Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ

Институт ядерной физики и технологий

Лаборатория функциональной электрофизической диагностики и неразрушающего контроля

Лабораторные работы

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

МОСКВА 2025

СОДЕРЖАНИЕ

1. Лабораторная работа №1. ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ДЕТАЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО ДЛИННОМЕРА…………………3

2. Лабораторная работа №2. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ РУЧНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ…………………………………….10

3. Лабораторная работа №3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ И ПОВЕРХНОСТЕЙ ОБРАЗЦОВ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОМЕТРА……………………………….21

4. ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………….27

Лабораторная работа 1

ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ДЕТАЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО ДЛИННОМЕРА

Цель и задачи работы

1. Ознакомление с устройством и принципом работы длинномера;

2. Измерение геометрических размеров образцов при помощи катетометра ИЗВ-2;

3. Обработка и оформление результатов измерений, подготовка выводов.

Введение

Основная задача физических измерений – измерение заданных величин с помощью приспособленных для этих целей средств измерений - мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т. д.

Так как всякое измерение дает лишь приближенный результат, то для измерения геометрических размеров ответственного изделия используют приборы с высокой точностью такие, как оптический длинномер.

Вертикальный оптический длинномер ИЗВ-2 предназначен для контактных измерений наружных линейных размеров деталей, калибров и других изделий.

Описание длинномера

Схема длинномера представлена на рисунке 1.1. На массивном основании 1, закреплен предметный столик 16; колонка 14, по которой может перемещаться измерительный стержень 4 с наконечником 2 и, собственно, сам отсчетный микроскоп M, поле зрения которого освещается внешним источником.

На предметный столик устанавливается образец, после чего измерительный стержень с измерительным наконечником опускают вниз до соприкосновения с объектом исследования. Измерение требуемого размера производится при помощи отсчетного микроскопа.

Рисунок 1.1. - Схема устройства катетометра ИЗВ-2:

1 – основание; 2 – измерительный наконечник; 3 – грузовая шайба;4 – измерительный стержень; 5 – патрон освещения; 6 – отсчетный микроскоп; 7 – стопорный винт; 8 – цилиндрический корпус головки; 9 – зубчатая рейка;10 - маховичок триба; 11 – маховичок перемещения стержня; 12 – тормозной винт; 13 – кронштейн; 14 – колонка; 15 – уровень;16 – предметный столик

На рисунке 1.2 приведена оптическая схема длинномера. Длинномер представляет из себя концевой компаратор для измерения длин путем абсолютных или относительных измерений контактным способом.

Объект и отсчетный микроскоп неподвижны, измерительный стержень и образцовая шкала жестко связаны между собой и перемещаются вдоль линии измерения. Метрологические характеристики длинномера приведены в таблице 1.1.

Рисунок 1.2 – Оптическая система длинномера:

1 – миллиметровая стеклянная шкала, 2 – покровное стекло, 3 – лампочка, 4 - светофильтр, 5 – конденсатор, 6 – объектив микроскопа, 7, 8 – призмы, отклоняющие пучок света на 45°, 9 – окуляр, 10 – неподвижная пластина, 11 – вращающаяся пластина.

Метрологические характеристики длинномера приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Метрологические характеристики длинномера

Характеристика	Значение
Пределы измерения по шкале	100 мм
Цена деления шкалы	1 мм
Цена деления спирального окулярного микрометра	0,001 мм
Предельная погрешность показания	± 0,0005 мм

Рисунок 1.3 – Спиральный нониус длинномера

В основе принципа работы спирального нониуса длинномера лежит спираль Архимеда. Как производить отсчёт по шкале длинномера ИЗВ-2? В поле зрения отсчетного спирального микроскопа одновременно видны следующие шкалы, штрихи и дуги (рисунок 1.3):

1. Два-три штриха миллиметровой шкалы с крупными цифрами (на рисунке 2.3 – цифры «52» и «53»);

2. Неподвижная, на рисунке горизонтальная шкала десятичных долей миллиметра с делениями от нуля до десяти, с двумя продольными сплошными линиями;

3. Десять двойных витков архимедовой спирали с шагом 0,1 мм;

4. В левой части окуляра располагается круговая шкала для отсчета сотых и тысячных долей миллиметра.

Чтобы произвести отсчет, необходимо вращением маховичка М (рис. 2.1) охватить отрезок миллиметрового штриха, находящийся между сплошными линиями десятичной шкалы, витками двойной спирали. На рисунке миллиметровый штрих «53» остановился между цифрами 1 и 2 десятичной шкалы. Если бы отсчет проводился только до десятых долей миллиметра, то он составил бы 53,1 мм. Отсчет сотых и тысячных долей миллиметра проводят по делениям круговой шкалы, расположенным против стрелки-указателя.

Цена одного деления круговой шкалы равна 0,001 мм. На глаз можно добавочно оценить и долю одного деления. На рис. 2.3 указатель находится после деления 75 приблизительно на 0,5 деления, то есть на 0,0005 мм. Таким образом, окончательный отчет составляет 53,1755 мм.

Задание №1. Определение геометрических размеров цилиндрического образца

1. Установить образец на предметный столик и опустить измерительный наконечник до соприкосновения с объектом исследования. Измерить диаметр и/или высоту цилиндра. Результаты измерений занести в таблицу 1.3 и таблицу 1.4 соответственно. Число измерений одного размера равно пятидесяти, N=50.

2. Сохранить измерения на компьютере в формате .txt.

Таблица 1.3. Результаты измерений диаметра цилиндрического образца

№	xi, мм	< xi >, мм	σ, мм	ε, мм
1
2
3

Таблица 1.4. Результаты измерений высоты образца

№	yi, мм	< yi >, мм	σ, мм	ε, мм
1
2
3