哈理工大学百分表设计.docVIP

目录 一、绪论 2 1. 1百分表简介 2 1. 2设计目的 3 1. 3设计要求 3 1. 4设计内容 3 二、百分表原理 4 2. 1百分表的结构原理 4 2. 2百分表的工作原理 5 2. 3百分表的设计条件 5 三、百分表设计方案的确定 6 3. 1传动比计算 6 3. 2齿轮、齿条参数计算 6 3.2.1 齿轮参数 6 3.2.2齿条参数 8 3.2.3游丝参数计算 8 3.2.4弹簧参数计算 9 3.2.5齿轮的选材 10 四、误差分析 13 4.1 空回误差 13 4.1.1齿轮传动中的空回误差 13 4.1.2测量力变化带来的回程误差 13 4.1.3消除空回误差的方法 13 4.2示值误差 13 4.3 刻度盘偏心误差 14 4.4 测量误差 15 4.4.1 误差产生原因 15 4.4.2 误差分析 15 参考文献 18 1. 1百分表简介百分表是利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具。百分表通常由测头，量杆，弹簧，齿条，齿轮，游丝，表盘及指针等组成。百分表是美国的B.C.艾姆斯于1890年制成的。百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动,将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量器具。主要用于测量制件的尺寸和形状、位置误差以及小位移的长度测量等。百分表的圆表盘上印制有100个等分刻度，即每一分度值相当于量杆移动0.01毫米，即分度值为0.01mm，测量范围为0-3、0-5、0-10 mm。改变测头形状并配以相应的支架，可制成百分表的变形品种，如厚度百分表、深度百分表和内径百分表等。如用杠杆代替齿条则可制成杠杆百分表和杠杆千分表，其示值范围较小，但灵敏度较高。此外，它们的测头可以在一定角度内转动，能适应不同方向的测量，结构也紧凑。它们适用于测量普通百分表难以测量的外圆、小孔和沟槽等的形状和位置误差。百分表的应用领域测表面跳动或不平度检查圆形零件的跳动，当然也可用来测量小的直线位移测量工件的尺寸、形状、位置误差、检验机床的集合精度或调整工件的装夹位巩固课程所学的内容，综合运用所学课程的理论知识进行设计，培养分析和解决实际工程问题的能力； 认识百分表的结构以及作用，学习仪器结构设计的一般方法和步骤，提高机械设计水平，树立正确的设计思想； 扩大知识范围，掌握AutoCAD软件的使用，学会运用各类技术资料，包括技术标准，手册等。 在设计过程中，培养创新思维和团队合作精神，开拓视野。 百分表的测量范围为0～5毫米或0～10毫米；分度值为0.01毫米。 量杆行程至少超过工作行程0.5毫米。 百分表的外壳直径不大于60毫米，装卡部分直径为?Φ8h7,装卡部分长度≥16毫米。 百分表的测量力在0.49N至1.47N之间。同一点正反向测量力之差不大于0.45N。 本表为一级精度百分表，其示值误差，回程误差和示值变化要求如下：全量程示值误差不大于0.020毫米； 任意一毫米示值误差大于0.009毫米； 空回误差不大于0.005毫米； 示值变化不大于0.003毫米。 总装配图一张（四号图纸） 零件图2张（四号图纸） 设计说明书一份百分表是一种精度较高的比较量具，它只能测出相对数值，不能测出绝对数值，主要用于测量形状和位置误差，也可用于机床上安装工件时的精密找正。百分表的读数准确度为0.01mm。百分表的结构原理如所示。当测量杆1向上或向下移动1mm时，通过齿轮传动系统带动大指针5转一圈，小指针7转一格。刻度盘在圆周上有100个等分格，各格的读数值为0.01mm。小指针每格读数为l rnm。测量时指针读数的变动量即为尺寸变化量。刻度盘可以转动，以便测量时大指针对准零刻线另外，也需要对弹簧进行优化设计。弹簧为拉伸弹簧，在测量时保证导杆与被测工件的紧密接触，因此弹簧安装时要有一定的初始拉力。 百分表的构造主要由3个部件组成：表体部分、传动系统、读数装置。 图2 2. 2百分表的工作原理 测杆1在表壳的铜套内移动，测杆上切有齿条。当测杆做上下直线位移时，其上的齿条驱动与之啮合的轴齿轮Z2，与Z2同轴的片齿轮Z3也随之转动，Z3又驱动中心齿轮Z1，指针4装在Z1的轴上，所以当测杆产生位移，通过齿条-齿轮驱动指针旋转，表盘5的前面有刻线，指针相对于表盘转动就在表盘上指示出测杆直线位移量。补偿齿轮Z1与Z4啮合，游丝3通过补偿齿轮以消除各传动副工作齿面的间隙，使传动平稳，减小误差，在Z4上装有一根小指针，指针4转一圈，小指针转过一格。小指针在小刻度盘上指示出指针4的转数。 2. 3百分表的设计条件 百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动，将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量器具。主要用于测量制件的尺寸和形状、位置误差等。分度值为0.01mm，试从分析百分表的工作原理入手来确定设计方案，选择百分表的工作核心齿轮传动为设计对象确定齿轮有关参数及精度