小型简易千分表的设计

　　为满足市场需求，我公司研发了分度值为0.002mm、测量范围为0 ～2.4mm 的小型简易千分表。该产品在精密测量中用途十分广泛，它可对零件的形状、位置和跳动几何公差量进行相对测量，也可在示值范围内进行绝对测量。如测量零件的直线度、平面度、端面及径向圆跳动等，也常作为检验夹具的指示表。为使设计的小型简易千分表能达到国家产品标准GB/T 1219—2008《指示表》规定的各项技术指标，对传动链中各构件进行了设计计算，这对于提高重要构件技术指标的质量、合理分配设计精度都是十分重要的，是产品设计中不可忽视的关键环节。

　　1. 主要技术指标、工作原理及传动比

　　(1) 主要技术指标 全量程最大允许误差±9μm; 回程误差2μm; 重复性误差0.5μm; 测量力(0.4 ～2) N; 测量力变化0.6N; 测量力落差0.6N。

　　(2) 工作原理

　　图1为小型简易千分表传动机构示意图。它采用了三级放大系统，齿条齿轮式传动。当测杆产生微量直线位移时通过其上的齿条啮合比例齿轮za→联轴 齿轮zb→比例齿轮zc→联轴齿轮zd→中心齿轮ze→指针回转角位移并在刻度盘上指示出相应的示值，以此组成了传动链放大系统。图中的y1、y2、y3、y4分别为各级传动机构的作用线。

　　(3) 传动比 小型简易千分表的理论传动比的计算: 国家产品标准规定度盘上的标尺间距不应小于0.8mm，根据产品结构要求设计指针长度R为17mm; 度盘上的刻度为100 分度，标尺间距=2πR/100 (分度)=1.0676 ( mm) 。小型简易千分表的理论传动比为: K理论= 标尺间距/分度值=1.0676/0.002=533.8。小型简易千分表的机构传动比的计算: 根据产品结构尺寸的限制，设计齿轮模数m=0./π;齿轮齿数分别为一级、二级、三级传动比。

　　小型简易千分表的机构传动比为

　　2. 各齿轮轴工作转角的计算

　　(1) 齿轮za与齿轮zb齿轮轴工作转角φ1的计算 因为齿条移动0.2mm→齿轮za转动的分度圆弧长L1=0.2mm，而齿轮za和齿轮zb同轴，即

　　而当齿条移动2.4mm 时，齿轮za与齿轮zb齿轮轴工作转角φ1则为

　　(2) 齿轮zc与齿轮zd齿轮轴工作转角φ2的计算齿轮zb与齿轮zc啮合，齿轮zb与齿轮zc齿所走的分度圆弧长L2相等，

　　而当齿条移动2.4mm 时，齿轮zc与齿轮zd齿轮轴工作转角φ2则为

　　此轴的工作转角大于360°，故比例系数A2=1。

　　(3) 中心齿轮ze与指针轴工作转角φ3的计算齿轮zd与中心齿轮ze啮合，zd与ze齿所走的分度圆弧长L3应相等，即