机械精度设计及检测试题
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《机械精度设计与测量技术》模拟试题(二)题号一二三四五六总分题分102010152520得分一、判断题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)对的打“√”,错的打“×”,填入题后括号内,填错不得分也不扣分。
1、齿轮的齿侧间隙有圆周侧隙和法向侧隙两种。
(√)2、滚动轴承外圈与壳体孔的配合采用基孔制配合。
(×)解析:采用基轴制配合3、形状公差的被测要素为单一要素,而位置公差的被测要素为关联要素。
(√)4、极限偏差是指实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。
(×)解析:极限偏差是指极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差5、图样标注0.039040φ+的孔,可以判断该孔为基孔制的基准孔。
(√)6、表面粗糙度符号的尖端可以从材料的外面或里面指向被注表面。
(×)解析:从材料外指向并接触表面7、国家标准规定,孔只是指圆柱形的内表面。
(×)解析:孔不仅指圆柱形的内表面也包括非圆柱形内表面。
8、为使零件的几何参数具有互换性,必须把零件的加工误差控制在公差范围内。
(√)9、外螺纹的中径过小,会使配合过紧,影响螺纹旋合。
(×)解析:外螺纹的中径过小,则使配合过松,影响连接的可靠性和紧密性,削弱连接强度。
10、键宽与键槽宽采用基孔制配合。
(×)解析:采用基轴制配合。
二、填空题(本大题共9题,计10个填空,每空2分,共20分)1、传导螺旋以传递运动为主,具有较高的运动精度。
2、普通平键键宽的公差带是h 9。
3、用回路法判断尺寸链的增减环的原则是“同向减环。
反向增环”。
4、配合是指基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
5、独立原则是指图样上给定的尺寸公差与形位公差之间彼此无关,分别满足各自要求的公差原则。
6、轴00.02555φ-,其公差为0.025mm。
7、螺旋线总偏差主要影响齿面的接触精度。
8、量块是一种无刻度的标准端面量具。
9、孔和轴的公差带由标准公差决定大小,由基本偏差决定位置。
一、填空题:1.按照零部件互换性的程度,互换性可分为和。
2.优先数系R10系列中>1~10的区段中包含个优先数。
3.滚动轴承分为个公差等级,其中最高等级是级、最低是级。
4. 某轴尺寸为Φ 20 0 -0.1 mm ,遵守边界为,边界尺寸为 mm ,实际尺寸为Φ 20mm 时,允许的形位误差为 mm 。
5. 齿轮副的侧隙可以分为和。
6.φ30 +0.021 0 mm 的孔与φ30 -0.007 -0.020 mm 的轴配合,属于制配合。
7.测量误差按其特性可分为____________,____________和____________三类。
8.光滑极限量规的止规的基本尺寸等于______________。
9. 基本尺寸相同的轴上有几处配合,当两端的配合要求紧固而中间的配合要求较松时,宜采用制配合。
10. 零部件具有互换性必须满足三个条件,即装配前,装配时,装配后。
11. R5系列中10~100的优先数是10、、、、、100。
12.圆度的公差带形状是,圆柱度的公差带形状是。
13.测量器具的分度值是指______ ____,千分尺的分度值是___________。
14.系统误差可用______ _________,________ __________等方法消除。
15.孔在图样上的标注为φ80Js8,已知IT8=45μm,其基本偏差为,该孔的最大实体尺寸为 mm,最小实体尺寸为 mm。
16.齿轮传动准确性的评定指标规有、、、。
17.作用在轴承套圈上的径向负荷可以分为、、三类。
18.一零件表面切削加工要求轮廓的算术平均偏差Ra为6.3μm,在零件图上标注为。
19.按GB10095-2001的规定,圆柱齿轮的精度等级分为个等级,其中级是制定标准的基础级。
20.在实际使用中,量块按级使用时,量块的尺寸为标称尺寸,忽略其_______ ________;按等使用时,量块的尺寸为实际尺寸,仅忽略了检定时的______________。
机密★启用前大连理工大学网络教育学院2019年秋《机械精度设计与检测技术》期末考试复习题☆注意事项:本复习题满分共:400分。
一、单项选择题1、比较两尺寸精度高低的依据是(C )。
A.基本偏差B.公差数值C.公差等级D.极限偏差2、国家标准规定的尺寸公差等级为(D )。
A.1~12共12级B.1~18共18级C.1~20共20级D. 01~18共20级3、基本偏差为r的轴的公差带与基准孔H形成(B )。
A.间隙配合B.过盈配合C.过渡配合D.过渡或过盈配合4、下列配合中(D )的配合最紧。
A.H7/g6B.JS7/h6C.H7/h6D.H7/s65、零件尺寸的极限偏差是(B )。
A.测量得到的B.设计给定的C.加工后形成的D.计算得到的二、填空题1、一个完整的测量过程应包含四个要素,它们是、、、。
测量对象、计量单位、测量方法、测量精度2、随机误差通常服从正态分布规律:这时具有的特性是、、、。
对称性、单峰性、有界性、抵偿性3、在等精度精密测量中,多次测量同一量是为了。
减小随机误差对测量结果的影响4、测量误差按其性质可分为三大类:、和。
系统误差、随机误差、粗大误差5、环境对测量的影响包括温度、、和振动等,其中影响最大。
湿度、气压、温度三、判断题1、Φ60g9的极限偏差以下偏差ei为基本偏差。
(×)2、当孔的基本偏差为H,轴的基本偏差为js至n时,一般均为过渡配合。
(√)3、尺寸精度及配合的设计,通常也称公差与配合的选用。
(√)4、公差原则可以用来指导量具设计,提高检测效率,降低检测费用。
(√)5、最大实体要求主要用于满足足够强度功能要求的场合。
(×)四、名词解释1、标准化在制订标准、组织实施标准和对标准实施进行监督的社会活动的全过程。
2、实际尺寸测量零件时获得的尺寸,也称实测尺寸或实测局部尺寸。
3、极限尺寸尺寸要素允许的尺寸的两个极端值。
4、极限偏差上(下)极限尺寸减去公称尺寸得到上(下)极限偏差值。
⼤学机械设计精度与检测试卷(互换性)附答案版XX ⼤学XX 年上学期XX 级《互换性与技术测量》课程考试试卷(附答案)适⽤年级专业机类、⾮机类考试⽅式闭卷考试时间 120 分钟学院专业班级学号姓名题号⼀⼆三四五六七⼋总分阅卷教师得分………………………………………………………………………………………………………………⼀、是⾮题 (正确“T”;错误“F”,每⼩题2分,共20分)1.不需选择、调整和修配,就能互相替换装配的零件就是具有互换性的零件。
()2.Φ10E7、Φ10E8、Φ10E9三种孔的上偏差各不相同,⽽下偏差完全⼀样。
()3.检验光滑⼯件时,规定安全裕度A ,即可以防⽌误收,也可以防⽌误废。
()4.优先数系由⼀些⼗进制等⽐数列构成,R5系列公⽐6.11055≈=q 。
()5.基本尺⼨不同的零件,只要它们的公差值相同,就可以说明它们的精度要求相同。
()6.量块按“等”使⽤时,忽略了量块的制造误差。
()7.基本尺⼨>3~500mm,标准公差等级≤IT8的基本偏差K 、M 、N 以及标准公差等级≤IT7的基本偏差P ~ZC ,在计算孔的基本偏差时,应附加⼀个“△”值。
() 8.轴上有⼀键槽,对称度公差为0.03mm ,该键槽的实际中⼼平⾯对基准轴线的最⼤偏离量为0.02mm ,它是符合要求的。
()9.若某平⾯对基准的垂直度误差值为0.05mm ,则该平⾯的平⾯度误差值⼀定⼩于等于0.05mm 。
()得分10.径向综合误差(ΔF i ″)是在齿轮双⾯啮合综合检查仪(简称双啮仪)上测量的。
()⼆、正确回答下列问题: (每⼩题8分,共40分) 1.试述滚齿加⼯中,产⽣加⼯误差的主要因素。
2. 什么是包容要求(EP)和最⼤实体要求(MMP)?3.⽐较下列每两种形位公差带的异同:①圆度公差带与径向圆跳动公差带;②轴线直线度公差带(任意⽅向)与轴线对基准平⾯的垂直度公差带(任意⽅向);4.什么是表⾯粗糙度原始轮廓中线?国家标准规定表⾯粗糙度的⾼度参数有哪三个?5.根据定⼼要素的不同,花键定⼼⽅式分哪三种?国家标准规定矩形花键⽤什么得分定⼼?三、计算下列各题:(每⼩题10分,共30分)1.若某配合的基本尺⼨为φ30mm, 最⼤间隙X max =0.023mm,孔的下偏差EI= -0.01mm, 孔的尺⼨公差T D =0.02mm,轴的上偏差es=0,试计算并画出其公差带图(要有计算公式)。
1. 试述滚动轴承相配件形位公差有何要求?答:a.轴颈和外壳孔应采用包容要求。
b.轴颈和外壳孔要有圆柱度公差。
c.轴肩和外壳孔肩要有端面圆跳动公差。
d.轴颈轴线和外壳孔轴线要有同轴度公差。
2.矩形花键联结形位公差有何要求?答:a.键和键槽的中心平面对小径定心平面轴线的对称对误差和等分度误差。
b.键和键槽侧面对小径定心表面轴线的平行度误差。
3.影响普通螺纹结合精度(互换性的偏差和误差)的因素有哪些?答:a.中径偏差b.螺距偏差c.牙型角偏差4.试论述齿轮渐开线检测时,采用的仪器名称、检测方法?答:齿轮渐开线测量仪;相对测量法、接触式测量。
5. 评价齿轮精度的主要指标有哪些?答:单个齿距偏差,齿距积累总偏差,轮廓总偏差,螺旋线总偏差。
6. 齿轮的基本使用要求是什么?答:传动的精准性,传动的稳定性,载荷分布的均匀性,侧隙。
7. 为什么要规定齿轮啮合时的最小侧隙?用什么指标评价侧隙?该最小侧隙的大小与齿轮的精度等级是否有关?答:(1)为了保证传动灵活用以贮存润滑油,热补偿变形;(2)装配误差,制造误差,齿厚偏差,公法线长度;(3)无关(与润滑和转速有关)。
8. 试述矩形花键的形位公差要求有哪些?答:尺寸公差(定心表面):包容要求;位置度公差(键宽,键槽宽):最大实体要求。
9. 矩形花键的尺寸配合是什么?采用什么配合制?分为几种?答:(1)(2)矩形花键配合采用基孔制;(2)按精度要求分:一般使用与精密传动使用两种;按使用要求分:滑动、紧滑动和固定三种装配型式。
10.试述齿厚偏差检测时,采用的仪器名称、检测方法。
其他1、选定公差等级的基本原则是什么?答:在首先满足使用要求的前提下,尽量降低精度要求,使综合经济效果为最好2、基准制的选用原则是什么?答:主要考虑工艺的经济性和结构的合理性,一般情况下,优先采用基孔制,这样可以减少备用的定值孔用刀具、量具的种类,经济效益比较好3、那些情况下,采用基轴制?答:以下情况下,采用基轴制1)直接用冷拉钢材做轴,不再加工2)与标准件配合,如滚动轴承外环外径、标准圆柱销外径与孔的配合。
机械精度设计与检测实验指导书广东海洋大学公差实验室2013年2月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.熟悉测量内径常用的计量器具和方法。
2.加深对内尺寸测量特点的了解。
二、实验内容1.用内径百分表测量内径。
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。
但对深孔或公差等级较高的孔,则常用内径百分表或卧式测长仪做比较测量。
1.内径百分表国产的内径百分表,常由活动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,特别适用于测量深孔,其典型结构如图1所示。
内径百分表是用它的可换测头3(测量中固定不动)和活动测头2跟被测孔壁接触进行测量的。
仪器盒内有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上的钢球4,使杠杆1绕支轴6回转,并通过长接杆5推动百分表的测杆而进行读数。
2.卧式测长仪卧式测长仪是以精密刻度尺为基准,利用平面螺旋线式读数装置的精密长度计量器具。
该仪器有多种专用附件,可用于测量外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。
根据测量需要,既用于绝对测量,又图 1 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2所示。
在测量过程中,镶有一条精密毫米刻度尺(图3a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。
当测头接触被测部分后,测量轴就停止滑动。
图3a是测微目镜1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,毫米刻图 2度尺的一个间距成象在它上面时恰与这10个间距总长相等,故其刻度值为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与固定分划板上的刻度间距相等,其分度值也为0.1mm 。
第2章线性尺寸精度设计2-1 单项选择题1.比较Φ40H7和Φ140S6的精度高低,可知。
A.两者相同B.前者精度高C.后者精度高D.无法比较2.若孔的上极限偏差小于轴的下极限偏差,则属于。
A.间隙配合B.过盈配合C.过渡配合D.过盈配合或过渡配合3.平均间隙为零的配合一定属于。
A.间隙配合B.过盈配合C.过渡配合D.过盈配合或过渡配合4.在间隙配合中,轴孔配合精度高意味着。
A.最大间隙小B.最小间隙小C.平均间隙小D、最大间隙与最小间隙接近5.不用查表可知下列配合中,配合公差数值最小的是。
A.Φ30H7/g6 B.Φ30H8/g7 C.Φ60H7/u6 D.Φ60H7/g66.不用查表可知下列配合代号中,属于过渡配合的有。
A.Φ60H7/s6 B.Φ60H8/d7 C.Φ60M7/h7 D.Φ60H9/f97.与Φ30H7∕r6的配合性质完全相同的配合是。
A.Φ30H7∕p6 B.Φ30H7∕s6 C. Φ30R7∕h6 D. Φ30H8∕r68.下列配合应选用基孔制的有。
A.滚动轴承外圈与外壳孔B.同一轴与多孔相配,且有不同的配合性质C.滚动轴承内圈与轴D.轴为冷拉圆钢,不需再加工9.轴孔配合具有较高的定心精度且便于拆卸时,应选择的配合是。
A.H7∕d6 B.H7∕s6 C.H7∕k6D.H7∕u610.下列配合零件,应选用过盈配合的有。
A.传动轴上的隔离套B.传递较大转矩一般不拆卸的结合件C.能够轴向移动的齿轮D.机床上要求定心且常拆卸的挂轮2-2 简答题1、配合分哪几类?各类配合中孔和轴公差带有何特点?并说明各类配合的适用场合。
2、为什么要规定配合制?为什么优先采用基孔制?基轴制适用于何种场合?2-3 查表确定下列配合孔、轴的极限偏差,画出孔、轴公差带图,指出采用的配合制和配合种类。
(公差带图上必须标明零线、公称尺寸和极限偏差数值)1.Φ45H6/js5 2..Φ30F8/h73.Φ80S7/h64. Φ80H7/s62-5有一基轴制的孔、轴配合,公称尺寸为65 mm,最大间隙为28μm,孔公差为30μm,轴公差为19μm。
机械精度设计与检测考试题库初稿(表面粗糙度与尺寸链部分)出题人:甘新基北华大学机械学院2009年10月6日表面粗糙度部分一、判断题〔正确的打√,错误的打X〕1. 确定表面粗糙度时,通常可在三项高度特性方面的参数中选取。
()2. 评定表面轮廓粗糙度所必需的一段长度称取样长度,它可以包含几个评定长度。
()3. R z参数由于测量点不多,因此在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra参数充分。
()4. R y参数对某些表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面质量有实用意义。
()5. 选择表面粗糙度评定参数值应尽量小好。
()6. 零件的尺寸精度越高,通常表面粗糙度参数值相应取得越小。
()7. 零件的表面粗糙度值越小,则零件的尺寸精度应越高。
()8. 摩擦表面应比非摩擦表面的表面粗糙度数值小。
()9. 要求配合精度高的零件,其表面粗糙度数值应大。
()10. 受交变载荷的零件,其表面粗糙度值应小。
()二、选择题(将下列题目中所有正确的论述选择出来)1.表面粗糙度值越小,则零件的__。
A.耐磨性好。
B.配合精度高。
C.抗疲劳强度差.D.传动灵敏性差。
E.加工容易。
2.选择表面粗糙度评定参数值时,下列论述正确的有__.A.同一零件上工作表面应比非工作表面参数值大。
B.摩擦表面应比非摩擦表面的参数值小。
C.配合质量要求高,参数值应小。
D.尺寸精度要求高,参数值应小。
E.受交变载荷的表面,参数值应大。
3.下列论述正确的有__。
A.表面粗糙度属于表面微观性质的形状误差。
B.表面粗糙度属于表面宏观性质的形状误差。
C.表面粗糙度属于表面波纹度误差。
D.经过磨削加工所得表面比车削加工所得表面的表面粗糙度值大。
E.介于表面宏观形状误差与微观形状误差之间的是波纹度误差。
4.表面粗糙度代(符)号在图样上应标注在__。
A.可见轮廓线上。
B.尺寸界线上。
C.虚线上。
D.符号尖端从材料外指向被标注表面。
E.符号尖端从材料内指向被标注表面。
机械精度设计与检测实验指导书海洋大学公差实验室2013年2月实验一用径百分表或卧式测长仪测量径一、实验目的1.熟悉测量径常用的计量器具和方法。
2.加深对尺寸测量特点的了解。
二、实验容1.用径百分表测量径。
2.用卧式测长仪测量径。
三、测量原理及计量器具说明径可用径千分尺直接测量。
但对深孔或公差等级较高的孔,则常用径百分表或卧式测长仪做比较测量。
1.径百分表国产的径百分表,常由活动测头工作行程不同的七种规格组成一套,用以测量10~450mm的径,特别适用于测量深孔,其典型结构如图1所示。
径百分表是用它的可换测头3(测量中固定不动)和活动测头2跟被测孔壁接触进行测量的。
仪器盒有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,向推动镶在等臂直角杠杆1上的钢球4,使杠杆1绕支轴6回转,并通过长接杆5推动百分表的测杆而进行读数。
2.卧式测长仪卧式测长仪是以精密刻度尺为基准,利用平面螺旋线式读数装置的精密长度计量器具。
该仪器有多种专用附件,可用于测量外尺寸、尺寸和、外螺纹中径。
根据测量需要,既用于绝对测量,又图 1 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2所示。
在测量过程中,镶有一条精密毫米刻度尺(图3a中的6)的测量轴3随着被测尺寸的大小在测量轴承座作相应的滑动。
当测头接触被测部分后,测量轴就停止滑动。
图3a是测微目镜1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,毫米刻图 2度尺的一个间距成象在它上面时恰与这10个间距总长相等,故其刻度值为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与固定分划板上的刻度间距相等,其分度值也为0.1mm 。
在分划板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,其分度值这为:)(001.011001.0mm =⨯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3b ),先读毫米数(7mm ),然后按毫米刻度在固定分划板4上的位置读出零点几毫米(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3b是读得的数是7.451mm。
四、测量步骤1.用径百分表测量径(1)按被测孔的基本尺寸组合量块。
换上相应的可换测头并拧入仪器的相应螺孔。
(2)将选用的量块组和专用侧块(图4中的1和2)一起放入量块夹紧(图4),以便仪器对零位。
在大批量生产中,也常按照与被测孔径基本尺寸相同的标准环的实际尺寸对准仪器的零位。
(3)将仪器对好零位用手拿着隔热手柄(图1中的7),另一只手的食指和中指轻轻压按定位板,将活动测头压靠在侧块上(或标准环)使活动测头缩,以保证放入可换测头时不与侧块(或标准环壁)接触,然后,松开定位板和活动测头,使可换测头与侧块接触,就可在垂直和水平两个方向上摆动径百分表找最小值。
反复摆动几次,并相应地旋转表盘,使百分表的零刻度正好对准示值变化的最小值。
零位对好后,用手指轻轻压定位板使活动测头缩,当可换测头脱离接触时,缓缓地将径百分表从侧块(或标准环)取出。
(4)进行测量将径百分表插入被测孔中,沿被测孔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。
测量时轻轻摆动径百分表(图5),记下示值变化的最小值。
根据被测量结果和被测孔的公差要求,判断被测孔是否合格。
2.用卧式测长仪测量径(1)接通电源,转动测微目镜的调节环以调节视度。
(2)参看图2:松开紧固螺钉12,转动手轮6,使工作台5下降到较低的位置。
然后在工作台上安好标准环或装有量块组的量块夹子,如图4所示。
(3)将一对测钩分别装在测量轴和尾管上(图6),测钩方向垂直向下,沿轴向移动测量轴和尾管,使两测钩头部的楔槽对齐,然后旋紧测钩上的螺钉,将测钩固定。
(4)上升工作台,使两侧钩伸入标准环或量块组两侧块之间,再将手轮6的紧固螺钉12拧紧。
(5)移动尾管10(11是尾管的微调螺钉),同时转动工作台横向移动手轮7,使测钩的测头在标准环端面上刻有标线的直线方向或在量块组的侧块上接触,用紧固螺钉13锁紧尾管,然后用手扶稳测量轴3,挂上重锤,并使测量轴上的测钩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7,同时应从目镜找准转折点(图7a中的最大值),在此位置上,扳动手柄8,再找转折点(图7a中的最小值),此处即为直径的正确位置。
然后,将手柄9压下固紧。
如为量块组,则需转动手柄4,找准转折点(最小值),在此位置上扳动手柄8仍找最小值的转折点,此处即为正确对零位置。
要特别注意,在扳动手柄4和8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,将毫米刻度尺损坏,为了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3,使测量轴右移一个距离,固紧螺钉2(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2,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。
(8)沿被测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径的公差要求,判断该径是否合格。
思考题1.用径千分尺与径百分表测量孔的直径时,各属何种测量方法?2.卧式测长仪上有手柄4(图2),能使万能工作台水平转动,测量哪些形状的工件需要用它来操作?实验二用合象水平仪测量直线度误差一、实验目的1.掌握用水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。
2.加深对直线度误差定义的理解。
二、实验容用合象水平仪测量直线度误差三、 测量原理机床、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)进行测量。
常用的计量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平仪和自准水平仪等。
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响应的变化。
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,即可切出被测表面的直线度误差值。
由于合象水平仪的测量准确度高、测量围大(10/mm m ±)、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广泛的采用。
合象水平仪的结构如图1a 、d 所示它由底板1和壳体4组成外壳基体,其部则由杠杆2、水准仪8、两个棱镜7、测量系统9、10、11以及放大镜6所组成。
使用时将合象水平仪放于桥板(图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,棱镜7所产生的影象,在放大镜6中观察将出现如图1b 中所示的情况。
但在实际的测量中,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,其视场情况将如入1c 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1c 中两影象的错移量△消失而恢复成一个光滑的半圆头(图1b )。
测微螺杆移动量s 导致水准器的转角α(图1d )与被测表面相邻两点的高低差h 有确切对应的关系,即0.01()h La m μ=式中 0.01—合象水平仪的分度值(mm/m );L—桥板节距(mm);a—角度读数值(用格数来计数)。
如此逐点测量,就可得到相应的a 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。
四、实验步骤1.量出被测表面总长,确定相邻两测点之间的距离(节距),按节距L调整桥板(图2)的两圆柱中心距。
2.将合象水平仪放于桥板上,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合象,使放大镜中出现如图1b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+、-旋转方向)的读数则是螺杆10旋转一圈(100格)的细分读书;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,各测点两次度数的平均值作为该点的测量数据。
必须注意,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,最好将各测点的读数平均值同减一个数得出相对差(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),同时后一测量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平行直线间的距离,此距离就是被测表面的直线度误差值f(格)。
6.将误差值值f (格)按下式折算成线性值()f m μ,并按国家标准GB1184—80评定被测表面直线度公差等级。
()0.01f m Lf μ=(格)例:用合象水平仪测量一窄长平面的直线度误差,仪器的分度值为0.01mm/m ,选用的桥板节距L=200mm ,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?附表测点序号i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 仪器读数a i(格) 顺测 - 298 300 290 301 302 306 299 296 回测- 296 298 288 299 300 306 297 296 平均 -297299289300301306298296相对差(格)△a i =a i -a0 +2 -8 +3 +4 +9 +1 -1注:1)表可列读书:百分数是从图1的11处读得,十位、个位数是从图1的9处读得。
2)a 值可取任意数,但要有利于相对数字的简化,本例取a=297格。
0.012001122f m μ=⨯⨯=误差值小于公差值,所以按国家标准GB1184—80,直线度5级误差值为25m被测工件直线度误差合格。
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县法,即把误差折线的首点(零点)和终点连成一直线作为评定标准,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算两条包容直线之间的距离作为直线度误差值。