實驗一圓度與圓柱度誤差測量
一、實驗目的
1．掌握圓度誤差及圓柱度誤差的測量方法；
2．學會對測量資料的處理，加深對基本概念的理解；
3．了解測量工具結構並熟悉它的使用方法。
二、圓度與圓柱度誤差測量原理
1．圓度誤差及測量、評定方法
圓度誤差為包容同一橫截面實際輪廓，且半徑差為最小的兩同心圓間的距離f，如圖1.1所示。
圓度誤差最小包容區域的判別方法是：由兩同心圓包容被測實際輪廓時，至少有4個實測點內、外相間地在兩個圓周上(即同心圓的內、外接點至少兩次交替發生)，如圖1.1所示。
圓度誤差最小區域的同心圓圓心，通常是和零件的測量迴轉中心不一致。圖中，o點是測量時的迴轉中心，o』測量點是圓度誤差的評定中心。
在測量旋轉面的若干個橫截面中，取其中最大的圓度誤差值作為被測旋轉面的圓度誤差。
目前通常採用四種圓度誤差的評定方法：最小外接圓法、最大內切圓法、最小二乘圓法、最小區域法。其中以最小區域法評定的圓度誤差值為最小，能最大限度地通過合格圖1.1 圓度誤差的定義
品，是我國標準的定義法
測量圓度誤差的方法，主要有：圓度儀測量，兩點法測量圓度誤差，三點法測量圓度誤差。這裡只介紹兩點法測量圓度誤差。
兩點法測量圓度誤差(檢測方案代號：3—3) 用千分尺在垂直於軸線的固定截面的直徑方向進行測量，測量截面一周中直徑最大差一半即為單個截面的圓度誤差。如此測量若干個截面a) f=(d-d)/2 (b) f=r-r
取其最大的誤差值作為該零件的圓度誤差。 圖1.2 兩點法評定圓度誤差
此種測量方法，由於在測量截面內是兩點接觸，所以稱為兩點法。如圖2所示
兩點法測得的圓度誤差f和各直徑的測量最大讀數差f有如下關係：f=f/k=f/2；k是反映係數。
2．圓柱度誤差
圓柱度誤差是指包容實際表面且半徑差為最小的兩同軸圓柱面間的半徑差f。圓柱度誤差綜合地反映了圓柱面軸線的直線度誤差、圓度誤差和圓柱面相對素線間的平行度誤差。用它來綜合評定圓柱面的形狀誤差是比較全面的，常用在精度要求比較高的圓柱面。
3．圓柱度誤差的檢測與評定方法
圓柱度誤差的評定方法有： （1）用圓度儀測量，（2）用兩點法測量。這裡只介紹兩點法測量圓度誤差。
用兩點法測量圓柱度誤差(檢測方案代號：3—2) 測量簡圖如圖1.3所示。
測量時，將被測件放在精確平板上，並緊靠直角座；在被測件迴轉一周過程中，測量乙個橫截面上的最大與最小讀數差；如此測量若干個橫截面，然後取整個測量過程中，所有讀
數中的最大與最小讀數差的一半作為圖1.3 兩點法測量圓柱度誤差
該圓柱面的圓柱度誤差。此法適用於測量精度要求不高的零件表面。
三、測量資料的處理方法
本實驗採用的是兩點法測量圓度與圓柱度誤差。兩點法測量圓柱度誤差和兩點法測量圓度誤差相類似，但有不同。一是兩點法測量圓柱度誤差，在整個測量過程中，指示器只許一次調整零點，而兩點法測量各截面圓度誤差時，指示器的零點可以在每轉測量中分別調整，測量結果不受影響；二是圓柱度誤差的資料處理是取整個測量過程中所有讀數的最大與最小讀數差的一半作為誤差值，而圓度誤差是先取得單個截面的誤差值，再取若干截面中的最大誤差作為圓度誤差值，如圖1.
3所示。
實驗二平行度誤差的測量
一、實驗目的
1.了解指示表的結構及通用測量工具並熟悉使用它們測量箱體孔與底面的平行度誤差的方法。
2.掌握平行度誤差的評定方法。
3.掌握被測要素對基準要素的平行度誤差值的評定方法和資料處理方法。
二、平行度誤差的測量與評定
1．平行度誤差的測量的原理
1）平行度誤差的定義
給定方向的平行度誤差為包容實際要素並平行於基準要素，且距離為最小的兩平行平面之間的距離f。任意方向的平行度誤差為包容實際軸線並平行於基準軸線，且直徑為最小的圓柱面的直徑φf。
2）平行度誤差的測量原理
實際基準要素都是有誤差的，由實際輪廓要素建立基準時，是以輪廓實際基準要素最小包容區域的體外邊界作為理想基準要素；由實際中心要素建立基準時，是以實際基準要素的最小區域的中心要素作為理想基準要素。對平行度誤差（位置誤差）基準的體現方法有分析法、直接法、模擬法和目標法。
(1）分析法分析法是對實際基準要素進行測量後，根據測量的資料用**或計算法確定基準的方向或位置。（參見直線度誤差的評定方法）然後，根據理想基準方向，作實際被測輪廓的包容平行平面（和理想基準面平行），此平行平面縱座標距離， 即為被測面的平行度誤差如圖2.1所示。
用分析法體現基準評定位置誤差的方法， 圖2.1用分析法體現基準評定平行度誤差
符合最小條件的原則。
(2）模擬法模擬法是採用形狀精度足夠精確的實際基準要素（如精確平板的工作面，圓柱形心軸、球面中心等）來體現基準。如圖2.2所示，在基準面ａ上放一精確平行平尺，指示器的測量架置於精確平行平尺上並沿被測面長向某一測量線方向移動，指示器的最的最大與最小讀數差即為平行度誤差。
(3）直接法直接法體現基準是將形狀精度足夠精確的基準實際要素直接作為基準。如圖2.3所示。
這種測量方法，基準實際要素的形狀誤差，將直接反映到測量結果上，對被測要素的定向或定位誤差有誇大或縮小的可能。
(4）目標法對於基準要素無形狀精度要求或沒用足夠形狀要求的零件，亦或具有特殊型面殊型麵的零件，可以採用指定的基準目標來體現基準，以保證用指定的基準目標來體現基準，以保證設計、加工、裝配和測量時的基準的一致性和再現性。
圖2.2 用模擬法體現基準圖2.3 用直接法體現基準
測量平行度誤差測量平行度誤差。
２．平行度誤差的評定
１）軸孔對底面平行度誤差測量
將箱體直接置於平板上（基準面由平板體現），被測量孔的軸線由心軸模擬，如圖2.4所示，用分度表測量相距l1的兩端的讀數m1和m2，則孔的實際軸線對基準平面的平行度誤差為：
２）測量兩孔軸線的平行度誤差
用三個千斤頂支承箱體，調整千斤頂，使a、b兩處分度表測得的讀數相等，如圖2.5所示，在相距l1的兩端的讀數m1和m2，則孔的實際軸線對基準孔的平行度誤差為：
圖2.4圖2.5
實驗三齒輪基節偏差測量
一實驗目的
1.掌握基節儀測量齒輪基節偏差△的方法：
2.加深理解齒輪基節偏差的定義。
二測量原理和量儀介紹
齒輪基節偏差△是指齒輪實際基節與公稱基節之差。實際基節為基圓柱切平面所截想鄰兩個同側齒面的交線之間的發向距離，沿齒輪齒面的法線方向測量(圖3.1)。
參看圖3.2，是實際基節可用基節儀測量（亦可用萬能測齒儀測量）。它的兩個量爪1和4分別與被測齒輪的相鄰兩個同側齒面相切，這兩個量爪之間的距離既為實際基節的大小。
圖3.1齒輪基節偏差圖3.2基節測量原理
pb-公稱基節 p′b-實際基節 1-活動量爪2-定位支腳
3-指示表4-固定量爪
本節採用基節儀進行測量。基節儀如圖3.3所示，其測量範圍為模數1-16mm，指示表分度值為0.
01mm。它具有活動量爪7、固定量爪5和定位支腳6。活動量爪7的微小位移可放大傳遞至指示表1。
轉動旋鈕3可使固定量爪5沿基節儀導軌移動，以適應不同模數的被測齒輪的測量。固定量爪5的位置調整好後，用螺釘2把它固緊在導軌上。轉動旋鈕4可使定位支腳6移動。
測量時定位支腳6與異側齒面接觸，用來輔助定位。
三測量步驟
1.調整基節儀指示表示值零位
測量時首先要用示值零位調整器（圖3.4）調整基節儀指示表示值零位。該調節器主由有г型校對塊9，y型校對塊11和支架10，擋塊13組成。
г型校對塊9的上工作面與凹入的的下工作面之間的距離為a，y型校對塊11的前、後工作面之間距離（即厚度）亦為a，即這兩個距離相等。擋塊13在支架10矩形槽中的位置可調整，並用其下端的螺釘加以固定。
調整時，根據被測齒輪的模數和標準壓力角計算公稱基節。按公稱基節選取量塊，把它門研和成量塊組8。參看圖3.
4b，將г型校對塊9、量塊組8、y型校對塊11和擋塊13依次放入支架10的矩形槽中。量塊組8的兩個測量面分別與г型校對塊9的凹入的下工作面和y型校對塊11前面的下工作面接觸後，用擋13和螺釘12將它們壓緊。
圖3.3基節儀
1-指示表2-固定量爪鎖緊螺釘3-固定量爪位置調節旋鈕
4-定位支腳調節旋鈕5-固定量爪6-定位支腳7-活動量爪
將基節儀安放在支架10上，使基節儀固定爪5與y型校對塊11後面的上工作面完全貼合。然後，鬆開基節儀上的螺釘2，轉動旋鈕3，調整活動量爪7與固定量爪5之間的距離，直至活動量爪7與г型校對塊9的上工作面接觸，並使指示表指標壓縮約一圈為止。同時旋轉指示表1的表盤（分度盤），使表盤上的零刻度線對準指標，再將螺釘2擰緊。
圖3.4示值零位調節器
（a）γ形和y形校對塊計量塊組 （b）調整指示零位
8-量塊組9-γ形校對塊10-支架11-y形校對塊
12-螺釘13-擋塊14-基節儀
2.測量被測齒輪基節
1)將示值零位調整好的基節儀放在被測齒輪上，使兩個量爪7和5分別與相鄰兩個同側齒面接觸。轉動旋鈕4，移動定位支腳6，使它與異側齒面接觸，以使活動量爪7不接觸齒根，固定量爪5不碰齒頂，保證兩個量爪分別與相鄰兩個同側齒面的工作部分相切。
緩緩地擺動基節儀，使活動量爪7在實際被測齒面上滑動，由指示表1讀出示值（指標轉折處的示值），該示值即為基節偏差的△數值。
2)根據被測齒輪的齒數，用上述的方法取均布的四至六個被測基節進行測量（左、右齒面各測量一次）。取其中的最大偏差作為被測齒輪的基節偏差。在測量的過程中應隨時注意複查示值零位。
3.判斷合格性
按齒輪圖紙上給定的基節極限偏差±△，判斷被測齒輪的合格性。
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