《互换性与技术测量Ⅰ》实验教学大纲（本科）.docx

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1、互换性与技术测量I实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：1021139102课程名称：互换性与技术测量 I / Intercangeability and Measurement Tecnology I课程类别：专业必修课开课学期：学期学分：2.0总学时:32理论学时：24实验/实践学时：8适用专业：机械设计制造及其自动化适用对象：本科先修课程：工程图学、工程训练A、机械原理I、机械工程材料开课学院：机械工程学院二、课程简介互换性与技术测量I是机械设计制造及自动化的专业必修课，通过互换性与技术测量I学习，使 学生掌握机械产品的精度设计制造、质量控制和技术检测的基本方法和原那么，为培养具有承当机

2、械产品的 设计与制造等评价能力奠定基础。该课程学习机械产品的尺寸精度设计、几何精度设计和外表精度设计及 其质量控制等基本原那么和方法，熟悉常用零部件轴承、螺纹、键与齿轮等公差与配合的设计，以及在机械 设计制造等诸方面的工程应用，提高学生分析和解决机械工程实际问题应用能力。三、课程教学目标1 .课程对毕业要求的支撑(与理论课相同)2 .课程教学目标(1)能够使学生获得机械产品零部件几何参数互换性与测量技术的基本知识，掌握测量零部件 几何参数的测量原理和测量方法，加深对理论课程内容的理解。(2)掌握常用测量仪器、工具的使用、维护方法，具备检测零部件几何参数精度的基本技能。(3)掌握实验数据处理和分

3、析的基本原理与方法，能够设计零部件几何参数的检测方案和方法。3 .教学内容与课程教学目标之间的对应关系四、教学内容课程教学目标教学内容教学方法目标1能够使学生获得机械产品 零部件几何参数互换性与测量技 术的基本知识，掌握测量零部件几 何参数的测量原理和测量方法，加 深对理论课程内容的理解。实验一尺寸误差测量 实验二几何误差测量 实验三外表粗糙度测量 实验四螺纹参数测量 实验五齿轮误差测量讲解/演示/操作/报 告/考试目标2：掌握常用测量仪器、工具 的使用、维护方法，具备检测零部 件几何参数精度的基本技能实验一尺寸误差测量 实验二几何误差测量 实验三外表粗糙度测量 实验四螺纹参数测量讲解/演示/

4、操作/报 告/考试实验五齿轮误差测量目标3：掌握实验数据处理和分析 的基本原理与方法，能够设计零部 件几何参数的检测方案和方法实验一尺寸误差测量 实验二几何误差测量 实验三外表粗糙度测量 实验四螺纹参数测量 实验五齿轮误差测量讲解/演示/操作/报告/考试实验一尺寸误差测量实验目的或任务：(1) 了解长度的测量仪器、工具的结构、使用方法及测量原理等；(2)熟悉并掌握长度检测仪器、工具的测量方法；(3)掌握测量数据的处理方法。实验所需设备及材料：机械比拟仪；量块；内径百分表；千分尺等实验内容及步骤：1、机械比拟仪测量轴直径(1)选择测量头根据被测工件形状选择测量头，使量头与工件成点接触或线接触。量

5、头形式有球形、刃形、平 面形，而球形量头使用较多；(2)组合量块 按被测件的基本尺寸或极限尺寸组合量块。组合原那么是：为了减少组合误差， 应选用尽可能少的量块来组成所需的尺寸。一般是从所需尺寸的末位数开始选择。将选好的量块用汽油棉花略为擦去外表防锈油，外表遗留的一层极薄油膜有利于研合，但外表 上不得有尘埃或棉花纤维，用少许压力将两块量块的工作面相互推合；(3)安排仪器 擦净仪器工作台。将量块置于仪器工作台上。松开螺钉，转动升降螺母以安排横臂上下移 动，使测头与量块接触，从刻度盘上观察，让指针出现在刻度盘上0/m附近，锁紧螺钉；松开指示表锁紧螺钉，转动凸轮螺钉，使指针较准确对“零”；然后锁紧螺钉

6、，转动微调螺 钉，使指针对准零位。轻轻按动提升杠杆使测头起落数次，保证上下运动自如。当指针指示稳定后, 抬起量头，取下量块；至此，当指示表指针准确对“零”时，工作台外表到测杆头的距离即为由量块 规定的标准尺寸(精度由量块精度确定)。(4)进行测量 擦净工件外表并置于仪器工作台上，轻轻按动提升杠杆使测头抬起，将工件置于测头下， 轻轻放下测头，进行测量。对所有指定部位进行测量(见实验报告书测量部位图)；每个部位测量3 次以上，取算术平均值为该部位的测量结果。 测量圆柱形工件直径时，横向移开工件，读取值为该截面直径尺寸。(5)零件合格性的评定考虑到测量误差的存在，为保证不误收废品，应先根据被测轴径的

7、公差大小，查表得到相应的 平安裕度A,然后确定其验收极限，假设全部实际尺寸都在验收极限范围内，那么可判此孔径合格。即: dx-Adadmin+A2、用内径百分表测量孔径(1)预安排：将百分表装入量杆内，预压缩1毫米左右(百分表的小指针指在1的附近)后锁紧。根据被测零件基本尺寸选择适当的可换测头装入量杆的头部，用专用扳手扳紧锁紧螺母。 此时应特别注意可换测量头与活动测量头之间的长度须大于被测尺寸0.81毫米左右，以便测量时 活动测量头能在基本尺寸的正、负一定范围内运动。（2）用外径千分尺校对零位因内径百分表是相对法测量的器具，故在使用前用其它量具根据被测件的基本尺寸校对内径百 分表的零位。按被测

8、零件的基本尺寸选择适当测量范围的外径千分尺，将外径千尺对在被测基本尺 寸外，内径百分表的两测头放在外径千分尺两量柱之间校对零位。此方法易于操作和实现，在生产 现场对精度要求不高的单件或小批量零件的检测，得到较广泛时应用。（3）测量手握内径百分表的隔热手柄，先将内径百分表的活动量头和定心护桥轻轻压入被测孔径中， 然后再将固定量头放人。当测头到达指定的测量部位时，将表微微在轴向截面内摆动，读出指示表 读数，即为该测量点孔径的实际偏差。测量时要特别注意该实际偏差的正、负符号：当表针按顺时针方向未到达零点的读数是正值， 当表针按顺时针方向超过零点的读数是负值。 在孔轴向的三个截面及每个截面相互垂直的两

9、个方向上，共测六个点，将数据记入测量报告 单内，按孔的验收极限判解其合格与否。（4）零件合格性的评定考虑到测量误差的存在，为保证不误收废品，应先根据被测孔径的公差大小，查表得到相应的 安 全裕度A,然后确定其验收极限，假设全部实际尺寸都在验收极限范围内，那么可判此孔径合格。即:Es-AEaEi+A式中：Es零件的上偏差，Ei零件的下偏差，Ea局部实际尺寸，A安 全裕度。实验二几何误差测量实验目的或任务：（1）了解形状和位置的测量仪器、工具的结构、使用方法及测量原理等；（2）熟悉并掌握形状和位置检测仪器、工具的测量方法；（3）掌握测量数据的处理方法。实验所需设备及材料：水平合象仪；平板；内径百分

10、表；跳动检测仪；检测工件等实验内容及步骤：1、用水平合象仪检测导轨直线度误差（1）量出导轨被测外表总长，将总长分为假设干等分段（一般为612段）确定每一段的长度（跨 距）L,并按L安排可调桥板两圆柱的距。（2）将水平仪放于桥板上，然后将桥板从首点依次放在各等分点位置上进行测量。到终点后， 自终点再进行一次回测，回测时桥板不能调头，同一测点两次读过的平均值为该点的测量数据。如 某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应查明原因并加以后重测。测量时要注意每次移动桥板都要将后支点放在原来前支点处（桥板首尾衔接），测量过程中不允 许移动水平仪与桥板之间的相对位置。（3）从合象水平仪读数时，先从合像

11、水平仪的侧面视窗处读得百位数，再从其上端读数鼓轮 处读得十位和个位数。从框式水平仪读数时，待气泡稳定后，从气泡边缘所在刻线读出气泡偏离的格数。（4）把测得的值依次填入实验报告中，并用计算法按条件进行数据处理，求出被测外表的直线 度误差。（5）数据处理f =i-L-Aa式中：i水平仪的分度值；l桥板跨距；4a一被测件的直线度误差值（格）2、圆跳动误差测量（1）径向圆跳动的测量将零件擦净，置于偏摆检查仪两顶针之间，注意应使零件转动，但不允许轴向窜动，然后 固紧二边尖座；当需要卸下零件时，一手托住零件，另一手向下按手柄3即可取下零件。将百分表装在表架上，使表杆通过零件轴心线，并与轴心线大致垂直。测头

12、与零件外表接 触，并压缩1-2圈，紧固表架后转动被测件一周，记下百分表、读数，两者之差即为II断面的径 向圆跳动量。测量3个断面以上，取其值作为测量结果。（2）端面圆跳动的测量取下百分表，用表架夹持杠杆百分表的测杆上端，缓慢移动表架使测头与被测端面A垂直接触, 并有一定压缩量，紧固表架。转开工件一周，记下百分表的、读数，两者之差即为该直径处的端面圆跳动量。在该测量位置 上测量3次以上，取算术平均值为测量结果。在任意三个直径处测量。，取跳动值作为测量结果。（3）径向全跳动的测量 将零件擦净，置于偏摆检查仪两顶针之间，注意应使零件转动，但不允许轴向窜动，然后 固紧二边尖座；当需要卸下零件时，一手托

13、住零件，另一手向下按手柄L即可取下零件。将百分表装在表架上，使表杆通过零件轴心线，并与轴心线大致垂直。测头与零件外表接 触，并压缩1-2圈，紧固表架后转动被测件，同时移动被测件，记下百分表、读数，两者之差即为 径向全跳动量。测量3次以上，取其值作为测量结果。实验三外表粗糙度测量实验目的或任务：（1） 了解用双管显微镜结构，测量外表粗糙度的原理和方法。（2）学会使用双管显微镜；（3）加深对微观外表粗糙度理解。实验所需设备及材料：JSG1型双管显微镜，测量范围：0.863pm实验内容及步骤：（1）根据被测工件外表粗糙度的要求，选取合适的物镜组，选择时可参考表1。表1粗糙度（gm）所需物镜总放大倍数

14、物镜组件与工件距离（mm）0.81.660x510x0.041.66.330x260x0.26.3-2014x120x2.520637x60x9.5（2）把工件安放在工作台上，并使被测量面的切削痕迹与光带方向垂直，当测量圆柱工件时，应 将工件放在V型工作台上。（3）用手托住双管显微镜横臂，松开螺钉，然后缓慢转动螺母，使横臂上下移动，直到目镜中观 察到绿色光带和轮廓外表不平的图象为止，再将螺钉紧固。（4）细安排：缓慢转动手轮进行细调，使图象清晰，而且位置在视场，同时安排光源镜头调节环, 使光带最狭，图象清晰。（5）松开固定目镜的螺钉，转动整个目镜，使目镜中“十”字线中的一根线与波纹轮廓方向一致，

15、 然后，锁紧此螺钉。（6）旋转目镜千分尺刻度转筒，从目镜中观察，使字线的水平线与光带的波峰（或波谷）相 切，然后在目镜千分尺上记下读数，继续转动目镜千分尺转筒，使+”字线的同一根线与光带的同一 边缘上的波谷（或波峰）相切，记下个读数。（7）按规定的粗糙度等级选定基本长度1,利用工作台千分尺在被测轮廓上沿测量方向量取长度lOo选择峰值和股值即可计算lOo选择峰值和股值即可计算lOo选择峰值和股值即可计算1,在1长度内，选择五个点和五个点，记下10个读数1、2、3、 出RZ值。实验四螺纹参数测量实验目的或任务：（1）了解工具显微镜的测量原理及结构特点、使用方法及测量原理等；（2）熟悉用大型（或小型

16、）工具显微镜测量外螺纹参数的方法；（3）加深理解误差的概念，掌握测量数据的处理方法。实验所需设备及材料：工具显微镜；外螺纹等。实验内容及步骤：用大型或小型工具显微镜测量螺纹塞规的中径、牙型半角和螺距（1）擦净仪器及被测螺纹，将工件小心地安装在两之间，拧紧的固紧螺钉（要留神工件掉下砸 坏玻璃工作台）。同时，检查工作台圆周刻度是否对准零位。（2）接通电源。（3）用调焦筒（仪器专用附件）调节主光源，旋转主光源外罩上的三个调节螺钉，直至灯丝位 于光轴成象清晰，那么表示灯丝已位于光轴上并在聚光镜的焦点上。（4）根据被测螺纹尺寸，从仪器说明书中，查出适宜的光阑直径，然后调好光阑的大小。（5）旋转手轮，按被

17、测螺纹的螺旋升角w安排立柱的倾斜度。（6）安排目镜上的调节环，使米字刻线和度值，分值刻线清晰。松开螺钉，旋转手柄，安排仪 器的焦距，使被测轮廓影象清晰（假设要求严格，可用专用的调焦棒在两线的水平面内调焦）。然后， 旋紧螺钉。（7）测量中径螺纹中径心是指螺纹截成牙凸和牙凹宽度相等并和螺纹轴线同心的假想圆柱面直径。对于单线 螺纹，它是中径也等于在轴截面内，沿着与轴线垂直的方向量得的两个相对牙形侧面间的距离。为了使轮廓影象清晰，需将立柱顺着螺旋线方向倾斜一个螺旋升角W，其值按下式计算：np式中，p螺纹螺距（mm）； d2螺纹中径理论值（mm）； n螺纹线数。测量时，转动纵向千分尺和横向千分尺，以移开

18、工作台，使目镜中的AA虚线与螺纹投影牙 形的一侧重合，记下横向千分尺的次读数。然后，将显微镜立柱反向倾斜螺旋升角W转动横向千 分尺，使AA虚线与对面牙形轮廓重合，记下横向千分尺次读数。两次读数之差，即为螺纹的实 际中径。为了被测螺纹安装误差的影响，须测2左和日2右，取两者的平均值作为实际中径:（8）测量牙型半角螺纹牙型半角是指在螺纹牙形上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。测量时，转动纵向和横向千分尺并调节手轮，使目镜中的AA虚线与螺纹投影牙形的某一侧 面重合。此时，角度读数目镜中显示的读数，即为该牙侧的半角数值。在角度读数目镜中，当角度读数为00时，那么表示AA虚线垂直于工作台纵向轴线。当AA

19、虚线与被测螺纹牙形边对准时，得该半角的数值为：为了使轮廓影象清晰，测量牙形半角时，同样要使立柱倾斜一个螺旋升角w（9）测量螺距螺距P是指相邻两牙在中线上对应两点的轴向距离。测量时，转动纵向和横向千分尺，以移开工作台，利用目镜中的AA虚线与螺纹投影牙形的 一侧重合，记下纵向千分尺次读数。然后，移动纵向工作台，使牙形纵向移动几个螺距的长度，以 同侧牙形与目镜中的AA虚线重合，记下纵向千分尺次读数。两次读数之差，即为n个螺距的实 际长度。为了被测螺纹安装误差的影响，同样要测量出叩左（实）和他右（实）。然后，取它们的平均值作为 螺纹n个螺距的实际尺寸。（10）按图样给定的技术要求，判断被测螺纹塞规的适

20、用性。实验五齿轮误差测量实验目的或任务：（1）了解径向跳动和双面啮合仪及工具的结构、使用方法及测量原理等；（2）熟悉并掌握检测仪器、工具的测量方法；（3）加深理解误差的概念，掌握测量数据的处理方法。实验所需设备及材料：径向跳动检查仪；百分表；双面啮合仪；测量齿轮等。实验内容及步骤：1、在跳动检查仪上测量齿圈径向跳动（1）将被测齿轮套在测量心轴上，心轴装在仪器的间，安排好百分表的测量位置。（2）测量时，每测一齿，须抬起百分表测量杆，将测量棒换位，依次逐步测量一圈，将测得的 数值记入报告中。（3）取其跳动量的两个数值，两数之差即为径向跳动误差。2、齿轮径向综合总偏差检测（1）转动手轮，使装有测量齿

21、轮（比被测齿轮精度高23级）的滑板左右移动安排位置，以适应 不同大小齿轮的测量。（2）安排好位置后，用手柄固定，顺时针转动滚花轮，使装有被测齿轮的浮动滑板在弹簧力的 作用下右移，使两齿轮作紧密双面啮合。（3）测量时在个位置安排使指针指在零位，转动被测齿轮，双啮距的变动即可由百分表显示出 来。（4）转动被测齿轮一周，记录下在这一周中跳动的数据。值与值之差就是齿轮径向跳动综合偏 差。五、实验工程及学时安排序号实验工程名称实验学时实验 类型实验要求每组人数备注1尺寸误差测量（包括机 械比拟仪外径检测，内 径百分表内径测量等）2综合性仪器使用、 实验操作、 实验报告22几何误差测量（包括直 线度检测，

22、跳动检测， 平行度检测等。）2综合性仪器使用、 实验操作、 实验报告23外表粗糙度测量1综合性仪器使用、 实验操作、 实验报告24普通螺纹测量测量（包 括螺纹中径检验，牙形 角检测，螺距检测等。）1综合性仪器使用、 实验操作、 实验报告35齿轮误差检测（齿圈径 向跳动误差的测量，径 向综合误差一齿，径向 综合误差等。）2综合性仪器使用、 实验操作、 实验报告2注：1 .实验类型：分“演示性”、“验证性”、“综合性”、“设计性”、“创新性”2 .每组人数：指教学实验工程中在每套仪器设备上同时完本钱实验工程的人数。如2人合用一 台显微镜，那么每组人数为2人；5人合用一台仪器那么每组人数为5。六、考

23、核与评分标准1 .课程考核互换性与技术测量是一门专业必修课程，课程实验成绩按优（90以上）、良（80-89）、中 （70-79）、及格（60-69）和不及格（59以下）五个等次评定，占总成绩20%。课程共包含8个实验 工程，如果缺做3个及以上实验工程，不管其它成绩高低，课程总成绩记为不及格。2 .成绩评定标准七、教学资源1、互换性与技术测量实验指导书，宋郁琴主编，出版，2015.评价细那么实验成绩（90-100 分）实验操作仔细规范，小组分工明确，实验结果准确可靠；实验报告内容完整充实，书写 工整规范，实验结果描述准确，并结合实验过程中的出现的问题进行的分析和讨论。良好（80-90 分）实验操

24、作仔细认真，操作规范，小组分工明确，实验结果可靠；实验报告内容完整，书 写规范，实验结果描述准确，简单对实验结果进行分析和讨论。中等（70-80 分）实验操作仔细认真，操作规范性不够，小组分工明确，实验结果基本可靠；实验报告内 容完整，书写规范，实验结果描述准确，未对实验结果进行分析和讨论。及格（60-70 分）实验操作不严谨，操作规范性不够，小组分工不明确，实验结果不准确；实验报告内容 不完整，书写不规范，实验结果描述不清楚，且存在明显问题。不及格（60 分）实验操作有明显敷衍现象，实验报告内容不完整，实验结果存在严重错误或报告全文抄 袭迹象明显。2、互换性与技术测量，魏斯亮主编，北京理工大学出版，2014.3、互换性与技术测量基础（第3版），周兆元主编，机械工业，2016.4、 jpkc. nuc.edu. cn/xyjscl/Zlist. aspx?kind=60&pk=61x. cd. edu. cn/dpt/dzkj. tm