Освоить методику измерений угловых величин различными способами
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 4
ИЗУЧЕНИЕ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ И КОНУСОВ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Освоить методику измерений угловых величин различными способами.
2. ОБЪЕКТ ИЗМЕРЕНИЙ
Объектом измерений являются угловые шаблоны и конусные калибр-пробки с различной конусностью.
3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ
3.1 Универсальный угломер.
3.2 Оптический угломер.
3.3 Инструментальный микроскоп.
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
4.1 Основные понятия об угловых величинах.
В машиностроении нередко приходится иметь дело с угловыми размерами и допусками на них, коническими соединениями и их взаимозаменяемостью.
Угловые размеры на чертежах обозначают в угловых единицах (градусах, минутах, секундах) в соответствии с рядами нормальных углов общего назначения по ГОСТ 8908-81.
Конусы обозначают на чертежах знаком угольника и значением конусности. Конусность c – отношение разности диаметров двух поперечных сечений к расстоянию между ними L.
Конусность указывают в виде 1:y, где y – расстояние между поперечными сечениями конуса L, разность диаметров которых равна 1 мм: например 1:100; 1:3, а так же связана с углом конуса следующим соотношением
где α – угол конуса.
Нормальные конусности и углы конусов общего назначения приведены в табл.4.1. При назначении углов конусов 1-й ряд следует предпочитать 2-му.
Малые конусности (1:500 – 1:50) применяют для неразъемных соединений (конических штифтов и оправок, клиновых шпонок, установочных шпилек), работающих в тяжелых условиях – при наличии вибрации, ударной и знакопеременной нагрузки.
Конусность 1:35 - 1:7 обеспечивают сравнительную легкость сборки и разборки, гарантируют хорошее центрирование соединяемых деталей (конических шеек шпинделей станков, конусных болтов, соединительных муфт валов).
Конусности 1:6 – 1:3 используют в легкоразъемных соединениях (конических фрикционных муфтах, предохранительных муфтах и т.п.).
Таблица 4.1
Нормальные конусности и углы конусов по ГОСТ 8593-81
| Обозначение конусов | Конусность | С | Угол конуса  | ||
| Ряд 1 | Ряд 2 | Угл. ед | Рад | ||
| 1:500 | 1:500 | 0,0020000 | 6’25,5” | 0,0020000 | |
| 1:200 | 1:200 | 0,0050000 | 17’11,3’’ | 0,0050000 | |
| 1: 100 | 1:100 | 0,0100000 | 34’22,6” | 0,0100000 | |
| 1:50 | 1:50 | 0,2000000 | 1008’45,2” | 0,0199996 | |
| 1:30 | 1:30 | 0,0333333 | 1054’34,9” | 0,0333304 | |
| 1:20 | 1:20 | 0,0500000 | 2051’51,1” | 0,0499896 | |
| 1:15 | 1:15 | 0,0666667 | 3049’05,09” | 0,0666420 | |
| 1: 12 | 1:12 | 0,0833333 | 4046’18,8” | 0,0832852 | |
| 1:10 | 1:10 | 0,1000000 | 5043’29,3” | 0,0999168 | |
| 1:8 | 1:8 | 0,1250000 | 7009’09,6” | 0,1248376 | |
| 1:7 | 1:7 | 0,1428571 | 8 0 0’16,4” | 0,1426148 | |
| 1:6 | 1:6 | 0,1666667 | 9031’38,2” | 0,1662824 | |
| 1:5 | 1:5 | 0,2000000 | 11025’16,3” | 0,1993374 | |
| 1:4 | 1:4 | 0,2500000 | 14015’0,01’ | 0,2487100 | |
| 1:3 | 1:3 | 0,3333333 | 18055’28,7’ | 0,3302972 | |
| 300 | 1:1,866025 | 0,5358985 | 300 | 0,5235988 | |
| 450 | 1:1,207107 | 0,8284269 | 450 | 0,7853982 | |
| 600 | 1:0,866025 | 1,1547010 | 600 | 1,0471976 | |
| 750 | 1:0,651613 | 1,5346532 | 750 | 1,3089970 | |
| 900 | 1:0,500000 | ,0000000 | 900 | 1,5707964 | |
| 1200 | 1:0,288675 | ,4641032 | 1200 | 2,0943952 |
На чертежах допуски углов обозначаются двумя латинскими буквами АТ и цифрами, обозначающими степень точности, например АТ8, АТ16.
Установлено 17 степеней точности углов.
Для измерения угловых размеров применяется широкая номенклатура методов и средств, которые можно разделить на следующие основные группы:
1. Методы и средства измерения углов, основанные на сравнении с жесткой мерой. В качестве образца используется жесткая угловая мера. Методом сравнения определяются отклонения проверяемого угла от угла образцовой меры. К этой группе относятся: методы оценки размеров световой щели; измерения с помощью рычажно-механических и рычажно-оптических приборов.
2. Методы и средства изменения координат, образующих углы, расчет угла с использованием тригонометрических функций. Угол определяется косвенным методом через изменение линейных величин. К этой группе относятся: координатный метод на универсальном микроскопе; метод измерения с помощью синусной линейки; тангенсной линейки; с помощью шариков, роликов и концевых мер длины.
3. Методы и средства измерений углов, основанные на их сравнении с угловой шкалой прибора. Угол отсчитывают непосредственно в угловых единицах по шкале прибора. К этой группе относятся: методы с применением автоколлимационных труб; оптических делительных головок; оптического делительного стола; инструментального и универсального микроскопов; уровней; угломеров.
В работе рассматриваются методы измерения углов и конусов второй и третьей групп.
5. ОПИСАНИЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ.
5.1.Универсальный угломер.
Угломер типа УН предназначен для измерения наружных и внутренних углов деталей. Цена деления основной шкалы равна 1 градус, нониусной - 2 мин.
Диапазон измерения наружных углов составляет 0°-180°, внутренних 40°-180°. Размер углов больше развернутого (180°) получается как разность между 360° и измеренным углом. Конструкция угломера и его основные элементы показаны на рис. 5.1.
Рис. 5.1
1 – основание (основная шкала), 2 – угольник, 3 – нониус (нониусная шкала),
4 – стопор, 5 – сектор, 6 – линейка основания, 7 – съемная линейка,
8 – державка.
Построение шкал основания и нониуса представлена на рис. 5.2. Угол между крайними штрихами нониуса равен 29° и разделен на 30 частей, таким образом в угловых единицах длина деления составляет 29°:30х60=58 мин, что на 2 мин меньше целого числа.
Рис. 5.2
Примеры определения углов в различных пределах приведены в пунктах а, б, в, г, д, е, ж, з . Пример отсчета показаний, приведен на рис. 5.3. Совпадающие штрихи отмечены крестиком.
Значения градусов определяются по основной шкале напротив «0» нониусной шкалы, значения минут по той риске нониусной шкалы, которая наилучшим образом совпадает с одной из рисок основной шкалы.
а) При измерении наружных углов от 0° до 50° показания читают по правой части шкалы (0 – 50).
б) При измерении наружных углов от 50° до 90° показания читают по левой части шкалы ( 50°- 90°).
в) При измерении наружных углов от 90° до 140° к показаниям правой части шкалы прибавляют 90° ( 90°-140°).
Рис. 5.3.
г) При измерении наружных углов от 140° до 180° к показаниям левой части шкалы прибавляют 90° ( 140°-180°).
д) При измерении внутренних углов от 180° до 130° показания правой части шкалы вычитают из 180° ( 180°-130°).
е) При измерении внутренних углов от 130° до 90° показания левой части шкалы вычитают из 180° ( 130°-90°)
ж) При измерении внутренних углов от 90° до 40° показания правой части шкалы вычитают из 90° ( 90 °- 40° ).
з) При отсутствии просвета между измерительными поверхностями нулевые штрихи нониуса и основания должны совпадать ( 00).
5.2. Оптический угломер
Предназначен для измерения углов от 0 до 1800 рис.5.4.В оптическом угломере линейка 1 со сквозной прорезью вдоль оси соединена с корпусом 6, внутри которого неподвижно укреплен лимб 5, имеющий полную угловую шкалу с ценой деления 10’. Линейку 2 можно перемещать в направлении оси и поворачивать вокруг центра корпуса 6 на определенный угол по отношению к линейке 1. Линейка 2 фиксируется поворотом стопорного рычага 3. На верхнем диске корпуса 6 установлена лупа 4 с увеличением 40х.
Угловая шкала имеет цену деления 10’ – это разность значений соответствующих двум соседним самым коротким отметкам шкалы.
Рис. 5.4. Оптический угломер