第05章 测量技术基础.doc

第05章 测量技术基础

1． 测量的实质是什么？测量和检验各有何特点？
答：所谓测量就是将被测量（如长度、角度等）和作为标准的反映计量单位的同类量进行比较，以确定其量值的过程，测量需测得被测量的实际数值。
检验的特点是不能测得被测量的实际数值，只能确定被测量是否合格。
2．测量误差按性质可分类哪三类？各有何特征？用什么方法消除或减少测量误差，提高其精度？
答：测量误差按性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差；特点：系统误差是在相同条件下多次重复测量时，其绝对值和符号保持不变或按一定规律变化的误差，使用标准的量块或精密合格的仪器可减小误差。
随机误差是在相同条件下多次重复测量时，其绝对值和符号保持以不可预定的方式变化的误差，是不可避免的，在相对稳定的条件下才可进行。粗大误差是由于测量者主观上的疏忽大意、客观条件的剧变或使用有缺陷的计量器所造成的。粗大误差的结果是明显歪曲的，应剔除这些粗大误差测量值。
3．试用83块成套量块组成下列尺寸（mm）。
28．785 58．375 16．258 49．254
答： 28.785：1.005一块，1.28一块，7.5一块，20一块；
58.375：1.005一块，1.37一块，7一块，50一块；
用91块一套的量块：
16．258：1.008一块, 1.25一块,4.0一块,10一块;
49．254：1.004一块,1.25一块,7一块,40一块.
原则是一般选三块，最多选四块。

4．某轴的尺寸为Φ20h6，试确定验收极限并选择计量器具。
答：该轴的极限尺寸为Φ20.0～Φ19.987，IT=0.013mm,
查表得：A=0.001mm,μ1=0.0009mm,
选择分度值为0.0005的比较仪能满足要求，其不确定度为0.0005mm。
验收极限为：
上验收极限=20-0.001=19.999mm
下验收极限=19.987+0.001=19.988mm
5．某孔的尺寸为Φ100H10，试确定验收极限并选择计量器具。
答：该轴的极限尺寸为Φ100.0～Φ100.14，IT=0.14mm,
查表得：A=0.01mm,μ1=0.009mm,
选择分度值为0.01的内径千分尺能满足要求，其不确定度为0.008mm。
验收极限为：
上验收极限=100.14-0.01=100.13mm
下验收极限=100+0.001=100.01mm

6．光滑极限量规有何特点？如何判断工件的合格性？
答：光滑极限量规的外形与被检测对象相反，检验孔的量规称为塞规，检验轴的量规称为卡规（或环规）。
光滑极限量规一般是通规和止规成对使用，通规是检验工件最大实体尺寸的量规，止规是检验最小实体尺寸的量规。
检验时如果通规能通过工件而止规不能通过，则认为工件是合格的，否则工件就不合格。
7．量规除了规定制造公差外，为什么还要规定磨损极限？
答：考虑到通规在使用过程中，因经常要通过工件会逐渐磨损，为了使通规具有一定的使用寿命，除规定制造量规的尺寸误差外，还规定允许的最小磨损量，使通规误差带从最大实体尺寸向工件公差带内缩一个距离。
8．光滑极限量规按用途可分为工作量规、验收量规和校对量规三种，各有何特点？
答：工作量规是在零件制造过程中，操作者对零件进行检验时所使用的量规。操作着应该使用新的或磨损较小的通规。
验收量规：检验部门或用户代表在验收零件时所使用的量规。验收量规一般不专门制造，它是从磨损较多但又未超过磨损极限的旧工作量规中挑选出来的。这样，由操作者自检合格的零件，检验人员检收时也一定合格。
校对量规：用以检验工作量规的量规。孔用工作量规使用通用计量器具测量很方便，不需要校对量规。故只有轴用工作量规才使用校对量规。

9．什么是最小条件？什么是最小区域法？说明如何应用最小区域法评定形状误差？
答：最小条件是指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。最小条件是评定形状误差的基本原则。最小区域法实质上是最小条件的具体体现；最小区域法是在具体评价形状误差时，往往按最小区域评定误差值的方法称为最小区域法。
如图1a所示，评定直线度误差时理想要素AB与被测实际要素相接触，h1、h2、h3、……是相应于理想要素处于不同位置A1B1、A2B2、A3B3……所得到的各个最大变动量，其中h1为各个最大变动量中的最小值，即h1＜h2＜……，即h1就是其直线度误差值。因此，评定形状误差时，理想要素的位置应符合最小条件，以便得到唯一的最小的误差值。
如图1b所示，评定圆度误差时用两同心圆包容被测实际要素，图中画出了C1和C2两组，其中C1组同心圆包容区域的半径Δr1 小于任何一组同心圆包容区域的半径。这时，认为C1组的位置符合最小条件，其区域为最小区域，则区域宽度Δr1为该实际圆的圆度误差值。

10．什么是基准？什么是模拟基准？说一说实验室哪些测量工具可作为模拟基准？
答：基准是即是理想要素，在位置公差中对被测要素起着定向或定位的作用，也是确定位置公差的依据。模拟基准是指采用模拟法来体现的基准。如实验室中的测量平台等。
11． 用框式水平仪按节距法测量导轨直线度误差、桥板跨距为200mm，水平仪为0.02/1000，测得结果如下表所示。试作误差曲线，并求出其直线度误差值。
答：水平仪分度值为0.02/1000,在200mm长度上相对高度为： 200×0.2/1000=0.004mm,将误差值列出表1进行计算后，再按比例作图2所示，横坐标为分段距离，纵坐标为被测导轨高度误差值，连接各点，即得经过缩放后的导轨轮廓线。
表1 节距法测量平导轨数据分析表
分 段 距 离
0～200
200～400
400～600
600～800
800～1000
气泡相对于其零线的格数
+1
+1
-2
-2
+1
累 积 格 数
+1
+2
0
-2
-1
高 度 误 差 值 （μｍ）
+4
+8
0
-8
-4

图2 导轨误差曲线图
由图2用最小区域法评定其直线度误差,可得导轨的直线度误差为:f=0.012mm.

12．分别说明圆跳动和全跳动，端面对轴线的垂直度和端对轴线的端面全跳动各有何区别？
答：圆跳动是以某一轴线的某一圆的跳动误差而全跳动则是以某一轴线的某一圆柱面或平面的跳动误差。端面对轴线的垂直度是以线为基准的，而面对轴线的端面全跳动则是以面为基准的整个面的垂直度。
13．齿轮传动的使用要求有哪些？影响各使用要求的误差主要有哪几个项目？
答：齿轮传动的使用要求有传递运动的平稳性，载荷分布均匀性以及齿侧间隙。影响各使用要求的误差主要有：齿圈径向跳动误差、齿厚偏差、公法线长度变动误差及公法线平均长度偏差。
14．在齿轮的误差项目中，△Fw和△Fwm有何异同之外？
答：△Fw是公法线长度变动误差而△Fwm是公法线平均长度偏差。△Fw是实际公法线长度最大值与最小值而△Fwm是指在齿轮一周公法线长度均值与公称值之差。
15．齿轮误差的单项综合检测有何区别？
答：齿轮的单项测量是指对被测齿轮的单个参数项目进行的测量，单项测量除了用于验收外，也常用于工艺过程是否正常找出加工误差产生的原因必要时对工艺过程进行调整。
齿轮综合测量是将被测齿轮与测量元件按单面或双面啮合作连续啮合运动，沿啮合线方向或径向测出齿轮的综合误差，综合测量是连续性测量，效率高，易于实现机械化，自动化测量，适用于大批生产齿轮的测量。
16．根据齿轮工作图，试说明在尺寸、形位、表面粗糙度及齿轮制造精度等到方面有哪些检测项目？分别使用什么检测方法和测量器具？
答：需要检测的尺寸有：齿顶圆直径、内孔直径及槽宽，使用单项检测可以用内径千分尺、游标卡尺。形位公差有齿轮两端面对内孔轴线的跳动公差、键槽两端面对内孔轴线的对称度公差。使用单项检测，可以用模拟心轴，用千分表测量齿轮两端面对内孔轴线的全跳动，用量块及千分表测量齿轮键槽两端面对内孔轴线的全跳动。表面粗糙度有内孔面，槽两端面，使用单项检测，可以用粗糙度比较仪等。齿圈径向跳动误差：用齿圈径向跳动检查仪；齿厚偏差：用齿厚游标卡尺测量；公法线长度变动量：用公法线长度千分尺测量；