长度计量基础知识讲座(十八)——第十八讲 多齿分度台和正多面棱体

　　目前我国平面角计量器具的计量基准由主基准器多齿分度台和专用比对正多面棱体以及自准直仪组成。由于多齿分度台和正多面棱体(以下分别简称多齿台、棱体)的结构简单、稳定度和准确度高，除用作计量基准外，主要作为高等级的计量标准用于角度量值传递和角度的精密测量。

　　1　多齿台

　　1.1　多齿台的工作原理和应用

　　多齿台是利用齿数、齿形、直径均相同的一对端面齿盘，在不同位置啮合后进行圆分度测量的计量器具。常用的多齿台齿数有 360、720、391、552 以及1440 齿等。一般多齿台的下齿盘固定在基座上，被测件固定在上齿盘上并借助升降机构和下齿盘脱开后可旋转到需要测量的角度(其被测角度的标称值必须是两相邻端面齿角度值的整倍数)，然后再次与下齿盘啮合，借助自准直仪读数进行角度测量(如图 1 为用多齿台测量棱体示意图)。

　　多齿台的分度准确度并不取决于某个齿形的加工精度，由于每次啮合时所有的齿都接触，分度准确度取决于所有齿的平均值。因而，分度台能获得较高的分度准确度，这便是多齿啮合“平均效应”的特点。

　　由于多齿台能获得很高的准确度，目前我国平面角的基准也采用多齿分度原理。分度台作为角度计量标准用于检定棱体、光学、数显分度台(头)等;391 是17 和 23 的乘积，552 是 23 和 24 的乘积，17 和 23 都是质数，利用非整度数的多齿台，通常可以检测圆分度计量器具的中周期误差、短周期误差和细分误差。在高精度的机械加工中多齿台也可作为分度装置用于机械加工。

　　由于受齿盘直径和加工的限制，多齿台的齿数不可能很多，对于 360 齿的多齿台每转过 1 个齿相当于旋转 1°，多齿分度台作为测角装置只能测量与其齿数整倍数的角度，这便是多齿台的局限性。现也有带有细分机构的多齿台，如利用正弦原理，采用激光干涉的方法对 1 个齿内的角度采用小角度测量的方法，可以作圆周内任意角度的测量。

　　1.2　多齿分度台主要技术指标

　　根据《平面角计量器具检定系统》的规定，多齿分度台分为 0 级、1 级和 2 级，多齿台的主要技术指标见表 1。

　　2　棱体

　　2.1　棱体的工作原理和应用

　　棱体是一个正棱柱体，其横截面为正多边形，是一种高准确度的角度计量标准器具。棱体的角度是指通过 0° 工作面的中心和任意一个工作面中心两法线之间的夹角，图 2 为钢制棱体的外形图。制造棱体的材料有金属和非金属两种，钢制的棱体采用优质合金钢，经淬火和时效处理，以保证有一定的硬度和稳定度。