互换性与技术测量实验指导书

《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。

互换性与测量技术实验报告⒈ 工件：工件编号： 表面粗糙度要求： ⒉ 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 ⒊ 测量结果：实测值：R Z1 = R Z2 = R Z3 = 被测工件表面微观不平度十点高度R Z R Z =3321Z Z Z R R R ++ = 微米TR200粗糙度仪测量数据适用性结论： 该工件表面用TR200粗糙度仪测量的R a = 微米。

换性与测量技术实验报告⒈被测塞规标记：量规公差带图被测塞规形状公差：微米⒉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：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：互换性与测量技术实验报告4—1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 а= 齿轮精度标注：齿距极限偏差f pt = 微米 齿距累积公差F P = 微米 2．测量仪器名称： 分度值： 测量范围：基准齿距的偏差值K P ：K P =Zf npt ∑∆1相对=测量结果：齿距偏差△f pt = 微米 合格性结论： 齿距累积误差△F P = 微米 合格性结论：齿距累积误差作图：4—2 齿圈径向跳动测量1．被测齿轮编号：模数m= 齿数Z= 齿形角а=齿轮精度标注：齿圈径向跳动公差F r = 微米2．测量仪器名称：分度值：测量范围：模数直径4—3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：模数m= 齿数Z= 齿形角а=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 =9Z+ 0.5 = 公法线公称长度W = 毫米公法线平均长度的上偏差E wms =E ss cosа—0.72F r sinа= 毫米公法线平均长度的下偏差E wmi = E si cosа+ 0.72F r sinа= 毫米2．测量仪器名称：分度值：测量范围：3．测量记录：单位：毫米测量结果：公法线长度变动量Fw = W mas—W min = 微米公法线平均长度__W= 毫米公法线平均长度的偏差E wm =__W—W= 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E wm1．被测齿轮编号：模数m= 齿数Z= 齿形角а=齿轮精度标注：基节极限偏差f Pb = 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：齿轮基节偏差合格性结论1．被测齿轮编号： 模数m= 齿数Z= 齿形角 а= 变位系数齿轮精度标注： 齿厚极限偏差：E SS = 毫米 齿顶园公称直径： 毫米 E Si = 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△D e 毫米 分度园弦齿高h '2242)]}cos(1[1{DeZXtg Z m h ∆++-+='απ= 分度园公称齿厚S)(24ZXtg mZSin S απ+== 单位：毫米齿厚实际偏差△E S 毫米 合格性结论：。

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。

课程名称：《互换性与技术测量实验》授课专业：授课班级：周学时：总学时：10学分：任课教师：实验一、普通长度量器具的应用一、实验目的：1.熟悉千分尺、游标卡尺、光学比较仪的读数原理，了解其结构；2.熟悉光滑工件尺寸的检验标准（GB3177—82），掌握普通长度量器具的选择及其使用方法。

二、实验内容：根据被测零件的极限尺寸要求，按GB3177—82，求出验收极限，用外径千分尺（即外径分厘卡）测出被测零件的实际尺寸，判断被测零件尺寸是否合格。

用游标卡尺测量未注公差尺寸，根据极限尺寸判断被测零件尺寸是否合格。

了解比较测量的方法，用光学比较仪测量塞规轴径。

三、光滑工件尺寸的检验标准概述：工件公差是限制工件误差的。

为了保证工件的配合质量，还应考虑工件上可能存在的形状误差。

为了尽可能地保证工件不超越最大极限尺寸和最小极限尺寸，验收极限是从规定的最大极限尺寸和最小极限尺寸分别向工件公差内移动一个安全裕度（A）来确定，如图1—1所示。

因此验收极限是对有配合要求工件进行验收的界限，为一规定的尺寸。

内缩后的验收极限，是指最后工序加工合格的工件的验收极限。

至于工序间的检验，在保证验收符合标准规定的前提下，可以采用内缩或不内缩的检验极限，由各行各业或工厂单位具体确定。

安全裕度A直接关系产品的质量和生产的经济性。

如A值较大，易于保证工件的配合质量，同时也可选择较低精度的计量器具进行检验，但占用了较多的工件公差，留给工件的加工公差相应地小了，因而加工经济性较差；如A值较小，则要求选择更精确的计量器具，但使工件的加工公差相应地增大，因而生产的经济性又较好。

因此，验收极限的确定，必须从技术和经济方面进行综合分析，要合理分配测量过程和加工过程占用工件公差的比例，以达到技术经济指标最佳的目的。

采用内缩方案，按标准规定的安全裕度确定验收极限，既可控制误收率，保证产品质量，又考虑了工件形状误差的影响，满足产品的配合要求。

用千分尺来测量有配合要求工件的尺寸时，一般可用于检验IT7～IT8级的轴类零件。

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。

互换性与技术测量实验指导书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。

《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：目录实验一长度测量 (3)实验二表面粗糙度测量 (9)实验三齿轮齿圈径向跳动的测量 (13)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（b）所示。

（a）（b）图1-1杠杆式卡规的工作原理图当测量杆1移动时，使杠杆2转动，在杠杆的另一端装有扇形齿轮，可使小齿轮3和装牢在小齿轮轴的指针4转动，在刻度盘5上便可读出示值。

为了消除传动中的空程，装有游丝6。

测量力由弹簧8产生。

为了防止测量面磨损和测量方便，装有退让器9。

杠杆千分尺刻度值有0.001毫米和0.002毫米两种（现在使用的是前者），表盘的示值范围±0.02毫米，测量力是500-800克，测力变化不大于100克。

2.立式数显光学计立式光学计又称光学比较仪，集光电、机电于一体，是我国最先进的数显式光学仪器。

直接测量可以达到10毫米。

测量结果可以根据需要选择工、英制在显示屏上显示，也可以在任意位置置零。

当被测工件大于10毫米时，在测量前用量块（或标准件）对准零位，被测尺寸与量块尺寸的差值在屏幕上读得。

立式数显光学计对五等量块和一级精度的量块，球形和圆柱形工件得直径和不圆度，线型、板型、金属及非金属薄膜的厚度和平行度进行高精度测量。

仪器基本度量指标：数显最小显示值0.0001毫米直接测量显示值范围10毫米仪器比较测量范围0～200毫米示值误差：0－0.2mm比较测量时：±0.00025mm0－10mm直接测量时：±0.0005mm⑴仪器结构：见图1-5.图1-5 立式数显光学计结构简图1－数字显示器 2－测量计管锁紧螺钉 3－光学计管 4－测杆5－测帽锁紧螺钉 6－工作台 7－电源开关 8－打印键 9－公英制转换键 10－置零键 11－底座 12－调平手轮 13－测帽 14－提升器 15－信号电缆 16－升降螺母 17－横臂锁紧螺钉 18－横臂 19－立柱⑵仪器工作原理JDG-S2立式光学计使用的是每㎜100线的光栅，栅距为10μm.光电接收后，经过软件进行100细分后，显示当量为10μm/100=0.1μm 。

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。

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》 实验指导书湘潭大学机械工程学院二零一零年三月目录实验一：用比较仪测量光滑极限量规--------------------------------3实验二：用内径指示表测内孔------------------------------------------8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-----------------------------15实验五：用正弦尺测量圆锥度-----------------------------------------20实验六：三针法测量螺纹中径-----------------------------------------22实验七：齿轮公法线的测量---------------------------------------------25实验八：齿轮的齿距偏差和累积误差的测量------------------------282实验一、用比较仪测量光滑极限量规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。

二、实验仪器1．立式光学计；2．数显立式光学计。

三，实验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。

互换性与测量技术实验指导书北方工业大学机械实验室2017年3月实验一尺寸测量实验1-1用立式光学计测量轴径一、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。

二、实验内容用立式光学计测量工件的外径三、测量器具1．立式光学计2．块规四、测量器具简介立式光学计是一种精度较高、结构简单的常用光学仪器。

常用来检定5等、6等量块、光滑极限量规及测量相应精度的零件。

（五）测量步骤：1、按被测零件的基本尺寸组合所需量块尺寸。

一般是从所需尺寸的未位数开始选择，将选好的量块用汽油棉花擦去表面防锈油，并用绒布擦净．用少许压力将两量块工作面相互研合。

2、将组合好的块规组放在工作台上，松开横臂紧固螺钉，转动调节螺母，使横臂连同光管缓慢下降至测头，与量块中心位置极为接近处（约0．lmm的间隙）将螺钉拧紧。

3、松开光管紧固螺钉，调整手柄，使光管缓馒下降至测头与块规中心位置接触，并从目镜中看到标尺象，使零刻线外于指标线附近为止。

调节目镜视度环，使标尺像完全清晰（可配合微调反光镜）。

锁紧螺钉，调整微调旋钮，使刻度尺像准确对好零位。

4、按压测帽提升杠杆2～3次，检查示值稳定性，要求零位变化不超过l／10格，如超过过多应寻找原因，并重新调零（各紧固螺钉应拧紧但不能过紧，以免仪器变形）。

5、按下测帽提升杠杆，取下规块组，将被测部件放在工作台上（注意一定要使被测轴的母线与工作台接触，不得有任何跳动或倾斜）。

6、按压测帽提升杠杆多次，若示值稳定，则记下标尺读数（注意正负号）。

此读数即为该测点轴线的实际差值。

7、在轴的三个横截面上，相隔90度的径向位置上共测六个点（如图1-1），并按其的验收极限判断其合格性。

（六）注意事项1、测量前应先擦净零件表面及仪器工作台。

2、操作要小心，不得有任何碰憧，调整时观察指针位置，不应超出标尺示值范围。

图1-1工件测量位置3、使用量块时要正确推合，防止划伤量块测量面。

4、取拿量块时最好用竹摄子夹持，避免用手直接接触量块．以减少手温对测量精度的影晌。

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。

《互换性与技术测量》实验指导书实验地点：机械基础公差实验室福东2实验时间安排：14周三（5.16）下午5、6、7、8材料1011（1～15号）14周四（5.17）下午5、6、7、8材料1011（16～30号）14周五（5.18）下午5、6、7、8材料1012（1～15号）15周四（5.24）下午5、6、7、8材料1012（16～30号）实验预习报告：实验前交陈老师集美大学机械工程学院二00七年十月实验一误差测量和零件合格性评定一、实验目的：1．掌握粗糙度、尺寸误差和形位误差的测量方法以及形位误差的意义。

2．掌握偏摆检查仪、手持式粗糙度仪等相关仪器的使用方法。

3．根据所获得的测量数据，综合利用相关的知识，对零件的合格性作出正确的评定。

二、实验内容：表面粗糙度、尺寸测量、跳动度测量、直线度误差的测量、零件合格性评定；三、测量原理及实验仪器设备概述（一）偏摆检查仪1．测量原理：偏摆检查仪可用来测量园柱零件的径向跳动、端面跳动、直线度及阶梯轴的同轴度，在仪器上加一定附件后还可测量齿轮径向跳动和齿向误差．偏摆检查仪主要是由左右顶针座、底座、支架座等四个部件组成(图1-1)。

前左右顶针座(1，4)用来支持被测工件，支架座3用来支持指示针，左右顶针座，支架座均可沿着底座上的导轨左右滑动。

1、4一左右顶针座：2—底座：3一指示计滑动支座：5、6—锁紧手柄；7—锁紧手柄：8—伸缩手柄图1-1偏摆检查仪结构示意图2．仪器的使用方法：（1）松开左顶针座锁紧手柄6(或5)，左右移动左(或右)顶针座。

使左右两顶针间距离稍小于被测工件的总长，然后锁紧手柄6(或5)。

（2）松开右顶针的锁紧手柄7，将右顶针伸缩手柄8向下压。

使右顶针后退，把工件置于两顶针之间，放开手柄8顶住工件，试转动工件。

使工件能轻便旋转：而又无轴向间隙后锁紧手柄7。

（3）调节指示计(百分表或千分表)，使量头与被测工件表面接触(图2)，(调节指针至零点要有1—2圈压缩)。

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 。