1、第 1 页 共 16 页 精密机械课程设计精密机械课程设计 设计题目：百分表的设计 学 院：制造科学与工程学院 专业班级：测控二班 2013-01-17 第 2 页 共 16 页 目录 一、绪论 .3 1、百分表简介 .3 2、设计意义 .3 3、设计要求 .3 二、设计方案的确定4 1、百分表的结构原理 .4 2、百分表的工作原理 .5 3、设计步骤 .5 三、百分表的数据计算 5 1、示数装置设计 5 2、传动系统（齿轮）的设计 6 3、起消除空回作用的游丝的设计 .9 4、弹簧的设计 . 11 四、百分表装配设计 12 1、表体部分的设计 12 2、传动系统的设计 12 3、读数装置部分
2、的设计 . 12 五、百分表误差分析 13 1、造成a 的因素 . 13 2、造成b 的因素 . 14 3、造成c 的因素 . 14 六、使用百分表的注意事项 . 15 七、百分表科研进展百分表科研进展 15 八、个人总结 16 九、参考文献 17 第 3 页 共 16 页 一、绪论一、绪论 1、百分表简介、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。通常由测头、量杆、防震弹簧、齿 条、齿轮、游丝、圆表盘及指针等组成。百分表是美国的 B.C.艾姆斯于 1890 年制成的。常用于形 状和位置误差以及小位移的长度测量。百分表的圆表盘上印制有 100 个等分刻度，即每一分度值
3、 相当于量杆移动 0.01 毫米。若在圆表盘上印制有 1000 个等分刻度 ，则每一分度值为 0.001 毫米 ， 这种测量工具即称为千分表。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，它们的测头可在一定角度内转动，能适应不同方向的测量，结构 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。 2、设计意义、设计意义 1. 巩固精密机械设计课程所学内容，综合运用所学课程的知识进行设计，培 养分析和解决实际工程问题的能力； 2. 学习仪
4、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； 3. 扩大知识范围，学会运用各类技术资料，包括技术标准、手册等。 4. 在设计过程中，培养创新思维和团队协作精神，开拓视野。 3、设计要求、设计要求 1. 分度值：0.01mm 2. 测量范围：010mm 3. 外形尺寸：50mm60mm 4. 考虑使用环境和生产现场，注意抗振动、防尘、防油等。 5. 其余零件均按国家标准设计选用。 第 4 页 共 16 页 二、设计方案的确定二、设计方案的确定 1、百分表的结构原理、百分表的结构原理 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
5、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下图所示。 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 mm。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。 百分表的最主要设计部件是齿轮齿条，根据所要求设计百分表的尺寸大小和百分 表的精度要求，首先选择齿轮的模数大小，综合考虑齿轮的直径，确定各个齿轮的齿 数。同时还要根据齿轮加工不发生切齿的最小齿数要求来决定
6、是否对每个齿轮进行变 位。 其次，要对游丝进行精心的设计。百分表的游丝是用来保持齿轮传动的有效解除， 防止齿轮啮合时不发生空回，从而保证测量的准确度。 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。 第 5 页 共 16 页 2、百分表的工作原理、百分表的工作原理 百分表的工作原理，是将被测工件尺寸变化引起的测杆微小直线位移，借助齿条 齿轮机构的传动和放大，变为指针回转运动，从而在刻度盘上读出被测尺寸（或误差） 的大小。其工作原理如图所示。 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
