带表卡尺设计及精度分析

　　1引 言

　　普通游标卡尺采用的是游标读数原理，其读数结果易受环境因素、操作者因素(如视力等)的影响。而带表卡尺的读数则是用指针进行读数，具有读数直观、准确、使用方便等优点，特别适合于生产、计量、检查部门的使用。

　　现在我国工业生产中一些中小企业的自动化测量水平还很低，还停留在手工测量阶段，因此带表卡尺在实际生产中仍很受欢迎。

　　2结构特点及原理

　　带表卡尺结构简图，如图1。带表卡尺是利用齿轮、齿条的传动，将尺框相对尺身的直线运动转变为指示表指针回转运动的一种普通精度的量具。具有内测量、外测量及划线等功能，其结构形式与基本参数均按GB/T21389-2008标准设计。

　　尺身、尺框及微动装置均采用高级优质碳素工具钢T10A材料，测量面硬度为HRC58～63，指示表和齿条均由专业生产厂家供货。本着设计通用化、标准化、系列化的原则，其它小件均采用标准件。

　　指示表用M2 螺钉紧固在尺框上，齿条用M1.4 螺钉紧固在尺身上，指示表和微动装置可随尺框沿尺身平稳移动。随着尺框相对尺身直线运动，指示表的指针也随之相应转动，通过指示表读数来实现测量。

　　3读数方法

　　由尺身的刻度读出整数部分，指示表读出小数部分，指示表每圈行程为 2mm，每圈100 等分，分度值为0.02mm，尺身每格1mm。当个位数为偶数时，由表盘右半圈读出小数部分;当个位数为奇数时，由表盘左半圈读出小数部分。整数部分与小数部分读数之和即为实际测量尺寸。

　　当对工件进行内测量时，工件的尺寸为实际测量尺寸与带表卡尺内量爪合并宽度之和。

　　4精度分析

　　测量图例如图2。带表卡尺的精度是衡量一个产品水平的重要指标。因此设计上以国家标准为依据，对零件进行了尽可能好的工艺性设计。在带表卡尺上，影响带表卡尺精度的因素很多，包括由表式机构引起的误差、由基准端面引起的误差、由量面引起的误差、由测量力引起的误差及由其它各种因素引起的误差。下面逐项分析影响带表卡尺精度的主要因素。

　　(1)表式机构误差的影响

　　表式机构的全程测量误差为△1，则对带表卡尺示值误差的影响为△1。

　　(2)齿条误差对示值误差的影响

　　齿条累积误差为△2，则对带表卡尺示值误差的影响为△2。

　　(3)尺身导向面直线度误差的影响

　　带表卡尺两外测量面应平行。在零位合拢时应无光隙。在实际制造中尺身导向面的直线度误差允许为△导，当两测量面分开时尺框相对原始位置产生倾斜，测量面相应倾斜。若尺身导向面相对尺框与尺身配合长度为L1，外测量爪伸出长度为L2，对带表卡尺外测量示值误差的影响为