螺纹参数测量

实验一 螺纹参数测量

§4－l 外螺纹中径测量

一、实验目的

1．了解外螺纹中径的测量方法。

2．掌握螺纹千分尺的结构原理和使用。

二、实验内容

用螺纹千分尺测量螺纹中径。

三、量具结构及工作原理

螺纹千分尺属于专用的螺旋测微量具，只能用于测量螺纹中径、结构如图1所示，螺纹千分尺具有特殊的测量头，测量头的形状做成与螺纹牙形相吻合的形状，即一个是V 型测量头，与牙型凸起部分相吻合，另一个为圆锥形测量头，与牙型沟槽相吻合。千分尺有一套可换测量头，每一对测量头只能角来测量一定螺距范围的螺纹。螺纹千分尺适用于低精度要求的螺纹工件测量。

四、测量步骤

1．根据被测螺纹的螺距，选取一对测量头。

2．装上测量头并校准千分尺的零位。

3. 将被测螺纹放入两测量头之间，找正中径部位。

4．分别在同一截面相互垂直的两个方向上测量中径，取它们的平均值作为螺纹的实际中径。

§4—2 影像法测量螺纹主要参数

一、实验目的

掌握使用大型工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法。

二、实验内容

测量外螺纹中径、牙形半角和螺距。

三、测量原理

使用工具显微镜测量螺纹是通过光学系统将螺纹轮廓投影在目镜视场内，依靠专用的测量镜头对螺纹影像进行测量的一种方法，测量螺纹使用的目镜为测角目镜，如图2所示。主要由角度目镜5、中央目镜4及玻璃刻度盘3组成，目镜分划板与玻璃刻度盘同时转动，分划板上有下列刻线：一个十字线；与十字线纵线平行且对称分布四条刻线；两条相交60的斜线与上述刻线成30度交角；在玻璃刻度盘的边缘有0～360度的刻度，通过读数显微镜的固定游标分划板，可读到分度值为1度的精度，零位刻线对准时，米字刻线的中间虚线正好垂直于仪器工作台的纵向移动方向。

四、实验步骤

1．将工件安装在工具显微镜两顶尖之间，同时检查工作台园周刻度是否对准零位。

2．接通电源，调节光源及光栏，直到螺纹影像清晰。

3．旋转手轮，按被测螺纹的螺旋升角调整立柱的倾斜度。

4. 调整目镜上的调节环使米字线，分值刻线清晰，调节仪器的焦距，使被测轮廓影像清晰。

5. 测量螺纹各参数

(1)螺纹中径测量

螺纹中径是指一个假想园柱的直径，该园柱的母线通过牙型上沟槽与凸起两者宽度相等的地方，对于单线螺纹，它的中径也等于在轴截面内，沿着与轴线垂直方向量得的两个相对牙形侧面向的距离。

为使轮郭成象清晰，需将立柱顺着螺纹方向倾斜一个螺旋升角ψ，计算公式为：tg ψ=nP /πd 2，式中P －螺距，n －螺纹线数，d 2－中径理论值。

测量时，首先找正米字线交点位于牙型沟槽宽度等于基本螺距一半的位置

上，如图2所示，然后将目镜米字线中两条相交60度的斜线分别与牙型影象边缘相压：记录下横向千分尺读数，得到第一个横向数值a1，a2(如图示) 。将立柱反射旋转到离中心位置一个螺纹升角ψ，依照上述方法测量另一边影象，得到第二个横向读数a3，a4。

两次横向数值之差，即为螺纹单一中径：

d2左=a4－a2，

d2右=a3－a1 ．

最后取两者平均值作为所测螺纹单一中径。

d 2=d 2左＋d 2右 2

(2)牙形半角测量

螺纹牙形半角α／2是指在螺纹牙形上，牙形与螺纹轴线的垂线间夹角，测量方法如图3所示，调节目镜视场中的米字线的中虚线分别与牙型影象的边缘相压，此时角度目镜中显示的读数。即为该牙侧的半角数值。为了减少由于螺纹轴线和安装轴线下平牙引起的误差。应在螺纹两边分别测量，然后把相对的两个左半角和两个右半角取代数和求均值，得

出被测螺纹牙型左、右半角的数值。即： α

α

2(左) (1) +

2α(4) α

22

(3)螺距测量

螺距P 是指相邻两牙在中径线上对

应两点间的轴间距离，测量方法如图4

所示，测量时，使目镜米字线的中心虚

线与螺纹牙型的影象一侧相压。记下纵

向千分尺的第一次读数，然后移动纵向工作台，使中虚线与相邻牙的同侧牙型相压，记下第二次读数，两次读数之差即为所测螺距的实际值，为了消除安装误差的影响，应分别在螺纹牙

型左右两侧进行两次测

量，取其平均值为螺距的

实测值： α(右) (2) +α(3)

P 实＝P n （左）＋P n(右) 2

6．根据螺纹精度要求，判

定螺纹各参数的合格性

实验二 齿轮参数测量

§5一l 齿轮齿厚编差测量

一、实验目的

掌握齿厚偏差的定义及其测量方法。

二、实验内容

用齿轮卡尺测量齿轮分度园齿厚偏差。

三、量具结构及测量原理

齿厚偏差是指在分度圆柱面上，法向齿厚的实际值与公称值之差。

齿厚偏差常用齿轮游标卡尺测量，其结构如图5所示，卡尺由两套相互垂直的游标尺组成，垂直游标尺用于调整分度园弦齿高，以控制测量部位，水平游标尺则用于测量分度园。弦齿厚，其原理及读数方法与普通游标卡尺相同。

由于采用齿轮卡尺测量齿厚，是以齿顶园定位的，则齿项园的尺寸偏差和径向圆跳动都对测量结果有影响，故调整垂直

游标尺寸，应给予修正，表达式为：

∆De h ' =h t + 2

式中：h ’一一垂直游标尺实际调整值

hf 一一公称分度园弦齿高值

△ De 一一齿顶园直径实际偏差

四、实验步骤

1．测量齿顶圆实际直径

2．计算或查表求出分度圆弦齿离和弦齿

厚的理论值。

Z 900

h f =m [1+(1-cos )] 2Z

900

S f =mz ∙sin Z

∆De 调整垂直游标尺。 2

4. 使垂直游标尺与齿顶接触定位，用水平游标尺测量分度圆弦齿厚实际尺 3. 按修正值h ' =h f +寸。

5. 在园周上均匀选择若干个齿进行测量，并计算各齿的齿厚偏差，按齿厚偏差极限判断齿厚的合格性。

§5—2齿轮公法线平均长度偏差及公法线长度变动的测量

一. 实验目的

1．掌握齿轮公法线长度的测量方法。

2．加深理解公法线长度变动及平均长度偏差的含义。

二、实验内容

用公法线千分尺测量齿轮公法线平均长度偏差与公法线长度变动。

三、量具及测量方法

对子一般精度齿轮的公法线，常用公法线千尺进行测量如图6所示，公法线千分尺是一种具有圆盘状特殊测量头的螺旋测微量具，其余部分的结构与普通千分尺基本相同，其测量原理与读数方法相

同。

测量方法：

l. 计算公法线公称长度w 和跨齿数

n ，一般按下式计算：

Z n =+0. 5(n 必须取整数) 9

w=m[1.476(2n-1)+0.014Z]

式中z 为被测齿轮齿数。

n 与W 的值亦可通过查表获得。

2．按上述所确定的跨测齿数，在被测齿轮的整个圆周上进行测量，记下每次测量结果wl 、w2……wz 。

3. 计算公法线实测值的平均值Wm 及平均长度偏差△Ew

W +W 2+...... +W Z W m =1 Z

公法线平均长度偏差△Ew 是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差:

∆E w =W m -W

4. 计算公法线长度变动△Fw

公法线长度变动是指在齿轮一周范围内，实际公法线最大值与最小值之差： ∆F w =W max -W min

5．按技术要求判定△Ew 及△Fw 的合格性。

实验三 绘制平面机构运动简图

一、实验目的

1、掌握从实际机械中绘制一般平面机构运动简图的原则、方法和基本技能。

2、验证和巩固机构自由度的计算。

二、实验设备及工具

1、 测绘用机构实物模型若干个；

2、 测量用尺及绘图用铅笔、草稿纸。

三、实验内容和要求

选择一至二种实际机械模型，从原动构件开始仔细观察机构运动，确定组成机构的构件数目，运动副的数目，测量各运动副间的相对位置，按规定的符号以适当的比例绘制出机构运动简图。计算该机构自由度，并验证其运动是否确定。

四、实验步骤

1、分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件。

2、使机构缓慢地运动，从原动构件开始仔细观察机构运动，分清各运动单元，从而确定组成机构的构件数目，运动副的数目。

3、根据联接构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的种类。

4、选择最能表现机构特征的平面作为视图平面。平面机构通常选择与构件运动平行的平面。

5、在稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图。然后用数字1、2、3 …… 分别标出各构件，用A 、B 、C …… 分别标出各运动副。

6、用量具仔细测量机构各运动尺寸（如转动副间的中心距、移动副导路的位置），对于高副则应仔细测出高副的轮廓曲线及其位置。

7、选择机构适当的瞬时位置，取适当的长度比例尺μl ，用绘图工具绘出机构运动简图。 μl =实际尺寸(m ) 图样尺寸(mm )

标上作图比例、件号、铰点名和原动件的运动方向。

8、根据绘制的机构运动简图，计算该机构的自由度F 并验证其运动是否确定。 F =3n -2P L -P H

实验四 盘形凸轮轮廓设计

一、实验目的

初步了解和掌握计算机辅助设计在凸轮轮廓设计上的应用。

二、 实验内容和要求

设计一对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓。

已知凸轮以等角速度顺时针回转，基圆半径r b = 40 mm,从动件升程h =50 mm 、推程运动角δt = 150°、 远休止角δs = 30°、回程运动角δh =120°、 近休止角δs ' = 60°、从动件以等加速等减速运动规律上升，以等速运动规律下降。用解析法通过计算机辅助设计求凸轮轮廓上各点的坐标值（每隔5°计算一点），并绘制凸轮轮廓。

要求采用一种应用软件编制凸轮轮廓设计程序。上机运算求得凸轮轮廓上各点的坐标值，并在屏幕上显示凸轮轮廓曲线的图形。输出计算结果和图形。

三 、实验步骤

1、上机操作前，拟定设计程序框图，选用一种应用软件，编写源程序。 从动件以等加速运动规律上升时：

位移量 S = 2hδ2/δt 2

从动件以等减速运动规律上升时：

位移量 S =

从动件以等速运动规律下降时：

位移量 S =

凸轮轮廓曲线的极坐标方程：

向径r = rb + s

向角θ= δ

度化弧度：将度数乘以（π/ 180）

2、上机操作

（1）设计应用程序操作界面。

（2）编写源程序。

（4）保存设计结果。

四、写实验报告。

实验五 平面四杆机构设计

一、实验目的

初步了解和掌握计算机辅助设计在平面四杆机构设计上的应用。

二、实验内容和要求

设计偏置曲柄滑块机构或曲柄摇杆机构。

题目（一）：

已知行程速比系数K = 1.4, 滑块行程S = 50 mm, 偏距e = 10mm，设计一偏置曲柄滑块机构。求出该机构最小传动角。

题目（二）：

已知偏置曲柄滑块机构的行程速比系数K = 1.4, 滑块行程S = 500 mm, 曲柄长度和连杆长度之比a/b = 1/3, 求曲柄长度a 和连杆长度b 以及机构的最大压力角。

题目（三）：

设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长L CD = 0.12m , 摆角 = 45， 机架长L AD = 0.1m , 行程速比系数K = 1.4, 求曲柄和连杆的长度以及机构的最小传动角。

要求自选一题目，采用计算机辅助设计。（采用一种应用软件编制设计计算程序或采用AutoCAD 图解设计）

三 、实验步骤

（一）、采用应用软件编制设计计算程序进行平面四杆机构设计

1、上机操作前，按照自选好的题目初步构思、拟定设计程序框图，编写源程序。

2、上机操作

（1）设计应用程序操作界面。

（2）编写源程序。

（4）保存设计结果。

或（二）采用AutoCAD 图解法设计平面四杆机构。

1、上机操作前，按照自选好的题目初步构思、拟定作图步骤。

2、上机操作

（1）进入AutoCAD 屏幕工作界面。

（2）按作图步骤作图。

（3）利用查询功能测出设计结果。

（4）保存设计结果。

四、写实验报告。