机电系 互换性 实验指导书

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1、《互换性与技术测量》实验指导书（机械类）机电系机械工程实验室2010年05月24实验一光滑极限量规的测量与分析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、电感和气动比较仪等几种。用比较仪测量时，首先根据被测尺寸的基本值i组成量块组，然后用量块组调整量仪示值零位。若实际被测尺寸相对于量块组尺寸存在偏差，就可以从量仪的标尺上读取该偏差的数值x，则实际被测尺寸为x=L+x。一、实验目的1、掌握光滑极限量规设计方法；2、掌握用相对测量法测量线性尺寸的原理；2、了解光学比较仪的结构并熟悉它们的使

2、用方法；3、熟悉量块的使用与维护方法。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简单的光学仪器，适用于外尺寸的精密测量。图1—1为立式光学比较仪的外形图。量仪主要由底座1、立柱7、横臂5。直角形光管12和工作台15等几部分组成。直角形光管是量仪的主要部件，它由自准直望远镜系统和正切杠杆机构组合而成，其光学系统如图1—2。所示。光线经反射镜l、棱镜9投射到分划板6上的刻线尺8(它位于分划板左半部分)，而分划板6位于物镜3的焦平面上。当刻线尺8被照亮后，从刻线

3、尺发出的光束经直角转向棱镜2、物镜3后形成平行光束，投射到平面反射锗4上。光束从反射镜4—上反射回来后，在分划板6右半部分形成刻线尺8的影像，如图1—1b所示。从目镜7可以观察到该影像和一条固定指示线。刻线尺中部有一条零刻线，它的两侧各有Ioo条均布的刻线，它们之间构成200格刻度间距，零刻线与固定指示线处于同一高度位置上(即物镜焦点c的位置，见图1—3)。2424光学比较仪的测量原理(即自准直原理)如图l—3所示(图中没有画出图l-2a中的直角转向棱镜)。从物镜焦点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

4、Pi，若平面反射镜户垂直于物镜主光轴，则从反射镜户反射回来的光束由原光路回到焦点c，像点C与焦点c重合(即刻线尺上零刻线的像与固定指示线重合，量仪示值为零)。如果被测尺寸变动，它使测杆产生微小的直线位移s，推动反射镜P绕支点口转动一个角度。则反射镜P与物镜主光轴不垂直，反射光束与入射光束间的夹角为20，经物镜光束汇聚于像点c”，从而使刻线尺影像产生位移l。根据刻线尺影像相对于固定指示线的位移的大小即可判断被测尺寸的变动量。点与c点的距离l的计算公式如下：L=ftg2式中f--物镜的焦距；—反射镜偏转角度。测杆位移s与反射

5、镜偏转角度。的关系为：s=btg式中b--测杆到支点0的距离。这样，刻线尺影像位移l对测杆位移s的比值即24为光管的放大倍数n，计算公式如下：由于a角很小，取tg2a=2a，tga=a，则光管中物镜的焦距f=2001mm。测杆到平面反射镜支点的距离6=5mmn。于是目镜的放大倍数为12，测量仪的放大倍数K=12n=1280=960。光管中分划板上刻线尺的刻度间距c为0.08mm，人眼从目镜中看到的刻线尺影像的刻度间距a=2c=120.08=0.96mm，因此量仪的分度值为量仪的示值范围为100tan；测量范围为0—l80

6、mm。2、实验步骤(参看图1—1)24(1)选择测头。测头的形状有球形、刀刃形及平面形等3种。所选择测头的形状与被测表面的几何形状有关。根据测头与被测表面的接触应为点接触的准则，选择测头并把它安装在测杆上。(2)根据被测塞规工作部分的基本尺寸或某一极限尺寸选取几块量块，并把它们研合成量块组。(3)通过变压器接通电源。拧动四个螺钉2，调整工作台15的位置，使它与测杆14的移动方向垂直(实验室已调整好此位置，切勿再拧动任何一个螺钉2)。(4)调整量仪示值零位：将量块组放在工作台15的中央，并使测头14对准量块的上测量面的中心

7、点，按下列步骤进行量仪示值零位调整。①粗调整：松开螺钉4，转动螺圈3，使横臂5缓缓下降，直到测头与量块测量面接触，且从目镜9的视场中看到刻线尺影像为止，然后拧紧螺钉4。②细调整：松开螺钉11，转动细凋螺旋6，使刻线尺零刻线的影像接近固定指示线(10袼以内)，然后拧紧螺钉11。细调整后的目镜视场如图1—4d所示，③微调整：转动微调螺旋10，使零刻线影像与固定指示线重合。微调整后的目镜视场如图l—4b所示。④按动测杆提升器13，使测头起落数次，检查示值稳定性，要求示值零位变动不超过1/10格，否则应找原因，重新凋整示值零位，

8、直到示值零位稳定不变，方可进行测量工怍。(5)按动测杆提升器13，使测头抬起，取下量块组，换上被测塞规，松开提升器13，使测头与被测塞规工作表面接触。参看图l-5，在塞规工作表面均布的三个横截面I、II、III分别对相互垂直的两个直径位置A，B进行测量：测量时，将被测塞规在测头下缓慢地前后移动，读取示值中的最大值(即