07互换性实验指导书定稿6.21(修改)

机械工程学院

《互换性与测量技术基础》

实验指导书

杨旭东，喻丽华 编写

适用专业：机械工程类本科专业

贵州大学 二OO 七年八月

前 言

在“设计、制造、测量”三大环节中，测量占有极其重要的地位，测量是检查、判定机械产品的几何精度是否达到设计和使用要求的最有效手段。测量技术的基本任务是保证产品质量，防止废品产生，降低成本，实现互换性。通过测量技术实验，要求达到以下主要目的：

1、了解有关测量技术的知识，学会控制产品质量的基本方法，加强对机械制造的质量观念；

2、基本掌握典型零件的测量方法；

3、了解机械制造中常用计量器具的构造原理和一般保养方法； 4、掌握计量器具的选用原则及常用计量器具的使用方法；

5、了解测量结果的处理方法，并学会作精度分析，从而掌握提高测量精度的途径。 本实验指导书共设置了五个实验：1.立式光学计测量轴径；2.万能测长仪测量孔径；3.形位误差测量；4.齿轮误差测量；5. 基于图像处理万能工具显微镜的零件测量及设计。

学 生 实 验 守 则

1、测量技术实验室相当于工厂的中心计量室，主要是常用量具和光学仪器，要求恒温、恒湿、防尘、防震。进入实验室后不能乱动仪器，不得高声喧哗，严禁吸烟、吐痰、丢垃圾。

2、实验前学生必须认真预习实验指导书，明确实验目的，了解实验原理和方法。 3、进入实验室后要注意听指导教师讲解示范，并经许可后才能进行实验操作。 4、实验时应保持良好的秩序，以严肃认真的科学态度进行实验，实验过程中注意独立思考，细心观察，对出现的问题进行认真分析并查出其原因。

5、实验时应按操作规程进行，否则不能得到要求的测量结果，而且还有可能损坏仪另外，仪器上的镜头不能用手或布擦，仪器上上防锈油的地方不能用手接触。 6、实验时如遇仪器发生故障，应立即报告指导教师。

7、实验报告是实验成绩的评分依据，必须认真填写实验报告、处理实验数据。三分之一实验未参加或实验成绩不及格均不能参加理论课考试。

I

目 录

实验一 立式光学计测量轴径 ............................................... 1 立式光学计测量轴径实验报告 .............................................. 4 实验二 万能测长仪测量孔径 ............................................... 6 万能测长仪测量孔径实验报告 ............................................. 10 实验三 形位误差测量 ................................................... 12

实验部分一：直线度误差的测量 ....................................... 12 直线度误差的测量实验报告 ............................................... 16

实验部分二：主轴的位置误差的测量 ................................... 19 主轴的位置误差的测量实验报告 ........................................... 21 实验四 齿轮误差测量 .................................................... 23

实验部分一：齿厚测量 ............................................... 23 齿厚偏差测量实验报告 ................................................... 25

实验部分二：齿轮公法线平均长度偏差及公法线长度变动测量 ............. 27 齿轮公法线平均长度偏差及公法线长度变动测量实验报告 ..................... 29 实验五 基于图像处理万能工具显微镜的零件测量及设计 ...................... 31 基于图像处理万能工具显微镜的零件测量及设计实验报告 ..................... 34

II

实验一 立式光学计测量轴径

实验学时：2学时 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的

1、了解立式光学计的测量原理和操作方法； 2、掌握用立式光学计测量轴径的方法； 3、巩固轴径尺寸公差的概念。

二、实验内容

用立式光学计按相对法根据测量部位图测量轴的直径，并判断其合格性。

三、实验原理、方法和手段

利用光学杠杠放大原理将读数精确到微米进行比较测量轴的直径，并按轴的验收极限判断其合格性。

四、实验组织运行要求

以学生自主训练为主的开放模式组织教学。

五、实验条件

JD3型投影立式光学计、JDG-1型立式光学计、被测轴(φ12u6)、量块（4等）

立式光学计是精密光学机械端度计量仪器之一。它是利用量块与被测零件相比较的方法来测量零件外形的微差尺寸,主要用于测量圆柱形、球形等工件的直径或样板工件的厚度以及外螺纹的中径。立式光学计主要组成见外形图1-1。

JD3型投影立式光学计的主要技术指标：

分度值： 0.001mm 示值范围： ±0.1mm 测量范围： 0～180mm 光学计管的示值误差 在±60μm范围内为±0.2μm

1

图1－2立式光学计光学系统ⅠⅡⅢ1.底座；2.立柱；3.支臂；4.光管；5.测头提升杠杆； 6.工作台调整螺钉；7.支臂上下调节螺母；8.紧固螺钉； 9.光管上下微调手轮；10.光管紧固螺钉；11.工作台 ⅠⅡⅢ 图1－1 立式光学计外形图 图1－3测量部位

测量原理：立式光学计是利用光学杠杆的放大原理，将微小的位移量转换为光学影象的移动，其光学系统图1-2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。由刻度尺9发出的光线经棱镜3后转折90度，透过物镜2成为平行光线，射向平面反射镜，平行光线被反射回来，重新透过物镜2，再经棱镜3汇聚于分划板4的另一半上，此处有一指示线8。当测量杆5上下移动时，推动平面反射镜１产生摆动，于是刻度尺9的像相对于指示线产生了移动，移动量可通过目镜10进行读数（投影立式光学计可通过读数放大镜直接读数）。

六、实验步骤

1、核对仪器精度与被测工件精度是否适应。

2、选择并安装测量头：根据被测零件表面的几何形状来选择测量头，使测量头与被测表面尽量满足点接触。测量头有：球形、平面和刃形三种。测量平面或圆柱面零件时选用球形测头；测量小于10㎜的圆柱面用刃形测头；测量球面用平面测头，实验前测量头已由指导教师选择并安装

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