Рычажно-механические инструменты (индикаторы, рычажные скобы, индикаторные нутромеры, индикаторные скобы, миниметры, рычажные микрометры, измерительные головки) обладают высокой точностью благодаря применению в них различных рычажно-механических систем, позволяющих значительно увеличить передаточное число механизма. Указанные инструменты в основном предназначены для относительных измерений, хотя некоторые из них используют и для абсолютных. Основной рабочей частью их являются индикаторные измерительные головки, называемые преобразователями, которые можно разделить на два типа: индикаторы часового типа (с зубчатой передачей) и рычажно-зубчатые. Линейные перемещения измерительного стержня индикатора преобразуются в угловые перемещения стрелки посредством зубчатой передачи.
Механизм передачи индикатора часового типа (рис. 57) состоит только из зубчатых пар. Зубчатая рейка (стержень) 1 находится в зацеплении с зубчатым колесом 2. Возвратно-поступательное перемещение измерительного стержня 1 преобразуется в круговое движение стрелки 3 с помощью зубчатых колес 2, 4.. .6. Устранение зазора в передаче обеспечивается спиральной пружиной 7, один конец которой закреплен на зубчатом колесе 6, а другой — в корпусе индикатора. Индикатор имеет две шкалы: большую —для отсчета долей миллиметра и малую — для отсчета целых миллиметров. Таким образом, один оборот стрелки 3 соответствует перемещению измерительного стержня 1 на 1 мм. При этом если большая шкала имеет 100 делений, то цена деления индикатора равна 0,01 мм.
Рис. 57. Малогабаритный индикатор (а) и схема зубчатой передачи (б): 1 — измерительный стержень, 2, 4…6 — зубчатые колеса, 3 — стрелка, 7 —спиральная пружина
Погрешности индикаторов часового типа довольно значительны: ±4,5… ±26 мкм, однако их применяют для точных измерений благодаря большим пределам измерения.
Рычажно-зубчатые измерительные головки (рис. 58) отличаются от индикаторов часового типа тем, что у них наряду с зубчатой передачей имеется рычажная система, что позволяет увеличить передаточное число механизма и тем самым повысить точность измерений. При перемещении измерительного стержня 1 в двух направляющих втулках 8 поворачивается рычаг 3, который воздействует на рычаг 5. Рычаг 5 имеет на большом плече зубчатый сектор, который входит в зацепление с зубчатым колесом (трибом) 4. На оси зубчатого колеса сидят стрелка и втулка, связанная со спиральной пружиной 6, выбирающей зазор. Измерительное усилие создается пружиной 7.
Для арретирования измерительного стержня служит рычаг 2. Шкала снабжена двумя переставляемыми указателями допуска 9. Головка крепится в стойке или в приспособлении за втулку 10 диаметром 8 мм. Выпускают несколько моделей рычажно-зубчатых измерительных головок. Цена деления шкалы в зависимости от моделей головок 0,01 (модель 2-ГРЗ) до 0,001 мм (модель 1-МКМ), пределы измерения по шкале соответственно ±0,25 … ±0,05 мм.
Рис. 58. Рычажно-зубчатая измерительная головка (а) и его схема (б): 1 — измерительный стержень, 2 — рычаг арретира, 3 — рычаг, 4 — зубчатое колесо, 5 — рычаг с зубчатым сектором, 6 — спиральная пружина, 7 — винтовая пружина, 8 — направляющие втулки, 9 —указатели, 19 — втулка