也可测量R y 。

实验一用双管显微镜测量表面粗糙度一、实验目的1. 熟悉表面粗糙度的主要评定参数；2. 掌握表面粗糙的常用测量方法。

二、测量原理及仪器说明双管显微镜是根据“光切法原理”制成的光学仪器，一般用它测量表面不平度高度R z。

其测量范围取决于选用的物镜放大倍数。

通常适合于测量R z=0.8～80μm的表面粗糙度（有时也可用来测量零件刻线的槽深等）。

仪器的主要性能如表1所列。

仪器外形及各部分功能见图1及其说明。

利用光切法测量表面粗糙度的原理如图2所示。

表1物镜放大倍数N7×14×30×60×视场直径（mm） 2.5 1.3 0.6 0.3测量范围R z（µm）80～10 20～3.2 6.3～1.6 3.2～0.8目镜套筒分度值（µm） 1.26 0.63 0.294 0.145光线经狭缝形成一条扁平的带状光束，以45°的角度投射到被测表面上，有如一平面以45°方向与被测表面相切一样[图2（b）]。

由于被测表面并非理想平面，因此截面与被测表面的交线应出现凹凸不平的轮廓线。

在另－45°方向观察，就可以见到该轮廓线的影像，此凹凸不平即反映被测表面的不平度，其不平度见图2（a）所示。

'cos 45h h N或者 'cos 45h hN式中'h －为45°方向上的影像高度。

影像高度'h 是用目镜测微器来测量的，由于测微器的十字刻线与测微器读数方向成45，所以，当用十字线中的任一直线与影像峰、谷相切来测量波高时，波高'''cos 45h h ,''h 为刻线移过的实际距离，即测微器两次读数差，如图2（c ），所以被测表面凹凸不平的高度为''cos 45cos1''2h hh N N测微器刻度套筒每转一格，十字线在目镜视场内沿移动方向移动的距离为0.0175mm 或17.5μm 。