螺旋线测量

---

1．螺旋线的形成

螺旋线是在圆柱面上一点以圆柱坐标运动所形成的轨迹，该点的轴向位移a与相应的圆周角变化θ有如下关系：

式中 T为导程，如图3．3－19所示。

图3．3－19 螺旋线的形成

螺旋线在圆柱表面上为一条曲线，若将圆柱表面展开成平面，则理想螺旋线展开成一直线，此直线的方向由该螺旋线的螺纹升角所确定。

螺旋线误差是指在中径圆上实际螺旋线相对于理论螺旋线的变动量。螺旋线误差在丝杠一转、规定长度(25、100或300mm)和全长上沿中径线测量，分别记为△₂π、△_l和△_L。螺旋线作为丝杠的一个重要几何特征，其误差能全面控制丝杠的位移精度。

2．螺旋线误差的测量

螺旋线误差的测量方法可以分为静态测量和动态测量。静态测量是将被测螺旋线与标准螺旋线进行比较，也称相对测量。

丝杠螺旋线的相对测量法按照标准丝杠和被测丝杠位置的布置不同分为串联法和并联法。串联法是指被测丝杠和标准丝杠沿轴向串联布置，通过使传感头相对于被测丝杠螺旋面作标准螺旋运动(由标准丝杠产生)，得到螺旋线误差。串联法符合阿贝原则，而且标准丝杠的螺旋线误差可以修正，因而测量精度较高，但仪器和结构尺寸较大。并联法是将被测丝杠和标准丝杠并联布置(两轴向平行)，传感触头的标准螺旋线轨迹也是由标准丝杠产生的。并联法不符合阿贝原则，故对测量滑架的导轨精度要求较高。相对测量法须用与被测丝杠规格相同而精度高一等级的标准线杠，其测量精度受标准丝杠精度的限制，但测量效率较高。

丝杠螺旋线的动态测量法是根据螺旋线形成原理，将形成螺旋线的复合运动分解为转动和移动。它们分别由标准圆分度和标准长度量值来体现。沿轴向位移的测头相对于转动的圆柱面即形成理论螺旋线，而螺旋线误差由测量头感受。由螺旋线关系式可知

相对于角度标准量测出转角θ，则由上式可得到其理论的轴向位移，再由一长度标准量反映丝杠在θ转角时相应的实际轴向位移a′，则由实际轴向位移a′和理论轴向位移a之代数差，即得丝杠螺旋线误差：

实现高精度角度标准量动态测量可采用光栅盘、磁栅盘，对长度标准量可用磁栅尺、光栅尺和激光干涉仪等。

【参考文献】：

［1］王因明主编，光学计量仪器设计，机械工业出版社，1982。

［2］薛实福、李庆祥编着，精密仪器设计，清华大学出版社，1991。

［3］叶声华主编，激光在精密计量中的应用，机械工业出版社，1980。

［4］罗南星主编，几何量计量技术简明教程，机械工业出版社，1993。

［5］角度计量编写组，角度计量，中国标准出版社，1984。

［6］童竞主编，几何量测量，机械工业出版社，1988。

［7］王江主编，现代计量测试技术，中国计量出版社，1990。

［8］蒋诚志编，计量光学，中国计量出版社，1989。

［9］梁铨廷主编，物理光学，机械工业出版社，1981。

［10］强锡富，于汶编，电路基础与电路量仪，哈尔滨工业大学出版社，1989。

［11］黑龙江省标准计量局、哈尔滨工业大学编，长度计量手册，科学出版社，1979。

［12］张国雄、沈生培主编，精密仪器电路，机械工业出版社，1987。

［13］几何量实用测试手册编委会，几何量实用测试手册，机械工业出版社，1985。