《互换性与技术测量》课程实验指导书1解析

《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。

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。

《互换性与测量技术》实验指导书与实验报告班级姓名学号杭州职业技术学院友嘉机电学院实验一量块的清洗、研合、组合与维护量块是平面平行长度端面量具。

作为生产中长度测量的基准，用于检定和校对量仪和量具。

比较测量，用来作为标准尺寸，调整仪器的零位。

还可用来直接测量高精度工件的尺寸及精密划线。

通过量块作媒介，可使米的光波长度基准逐级地传递到各种量仪和量具上。

最后以量具测量工件，形成了量值传递系统，从而保持量值的统一。

量块上测量面中点至与其下测量面相研合的平面的距离为工作尺寸——中心长度。

尺寸≤5、5mm的量块，尺寸数字刻在测量面上；尺寸＞6mm的量块，数字刻在非测量面上。

量块具有可研合的特性。

用汽油洗净量块，用少许压力将两块量块工作面相互推合后，可使之牢固地联结在一起，因而可按需要，把不同工作尺寸的量块组合起来使用。

其组合原则是：为了减少组合误差，应选尽可能少的量块数目组成所需尺寸。

一般是按需尺寸的末位数开始选择量块。

为了组成各种尺寸，量块时成套制造的，一套包括一定数量的不同尺寸的量块，装成一盒，量块的编套见书P10表2-1。

例：是选择组成尺寸23、265mm所需的量块。

23、265—1、005——————第一块22、26—1、06 ——————第二块21、20—1、2 ——————第三块20、00 ——————第四块即可选择尺寸为1、005，1、06，1、20及20、00mm的量块各一块，组成尺寸23、265毫米。

根据量块中心长度制造的极限偏差和平面平行度偏差划分量块的精度等级，分为四级（0、1、2、3级，其中0级最高）；按检定精度分为5等（1、2、3、4、5等，其中1等最高）。

量块按级使用时，所依据的是刻在量块上的基本尺寸；按等使用时，所依据的则是量块的实际尺寸。

使用量块时，要正确研合，避免划伤测量面。

在测量过程中，严禁碰撞或掉落地上，使用完毕，要用绸布和航空汽油洗净并涂上防锈油。

为了减少温度影响，使用量块时应尽量避免量块与手直接接触，最好用竹镊子夹持，否则将因热膨胀引起测量误差。

互换性与技术测量基础实验指导书实验一形位误差测量一．实验目的1．了解位置度误差的检测原则和基准体现方法；误差的测量原理及方法。

2．熟悉通用量具的使用。

3．加深对平行度、垂直度等位置公差的理解。

二．实验设备测量平板、心轴、精密直角尺、塞尺、百分表、表架、游标卡尺、偏摆检查仪等。

三．实验内容1．图2-1为被测件角座，其上提出四个位置公差要求；（1）顶面对底面的平行度公差0.15;（2）两孔的轴线对底面的平行度公差0.05;(3)两孔轴线之间的平行公差0.35;(4)侧面对底面的垂直度公差0.20;2．轴类零件的圆跳动。

三．实验方法步骤 1．按检测原则1（与理想要素比较原则）测量顶面对底面的平行度误差（图2-1）。

将被测件放在测量平板上，以平板面作模拟基准；调整百分表在支架上的高度，将百分表测头与被测面接触，使百分表指针倒转1～2圈，固定百分表，然后在整个被测表面上沿规定的各测量线上移动百分表支架，取百分表的最大与最小读数之差作为被测表面的平行度误差。

2-1 2-22．按检测原则，测量两孔轴线对底面的平行度误差。

用心轴模拟被测孔的轴线（图2-2 测量两孔轴线对底面的平行度误差），以平板模拟基准，按心轴上的素线调整百分表的高度，并固定之（调整方法同步骤1），在距离为L1的两个位置上测的两个读数M1和M2，被测轴线的平行度误差为：f=LM1−L1M2式中：L——被测轴线的长度。

3．按检测原则1测量两孔轴线之间的平行度误差（图2-3）。

用心轴模拟两孔轴线用游标卡尺在靠近孔口端面处测量尺寸a1及a2，差值（a 1-a2）即为所求平行度误差。

2-34．按检测原则3（测量特征参数原则）测量侧面对底面的垂直度误差（图2-4）。

用平板模拟基准，将精密直角尺的短边垂直于平板上，长边靠在被测侧面上，此时长边即为理想要素。

用塞尺测量直角尺长边与被测侧面之间的最大间隙，测得值即为该位置的垂直度误差。

移动直角尺，在不同位置重复上述测量，取最大误差值为该被测面的垂直度误差。

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 第三章表面粗糙度的检测------------------------------------------------------18 实验一比较法检测表面粗糙度---------------------------------------------18 实验二用光切显微镜测量表面粗糙度----------------------------------------19 实验三用电动轮廓仪测量表面粗糙度----------------------------------------23 第四章形状位置误差的检测----------------------------------------------------28 实验一导轨直线度误差测量------------------------------------------------28 实验二自准直仪测量直线度-------------------------------------------------31实验三轴类零件位置误差的检测---------------------------------------------34 实验四箱体测-------------------------------------------------------------36 第五章齿轮测量----------------------------------------------------------------42实验一齿厚测量------------------------------------------------------------42实验二径向跳动检查仪检测齿圆径向跳动-------------------------------------44实验三周节仪检测齿距偏差和齿距累积误差------------------------------------46第一节技术测量的基本知识第一节技术测量的基本概念一、测量的一般概念技术测量主要是研究对零件的几何参数进行测量和检验的一门技术。

《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)。

《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。

互换性与技术测量实验指导书滨州学院机电工程系2015.9实验规则一、学生在实验前必须复习与本次实验有关的教材内容和预习实验指导书，明确实验目的、方法以及实验过程；二、按照教学安排准时进入实验室，遇有特殊情况必须请假，并及时与实验室联系，尽快补做，无故缺席将作为不合格处理。

三、为保证测量结果的正确性和仪器的正常使用，入室后必须保持安静、整齐、清洁、卫生，不得随地吐痰，严禁吸烟；四、实验过程中应按操作程序正确使用量具、量仪，不得任意拆卸、摆弄。

树立认真负责，一丝不苟的工作态度和爱护国家财产的优良品质；五、实验所用量具、量仪，在使用中发生故障时，应立即报告指导教师，不得自行处理；六、不要正对仪器精密表面及光学镜头呵气或咳嗽，不得用各种形式擦摸光学镜头；七、实验时专心、细心。

对量仪、量具等要轻拿轻放，调整仪器的活动部分动作要缓慢，对锁紧机构锁紧时用力不宜过大；八、认真完成实验报告，并需经过指导教师评阅。

实验完毕后，按量具、量仪等保养要求，进行清洗保养，并整理工作现场。

目录实验一用内径百分表测量孔径 (1)实验二用立式光学计测量轴径 (4)实验三零件表面粗糙度参数测量 (9)实验四用万能角度尺测量角度 (16)实验五齿轮齿圈径向跳动的测量 (19)实验六齿轮齿距偏差及齿距累积误差的测量 (21)实验一用内径百分表测量孔径一、实验目的1．了解内径百分表的结构及测量原理2．熟悉用内径百分表测量内径的方法二、测量仪器介绍内径百分表是一种用比较法来测量中等精度孔径的量仪，尤其适用于测量深孔的直径，国产的内径百分表可以测量6-450mm的内径，根据被测尺寸的大小可以选用相应范围的内径百分表，如：（6-10）mm内径百分表；（10-18）mm内径百分表；（18-35）mm内径百分表；（35-50）mm内径百分表；（50-100）mm 内径百分表；（50-160）mm内径百分表；（160-250）mm内径百分表；（250-450）mm内径百分表。

互换性实验指导书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＝0.01mm，所以百分表的分度值为0.01mm。

百分表的使用：（1）检查百分表（外观、指针、重复性和测量杆的行程等）（2）擦净测头、测量杆、装夹套筒、表盘以及被测件，并把百分表装夹在表架上或其它牢靠的支架上。

（3）百分表调“0”。

（4）测量、读数。

百分表调“0”方法（转动表盘调“0”法）：先提起测量杆，使测头与基准表面接触，并使指针转过半圈至一圈，然后把表紧固住（使表的指针预先转过半圈至一圈的目的，一是保证有一定的起始测量力，二是保证在测量中既能读出正数，又能读出负数——正负是以“0”位为基准的），在把测量杆提起1mm～2mm，然后轻轻放下，这样反复做2 ～3次，看百分表的重复性，如果重复合格，就转动表盘，使其“0”刻线与指针重合，然后再提起测量杆使其自行落下，检查指针是否仍与“0”刻线重合。

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 (4)实验3 直线度误差的测量 (7)实验4 平行度与垂直度误差的测量 (11)实验5 表面粗糙度的测量 (14)实验6 工具显微镜长度、角度测量 (18)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。

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。

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 。

《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。