精密機(jī)械課程設(shè)計百分表的設(shè)計

1、河南理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器08級精密機(jī)械課程設(shè)計說明書河南理工大學(xué)精密機(jī)械課程設(shè)計設(shè)計題目：百分表的設(shè)計學(xué) 院：機(jī)械與動力工程專業(yè)班級：測控08-4班學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師： 河南理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器系2011-07-01目錄一、緒論31、課程設(shè)計的目的32、百分表的簡介43、百分表的讀數(shù)方法44、百分表的使用方法及注意事項51)百分表的使用方法52)百分表使用的注意事項95、百分表的設(shè)計意義10二、設(shè)計方案的確定111、百分表的結(jié)構(gòu)原理112、百分表的工作原理123、百分表的設(shè)計條件124、百分表的設(shè)計要求131)設(shè)計要求132)提交的材料13三、百分表的總體設(shè)計和及主要部件的設(shè)計141

2、、百分表的總體功能設(shè)計141)模數(shù)及齒數(shù)的設(shè)計142)傳動與顯示原理152、百分表主要部件的設(shè)計161)傳動導(dǎo)桿和齒輪2的設(shè)計162)游絲的設(shè)計173)彈簧的設(shè)計19四、結(jié)果的分析和注意事項211)影響百分表測量準(zhǔn)確度的因素212)表零位不得用千分尺代替標(biāo)準(zhǔn)樣圈調(diào)整內(nèi)徑百分213)內(nèi)徑百分表的表頭不能隨意更換22五、設(shè)計總結(jié)23六、參考文獻(xiàn)24百分表設(shè)計一、緒論1、課程設(shè)計的目的“精密機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)” 課程設(shè)計作為實踐環(huán)節(jié)對于整個課程具有非常重要的意義。學(xué)生在這個環(huán)節(jié)中不僅是完成一項指定任務(wù)，更重要的是實際走過一個完整的設(shè)計過程。學(xué)生在課程設(shè)計中應(yīng)該定位為設(shè)計者。設(shè)計者要進(jìn)行方案篩選論證，要考慮

3、裝配關(guān)系，考慮結(jié)構(gòu)工藝性，考慮選材。整個設(shè)計采用autocad和solid works完成，從3d 建模到 2d 圖紙。我們要求每人拿出至少一張可用于加工的圖紙，這樣的圖紙，僅僅圖形表達(dá)正確是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。圖紙的尺寸標(biāo)注要合理，要有尺寸公差和形位公差，要正確選擇材料，要有技術(shù)要求?？傊ㄟ^課程設(shè)計要使學(xué)生知道，設(shè)計過程包括那些步驟，能夠投放生產(chǎn)的加工圖紙是什么樣子。其目的是：（1）具體應(yīng)用、鞏固加深和擴(kuò)大課程及有關(guān)先修課程的理論知識、生產(chǎn)知識，了解精密機(jī)械設(shè)計的一般設(shè)計方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生的實際設(shè)計能力，為以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)；（2）掌握正確的設(shè)計思想。通過課程設(shè)計使同學(xué)掌握儀表的設(shè)計思路

4、。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計，一般其主要過程為：（接受）設(shè)計任務(wù)（擬定）設(shè)計方案設(shè)計計算繪制裝配圖繪制零件圖。設(shè)計過程中需注意以下內(nèi)容：1）滿足使用要求（功能、可靠性及精度要求）2）注意工藝性（結(jié)構(gòu)合理、簡單，經(jīng)濟(jì)性，外觀要求）3）熟悉有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、手冊設(shè)計中涉及到的零件材料、結(jié)構(gòu)等，均需按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇；零件的尺寸、公差等亦應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；制圖也要符合一定的規(guī)范。因此在課程設(shè)計過程中要求同學(xué)學(xué)習(xí)、掌握查閱標(biāo)準(zhǔn)及使用手冊的能力。2、百分表的簡介百分表通常由測頭、量桿、防震彈簧、齒條、齒輪、游絲、圓表盤及指針等組成，常用于形狀和位置誤差以及小位移的長度測量。百分表的圓表盤上印制有100個等分刻度，即每一分度

5、值相當(dāng)于量桿移動0.01毫米，這種測量工具即稱為百分表。改變測頭形狀并配以相應(yīng)的支架，可制成百分表的變形品種，如厚度百分表、深度百分表和內(nèi)徑百分表等。如用杠桿代替齒條可制成杠桿百分表，其示值范圍較小，但靈敏度較高。此外，它們的測頭可在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動，能適應(yīng)不同方向的測量，結(jié)構(gòu)緊湊。它們適用于測量普通百分表難以測量的外圓、小孔和溝槽等的形狀和位置誤差。3、百分表的讀數(shù)方法用百分表測量時，指針轉(zhuǎn)一圈，毫米指針相應(yīng)轉(zhuǎn)過一格，所以毫米數(shù)可以從毫米指針轉(zhuǎn)過的格數(shù)來讀的，毫米小數(shù)可以從毫米指針離開起始位置來讀得。在作比較大范圍的測量時，指針和毫米指針在開始的位置都要記住。讀百分表時，眼睛要垂直的看指針，否

6、則也會由于視差造成讀數(shù)誤差。如下圖1當(dāng)指針兩條刻線之間時，可進(jìn)行估讀，讀出小數(shù)第三位，即微米。如圖2所示百分表的讀數(shù)為8.874mm。圖2 百分表的讀數(shù)圖1 讀百分表的方法4、百分表的使用方法及注意事項1) 百分表的使用方法百分表適用于尺寸精度為it6it8級零件的校正和檢驗，百分表按其制造精度，可分為0級、1級、2級三種，0級精度較高。使用時，應(yīng)按照零件的形狀和精度要求，選用合適的百分表的精度等級和測量范圍。使用百分表時，必須注意以下幾點；1、使用前，應(yīng)檢查測量桿活動的靈活性。即輕輕推動測量桿時，測量桿在套筒內(nèi)的移動要靈活，沒有任何軋卡現(xiàn)象，且每次放松后，指針能回復(fù)到原來的刻度位置。2、使用

7、百分表時，必須把它固定在可靠的夾持架上（如固定在萬能表架或磁性表座上，圖3所示），夾持架要安放平穩(wěn)，以免測量結(jié)果不準(zhǔn)確或摔壞百分表。夾持百分表的套筒來固定百分表時，夾緊力不要過大，以免因套筒變形而使測量桿活動不靈活。圖3 安裝在專用夾持架上的百分表3、用百分表測量零件時，測量桿必須垂直于被測量表面，圖4所示。即使測量桿的軸線與被測量尺寸的方向一致，否則將使測量桿活動不靈活或使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。圖4 百分表安裝方法4、測量時，不要使測量桿的行程超過它的測量范圍；不要使測量頭突然撞在零件上；不要使百分表受到劇烈的振動和撞擊，亦不要把零件強(qiáng)迫推入測量頭下，免得損壞百分表的機(jī)件而失去精度。因此，用百分表

8、測量表面粗糙或有顯著凹凸不平的零件是錯誤的。5、用百分表校正或測量零件時，如圖5所示。應(yīng)當(dāng)使測量桿有一定的初始測力，即在測量頭與零件表面接觸時，測量桿應(yīng)有0.31mm的壓縮量，使指針轉(zhuǎn)過半圈左右，然后轉(zhuǎn)動表圈，使表盤的零位刻線對準(zhǔn)指針。輕輕地拉動手提測量桿的圓頭，拉起和放松幾次，檢查指針?biāo)傅牧阄挥袩o改變。當(dāng)指針的零位穩(wěn)定后，再開始測量或校正零件的工作。如果是校正零件，此時開始改變零件的相對位置，讀出指針的偏擺值，就是零件安裝的偏差數(shù)值。圖5 百分表尺寸校正與檢驗方法6、檢查工件平整度或平行度時，如圖6所示。將工件放在平臺上，使測量頭與工件表面接觸，調(diào)整指針使擺動，然后把刻度盤零位對準(zhǔn)指針，跟

9、著慢慢地移動表座或工件，當(dāng)指針順時針擺動時，說明了工件偏高，反時針擺動，則說明了工件偏低了。工件放在v形鐵上、 工件放在專用檢架上圖6 軸類零件圓度、圓柱度及跳動當(dāng)進(jìn)行軸測的時候，就是以指針擺動最大數(shù)字為讀數(shù)(最高點)，測量孔的時候，就是以指針擺動最小數(shù)字（最低點）為讀數(shù)。檢驗工件的偏心度時，如果偏心距較小，可按圖7所示方法測量偏心距，把被測軸裝在兩頂尖之間，使百分表的測量頭接觸在偏心部位上（最高點），用手轉(zhuǎn)動軸，百分表上指示出的最大數(shù)字和最小數(shù)字（最低點）之差的二分之一就等于偏心距的實際尺寸。偏心套的偏心距也可用上述方法來測量，但必須將偏心套裝在心軸上進(jìn)行測量。圖7 在兩頂尖上測量偏心距的方

10、法偏心距較大的工件，因受到百分表測量范圍的限制，就不能用上述方法測量。這時可用如圖8所示的間接測量偏心距的方法。測量時，把v形鐵放在平板上，并把工件放在v形鐵中，轉(zhuǎn)動偏心軸，用百分表測量出偏心軸的最高點，找出最高點后，工件固定不動。再用百分表水平移動，測出偏心軸外圓到基準(zhǔn)外圓之間的距離a，然后用下式計算出偏心距e：式中e-偏心距（mm）；d-基準(zhǔn)軸外徑（mm）；d-偏心軸直徑（mm）；a-基準(zhǔn)軸外圓到偏心軸外圓之間最小距離（mm）。圖8 偏心距的間接測量方法用上述方法，必須把基準(zhǔn)軸直徑和偏心軸直徑用百分尺測量出正確的實際尺寸，否則計算時會產(chǎn)生誤差。7、檢驗車床主軸軸線對刀架移動平行度時，在主軸

11、錐孔中插入一檢驗棒，把百分表固定在刀架上，使百分表測頭觸及檢驗棒表面，圖9所示。移動刀架，分別對側(cè)母線a 和上母線b 進(jìn)行檢驗，記錄百分表讀數(shù)的最大差值。為消除檢驗棒軸線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合對測量的影響，必須旋轉(zhuǎn)主軸180度，再同樣檢驗一次a、b的誤差分別計算，兩次測量結(jié)果的代數(shù)和之半就是主軸軸線對刀架移動的平行度誤差。要求水平面內(nèi)的平行度允差只許向前偏，即檢驗棒前端偏向操作者；垂直平面內(nèi)的平行度允差只許向上偏。a 側(cè)母線位置 b 上母線位置圖9 主軸軸線對刀架移動的平行度檢驗8、檢驗刀架移動在水平面內(nèi)直線度時，將百分表固定在刀架上，使其測頭頂在主軸和尾座頂尖間的檢驗棒側(cè)母線上(圖10位置a)，調(diào)

12、整尾座，使百分表在檢驗棒兩端的讀數(shù)相等。然后移動刀架，在全行程上檢驗。百分表在全行程上讀數(shù)的最大代數(shù)差值，就是水平面內(nèi)的直線度誤差。圖10 刀架移動在水平面內(nèi)的直線度檢驗9、在使用百分表的過程中，要嚴(yán)格防止水、油和灰塵滲入表內(nèi)，測量桿上也不要加油，免得粘有灰塵的油污進(jìn)入表內(nèi)，影響表的靈活性。10、百分表不使用時，應(yīng)使測量桿處于自由狀態(tài)，免使表內(nèi)的彈簧失效。如內(nèi)徑百分表上的百分表，不使用時，應(yīng)拆下來保存。2) 百分表使用的注意事項（1）百分表的使用百分表常裝在表架上使用，如圖11所示。圖11百分表表架當(dāng)百分表不用時，應(yīng)使測量桿處于自由狀態(tài)，以免使表內(nèi)彈簧失效。百分表可用來精確測量零件圓度、圓跳動

13、、平面度、平行度和直線度等形位誤差，也可用來找正工件，如圖12所示。圖12百分表應(yīng)用舉例（2）注意事項1）使用前，應(yīng)檢查測量桿活動的靈活性。即輕輕推動測量桿時，測量桿在套筒內(nèi)的移動要靈活，沒有如何軋卡現(xiàn)象，每次手松開后，指針能回到原來的刻度位置。2）使用時，必須把百分表固定在可靠的夾持架上。切不可貪圖省事，隨便夾在不穩(wěn)固的地方，否則容易造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確，或摔壞百分表。3）測量時，不要使測量桿的行程超過它的測量范圍，不要使表頭突然撞到工件上，也不要用百分表測量表面粗糙度或有顯著凹凸不平的工作。4）測量平面時，百分表的測量桿要與平面垂直，測量圓柱形工件時，測量桿要與工件的中心線垂直，否則，將使測

14、量桿活動不靈或測量結(jié)果不準(zhǔn)確。5）為方便讀數(shù)，在測量前一般都讓大指針指到刻度盤的零位。5、百分表的設(shè)計意義百分表在工業(yè)上的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如測表面跳動或不平度，檢查圓形零件的跳動，當(dāng)然也可用來測量小的直線位移， 測量工件的尺寸、形狀、位置誤差、檢驗機(jī)床的集合精度或調(diào)整工件的裝夾位等等，它已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的儀器。第 26 頁 共 26 頁二、設(shè)計方案的確定1、百分表的結(jié)構(gòu)原理百分表是一種精度較高的比較量具，它只能測出相對數(shù)值，不能測出絕對數(shù)值，主要用于測量形狀和位置誤差，也可用于機(jī)床上安裝工件時的精密找正。百分表的讀數(shù)準(zhǔn)確度為0.01mm。百分表的結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。當(dāng)測量桿1向上或

15、向下移動1mm時，通過齒輪傳動系統(tǒng)帶動大指針5轉(zhuǎn)一圈，小指針7轉(zhuǎn)一格?？潭缺P在圓周上有100個等分格，各格的讀數(shù)值為0.01mm。小指針每格讀數(shù)為l rnm。測量時指針讀數(shù)的變動量即為尺寸變化量?？潭缺P可以轉(zhuǎn)動，以便測量時大指針對準(zhǔn)零刻線。百分比的最主要設(shè)計部件是齒輪齒條，根據(jù)所要求設(shè)計百分表的尺寸大小和百分表的精度要求，首先選擇齒輪的模數(shù)大小，綜合考慮齒輪的直徑，確定各個齒輪的齒數(shù)。同時還要根據(jù)齒輪加工不發(fā)生切齒的最小齒數(shù)要求來決定是否對每個齒輪進(jìn)行變位。其次，要對游絲進(jìn)行精心的設(shè)計。百分表的游絲是用來保持齒輪傳動的有效解除，防止齒輪嚙合時不發(fā)生空回，從而保證測量的準(zhǔn)確度。另外，也需要對彈簧

16、進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。彈簧為拉伸彈簧，在測量時保證導(dǎo)桿與被測工件的緊密接觸，因此彈簧安裝時要有一定的初始拉力。百分表的構(gòu)造主要由3個部件組成：表體部分、傳動系統(tǒng)、讀數(shù)裝置?？傮w大小為：表盤直徑5cm，表體高度10cm。 2、百分表的工作原理百分表的工作原理，是將被測工件尺寸變化引起的測桿微小直線位移，借助齒條齒輪機(jī)構(gòu)的傳動和放大，變?yōu)橹羔樆剞D(zhuǎn)運動，從而在刻度盤上讀出被測尺寸（或誤差）的大小。其工作原理如圖所示。測桿1在表殼的銅套內(nèi)移動，測桿上切有齒條。當(dāng)測桿做上下直線位移時，其上的齒條驅(qū)動與之嚙合的軸齒輪z2，與z2同軸的片齒輪z3也隨之轉(zhuǎn)動，z3又驅(qū)動中心齒輪z1，指針4裝在z1的軸上，所以當(dāng)測桿產(chǎn)

17、生位移，通過齒條-齒輪驅(qū)動指針旋轉(zhuǎn)，表盤5的前面有刻線，指針相對于表盤轉(zhuǎn)動就在表盤上指示出測桿直線位移量。補(bǔ)償齒輪z1與z4嚙合，游絲3通過補(bǔ)償齒輪以消除各傳動副工作齒面的間隙，使傳動平穩(wěn)，減小誤差，在z4上裝有一根小指針，指針4轉(zhuǎn)一圈，小指針轉(zhuǎn)過一格。小指針在小刻度盤上指示出指針4的轉(zhuǎn)數(shù)。圖143、百分表的設(shè)計條件百分表是利用齒條齒輪或杠桿齒輪傳動，將測桿的直線位移變?yōu)橹羔樀慕俏灰频挠嬃科骶摺Ｖ饕糜跍y量制件的尺寸和形狀、位置誤差等。分度值為0.01mm，測量范圍如下表所示。試從分析百分表的工作原理入手來確定設(shè)計方案，選擇百分表的工作核心齒輪傳動為設(shè)計對象確定齒輪有關(guān)參數(shù)及精度等級。4、百分

18、表的設(shè)計要求1) 設(shè)計要求百分表是利用齒條齒輪或杠桿齒輪傳動，將測桿的直線位移變?yōu)橹羔樀慕俏灰频挠嬃科骶?。主要用于測量制件的尺寸和形狀、位置誤差等。分度值為0.01mm，測量范圍如下表所示。試從分析百分表的工作原理入手來確定設(shè)計方案，選擇百分表的工作核心齒輪傳動為設(shè)計對象確定齒輪有關(guān)參數(shù)及精度等級。重點設(shè)計兩個零件導(dǎo)桿和指針軸齒輪。具體參數(shù)如下表所示。數(shù)據(jù)編號123456789測量范圍（mm）0202.202.402.602.80303.203.403.6測量力（n）0.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.5數(shù)據(jù)編號101112

19、131415161718測量范圍（mm）03.80404.204.404.604.80505.205.4測量力（n）0.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.50.51.5數(shù)據(jù)編號192021測量范圍（mm）05.605.806測量力（n）0.51.50.51.50.51.52) 提交的材料總裝配 1號圖紙一張（紙質(zhì)和電子文檔）主要零件圖 零件工作圖2張（紙質(zhì)和電子文檔）設(shè)計計算說明書（設(shè)計步驟、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)選擇，字?jǐn)?shù)不少于1萬字），說明書包含齒輪傳動鏈和零件的設(shè)計過程，以及autocad繪制的裝配圖和兩張零件圖。三、百分表的總體設(shè)計和及主

20、要部件的設(shè)計1、百分表的總體功能設(shè)計圖15 百分表的總體傳動原理圖理 為導(dǎo)桿1也是齒輪2 分度圓上的線位移，為齒輪3分度圓上的線位移，為齒輪2的分度圓直徑，為齒輪3的分度圓直徑，為齒輪4的分度圓直徑，為齒輪6的分度圓直徑，為齒輪2的模數(shù)，為齒輪3的模數(shù)，為齒輪4的模數(shù)，為齒輪6的模數(shù)，為齒輪2的齒數(shù)，為齒輪3的齒數(shù)，為齒輪4的齒數(shù)，為齒輪6的齒數(shù)，為齒輪4的轉(zhuǎn)動角。1) 模數(shù)及齒數(shù)的設(shè)計設(shè)齒條的節(jié)距為p，則齒條移動1mm所走的齒數(shù)z=1/p。齒輪z2每個齒相對的弧度為2/z2，故此時1/p個齒轉(zhuǎn)過的弧度為2/z2（1/p）。這個弧度乘上連軸大齒輪z3與中心小齒輪z4的傳動比，就是z4轉(zhuǎn)過的弧度

21、。根據(jù)齒條移動1mm，指針轉(zhuǎn)一圈的設(shè)計要求可知，這個弧度應(yīng)為2，因此有2/z2（1/p）z3/z4=2 （3-1）又根據(jù)p=m，有m=（z3/z4）/（z2） （3-2）一般取z3/z4=10，此時若有小齒輪z2=16，代入式子3-2得m=0.1990。與m=0.2接近，所以取m=0.2。為減少刀具數(shù)量，將z3 、 z4 、z6模數(shù)也取與z2相同。即m2=m3=m4=m6=0.2。取模數(shù)m=0.2、 z2=16代入式3-2得z3/z4=10.048根據(jù)聯(lián)軸大齒輪z3和中心小齒輪z4的傳動比來設(shè)計z3、 z4 值，本著精確與易加工的原則，經(jīng)過了多次嘗試后最后取得z3=120 、z4=12由于12

22、0/12=10，還是比較接近10.048的，故取z3=120、 z4=12。計算齒輪6的齒數(shù)，因m(z3z4z6)40（百分表總外徑），代入各已知值后，最后取 z6=68。因百分表的測量范圍是0-3mm，故令齒條的長度為lmax=3mm，因lmax=p=m，則齒條的齒數(shù)z=lmax/（m）取z=5。綜上，各齒輪的齒數(shù)和模數(shù)分別為：z2=16 、z3=120 、z4=12 、z6=68 、m=0.2 、z=52) 傳動與顯示原理百分表的工作原理是將被測尺寸引起的測桿微小直線移動，經(jīng)過齒輪傳動放大，變?yōu)橹赣嬙诳潭缺P上的轉(zhuǎn)動，從而讀出被測尺寸的大小。百分表的讀數(shù)準(zhǔn)確度為 0.01mm。百分表的結(jié)構(gòu)原

23、理如圖15所示。當(dāng)測量桿1向上或向下移動1mm時，通過齒輪傳動系統(tǒng)帶動大指針5轉(zhuǎn)一圈，小指針7轉(zhuǎn)一格?？潭缺P在圓周上有100個等分格，各格的讀數(shù)值為0.01mm。小指針每格讀數(shù)為l rnm。測量時指針讀數(shù)的變動量即為尺寸變化量?？潭缺P可以轉(zhuǎn)動，以便測量時大指針對準(zhǔn)零刻線。如圖15所示外界微小位移通過測桿1傳遞給齒輪2，齒輪2與齒輪3同軸且相連為一體，它們有相同的角速度，由于齒輪2與齒輪3有不同的分度圓半徑，這樣導(dǎo)桿1的微小位移就可以在齒輪3的分度圓上得到放大，放大倍數(shù)是齒輪2與3的半徑比。齒輪4又分別與齒輪2齒輪6相嚙合，這樣一方面，齒輪3分度圓上的線位移可以轉(zhuǎn)換成齒輪4的角位移，帶動大指針5

24、的轉(zhuǎn)動；另一方面，齒輪4的線位移通過4，6嚙合有可以轉(zhuǎn)換成6的角位移，齒輪6中心軸上帶有小指針。根據(jù)測量的要求，導(dǎo)桿每轉(zhuǎn)動1mm大指針轉(zhuǎn)動一周，小指針轉(zhuǎn)動周。 2、百分表主要部件的設(shè)計1) 傳動導(dǎo)桿和齒輪2的設(shè)計由機(jī)械設(shè)計手冊查詢可得，在保持其他參數(shù)不變的條件下，改變小輪齒數(shù)和模數(shù)，符合以下結(jié)果：在小輪輪齒受力不變的條件下，隨著小輪齒數(shù)或模數(shù)的增加，相應(yīng)的應(yīng)力也隨之減小;對于接觸應(yīng)力，其受小輪齒數(shù)的影響大于受模數(shù)的影響;對于彎曲應(yīng)力，其受小輪模數(shù)的影響顯著大于受齒數(shù)的影響;在模數(shù)或齒數(shù)較小時(20時)，齒數(shù)或模數(shù)的變化對齒輪承載力都有顯著影響。對大模數(shù)齒輪齒條的來說，輪齒折斷所帶來的損失是相當(dāng)

25、嚴(yán)重的，因此對彎曲強(qiáng)度可靠性提出較高要求，在滿足其他設(shè)計約束的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇較大的模數(shù)以獲取可靠的承載力。但是由于百分表的尺寸要求和精度要求，在一定范圍內(nèi)應(yīng)選用較小的模數(shù)，這是不可調(diào)和的矛盾，同時百分表測量是所受的力較小，小模數(shù)也可以滿足要求。在設(shè)計過程中，我們得到在其他基本參數(shù)不變的情況下，當(dāng)齒輪上及齒條上的壓力角與嚙合角都相同為時最符合設(shè)計要求。此時，各參數(shù)如下表。齒輪2的幾何參數(shù)齒輪2的幾何計算名稱代號計算公式模數(shù)m0.2分度圓dm=3.2齒厚sm頂隙c0.25m齒根高1.25m齒頂高m齒距pm齒工作高度h2.25m齒條1的幾何參數(shù)齒條的的幾何計算名稱代號計算公式模數(shù)m周節(jié)tm齒厚s

26、m徑向間隙c0.25m齒根高1.25m齒頂高m全齒高pm齒工作高度2.25m根據(jù)設(shè)計要求，齒條的工作長度為3mm，但加工時應(yīng)保留一些余量，取加工總長度為5mm。2) 游絲的設(shè)計游絲在儀表中的作用主要是通過預(yù)緊力或作用力矩，達(dá)到不論正行程還是反行程齒輪副總是單項齒廓嚙合，消除空行程和傳動系統(tǒng)中的摩擦力。壓力表、血壓表中的游絲是利用其反作用力矩，使中心小齒輪和大齒輪保持單向齒廓緊密接觸，來消除中心小齒輪與大齒輪的嚙合間隙及各傳動軸孔等結(jié)合處的間隙所引起的示值變動性和指針走動的不平穩(wěn)性，并使指針能回到零位標(biāo)記內(nèi)。在檢修過程中，我們通過看指針走動就可以判斷游絲是否出現(xiàn)故障。例如，百分表游絲未預(yù)緊或預(yù)緊

27、力不夠，克服不了傳動系統(tǒng)中的摩擦力，齒輪在齒間間隙中游動，指針表現(xiàn)出松弛狀態(tài)，可以停留在一定范圍內(nèi)任何位置上，很不穩(wěn)定。在壓力表中，由于游絲的起始力矩過小，或長期使用在不良的環(huán)境中，游絲本身的耐蝕性不佳，以致由于腐蝕的影響而引起其彈性逐漸消退，力矩減小，從而在增減負(fù)荷過程中。輕敲外殼后指針擺動不止，示值指示不穩(wěn)定。而由于游絲亂圈，顯著變形，或游絲的彈性差、彈性消退，以致作用力矩難以克服機(jī)構(gòu)中摩擦力和空程的影響；或游絲的內(nèi)外圈固定端失控(游絲座脫落或銷子脫出)，以致無法克服機(jī)構(gòu)中的摩擦力和空行程的影響；或游絲的外圈觸及機(jī)構(gòu)中的其他零件，使其活動范圍受到了一定的限制?；蚱淙εc圈之間接觸，影響作用力

28、矩得不到應(yīng)有的改變。都會在增減負(fù)荷過程中，當(dāng)輕敲外殼后，指針示值的變動量或跳動量遠(yuǎn)超過允許誤差值，從而造成輕敲位移超差。而在血壓表中，指針轉(zhuǎn)動不到全量程，在上限對準(zhǔn)后，指針在沒有轉(zhuǎn)回到下限時，預(yù)針已經(jīng)和膜盒頭子脫離，就需要取出機(jī)芯重新安裝游絲。當(dāng)空心螺絲在中間位置，預(yù)針自然下垂時。游絲自由端應(yīng)在頂針附近，在此位置把游絲固定到中心輪的軸上。再將其自由端銷緊。若指針轉(zhuǎn)動不平穩(wěn)或跳針都需要整理或重裝游絲。游絲損壞或變形多數(shù)都是由以下原因造成的：一是人為操作原因，在維修保養(yǎng)中不小心讓工具觸動到游絲，使游絲變形；二是震動過大，儀表不小心摔在地上或長期使用在劇烈顫動環(huán)境中：三是沖擊力過大。如突然加壓或加力

29、，使測量上限超出最大使用范圍：四是長期使用不保養(yǎng)，游絲太臟產(chǎn)生粘連：五是環(huán)境腐蝕或疲勞使用造成游絲作用力矩消失等。圖7游絲的安裝如圖所示，游絲安裝在齒輪6上，用來防止嚙合齒輪的空回。鑒于齒輪6的傳動要求，對其上的游絲的滯后和后效要求較高，這里選擇游絲的寬厚比u=10，u=b/h，(b為游絲的寬度，h為游絲的厚度)。鑒于齒輪6的直徑大小選擇游絲的內(nèi)徑大小d1=4mm，外徑大小d2=15mm。游絲的總轉(zhuǎn)角要求大于，其總?cè)?shù)設(shè)為n=10。根據(jù)傳動力矩大小要求，當(dāng)游絲轉(zhuǎn)動/2時它的承受力矩m不小于。游絲的總長度l=（1）力矩與轉(zhuǎn)角，游絲寬度b，厚度h的關(guān)系為m=（e為材料的彈性模量，這里游絲的材料用錫

30、銅合金e=），根據(jù)上述的數(shù)據(jù)可求得h =0.1214mm，b =1.214mm。當(dāng)轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)角時即=，游絲所承受的力矩為 （2）許用彎曲應(yīng)力，=，為材料的安全系數(shù)，錫銅合金為500600，為510，經(jīng)校核設(shè)計符合要求。游絲的最終設(shè)計方案為：材料為錫銅合金內(nèi)徑大小d1=4mm外徑大小d2=15mm總?cè)?shù)n=10厚度h =0.1214mm寬度b =1.214mm總長度l=298mm，考慮到其固定端的長度最終的加工長度為320mm。3) 彈簧的設(shè)計百分表的彈簧為圓柱型拉伸彈簧，彈簧間隙=0。用來固定導(dǎo)桿的運動，根據(jù)百分表的設(shè)計空間大小，彈簧的設(shè)計選用簧絲的直徑大小為dd=0.4mm，旋繞比為c=7，

31、（c=dd/dd，dd為彈簧的中徑大?。?。彈簧在安裝的時候應(yīng)有初始拉伸位移，綜合表體設(shè)計的尺寸大小初始值x1=4mm。根據(jù)測量范圍的要求，彈簧測量最大位移為3mm，所以彈簧的最終變形量應(yīng)大于16mm。另外彈簧要有較好的預(yù)緊力，選用彈簧的初始切應(yīng)力。dd（3）（4）f為彈簧的初始拉力，f為最終位置的拉力，變形量，g為材料的切變模量，這里的材料選擇60si2mn代號的鋼料其值為80000n/mm2，n為彈簧的有效環(huán)數(shù)。由上式數(shù)據(jù)可得f=0.9n，f=1.4n，n=37.5，最終取n=40。彈簧的最終設(shè)計為：簧絲的直徑大小為dd=0.4mm中徑dd=2.8mm旋繞比為c=7有效環(huán)數(shù)n四、結(jié)果的分析和

32、注意事項1) 影響百分表測量準(zhǔn)確度的因素影響內(nèi)徑百分表測量準(zhǔn)確度的原因很多。如影響表頭示值的測量力，傳動齒輪的正常磨損，測量桿齒條的磨損，齒條與中心齒輪的嚙合松緊，垂直嚙合接觸面，游絲的預(yù)緊力及彈力平整程度，百分表的阻尼情況，測量桿內(nèi)部杠桿傳動比例的失調(diào)，活動測頭內(nèi)的導(dǎo)向定位小軸的磨損，表頭與測桿部份裝夾松緊程度等原因，都是造成不合格、不能正常使用的故障原因。2) 表零位不得用千分尺代替標(biāo)準(zhǔn)樣圈調(diào)整內(nèi)徑百分有些操作者常用千分尺來調(diào)整內(nèi)徑百分表零位，這種方法是不可取的，因這樣會導(dǎo)致內(nèi)徑百分表的測量誤差增大。例如，用上述方法測量300mm 有配合要求的孔，內(nèi)徑百分表的表頭為1級，其任意一轉(zhuǎn)內(nèi)的測量

33、極限誤差為：。若內(nèi)徑百分表的表頭為0級，則其任意一轉(zhuǎn)內(nèi)的測量極限誤差為： （其中包括由校對量塊引起的誤差）。1級千分尺的測量極限誤差為：。如用千分尺代替標(biāo)準(zhǔn)樣圈，根據(jù)誤差的合成原則，配備%級表頭的內(nèi)徑百分表測量極限誤差為：= 0.0280mm測量誤差增加量為0.009mm。同樣，如用千分尺代替標(biāo)準(zhǔn)樣圈，配備0級表頭的內(nèi)徑百分表測量極限誤差約為0.0256mm，則測量誤差增加量為0.0116mm。用這與內(nèi)徑百分表的正常工作狀態(tài)不符，護(hù)橋由于制造、千分尺調(diào)整內(nèi)徑百分表時沒有使用定位護(hù)橋，使用中磨損、松動、變形等情況產(chǎn)生的定中心誤差沒有在對零位時得到應(yīng)有的補(bǔ)償。另外，千分尺活動測量桿都可能存在軸向竄

34、動，按千分尺檢定規(guī)程的規(guī)定：測微螺桿( 即活動測量桿) 的軸向竄動量不大于0.01mm。這樣小的竄動量，在用量塊檢定千分尺示值時，由于受力方向一致，作用力和反作用力可以抵消，因而不影響示值檢定。但用千分尺調(diào)整內(nèi)徑百分表時，由于受力方向經(jīng)常變化，所以千分尺活動測量桿的軸向竄動量無法抵消，因而就帶進(jìn)內(nèi)徑百分表的綜合誤差之中，這樣便增大了內(nèi)徑百分表的測量誤差。綜上所述，可以得出結(jié)論：不能用千分尺調(diào)整內(nèi)徑百分表零位，而應(yīng)采用與被測孔尺寸接近的標(biāo)準(zhǔn)樣圈。3) 內(nèi)徑百分表的表頭不能隨意更換有操作者隨意更換內(nèi)徑百分表的表頭，或把這只內(nèi)徑百分表的表頭與那只內(nèi)徑百分表的表頭混用，或?qū)C(jī)床調(diào)試用的百分表用來作內(nèi)徑百分表的表頭，他們認(rèn)為經(jīng)過計量部門檢定合格的百分表就可以更換，其實，這種作法是錯誤的。根據(jù)內(nèi)徑表檢定規(guī)程(jjg-89)，以測量范圍為1835mm 的內(nèi)徑百分表為例，為0.015mm。此示值誤差包括兩部分：一是表頭部分其最大的