МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Технологический институт

Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

"Южный федеральный университет"

ПРИОРИТЕТНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ "ОБРАЗОВАНИЕ"

В. И. Бутенко

Конспект лекций

по метрологии и стандартизации

Таганрог 2008

УДК 389.008

Рецензенты:

доктор техн. наук, профессор, заведующий кафедрой технологии машиностроения Донского государственного технического университета (г.Ростов-на-Дону) Тамаркин М. А.;

доктор техн. наук, профессор, заведующий кафедрой эксплуатации и ремонта машин Ростовского государственного университета путей сообщения Бойко Н. И.

В.И. Бутенко. Конспект лекций по метрологии и стандартизации. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. − 91с.

В данной работе приведены основные сведения о метрологии, стандартизации и взаимозаменяемости машиностроительного производства. Рассмотрены параметры шероховатости поверхностей деталей и правила нанесения их на чертежах. Лекции предназначены для студентов специальностей «Самолето- и вертолетостроение» и «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей»

Табл. 3. Ил. 15. Библиогр.: 13 назв.

© Технологический институт Южного

федерального университета в г. Таганроге, 2008

© Бутенко В. И., 2008

Содержание

Введение 5

1. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРЕНИЙ 5

1.1. Понятие, предмет и задачи метрологии 5

1.2. Качество измерений и способы его достижения 7

1.3. Понятие метрологического обеспечения 9

1.4. Организационные основы метрологического обеспечения 10

1.5. Научные и методические основы метрологического

обеспечения 12

1.6. Правовые основы обеспечения единства измерений 14

1.7. Поверка (калибровка) средств измерений 15

1.8. Поверочные схемы и поверочное оборудование 17

1.9. Классы точности средств измерений 18

1.10. Универсальные измерительные средства 20

1.11. Ремонт и юстировка средств измерений 22

1.12. Структура и функции метрологических служб 23

1.13. Системы обеспечения единства измерений 25

1.14. Основы теории измерений 27

1.15. Средства измерений и методы измерений 28

1.16. Погрешности измерения 30

1.17. Международные организации по метрологии 31

1.18. Организация метрологического обеспечения качества продукции 33

2. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И ЕЕ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 35

2.1. Сущность стандартизации 35

2.2. Научная база стандартизации 36

2.3. Роль стандартизации в повышении качества продукции на промежуточном, региональном и национальном уровнях 38

2.4. Термины в области стандартизации 39

2.5. Экономическое и правовое обеспечение стандартизации 41

2.6. Нормативные документы по стандартизации и виды стандартов 42

2.7. Содержание ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, ГСИ 44

2.8. Системы стандартизации 46

2.9. Экономические проблемы стандартизации 47

2.10. Основные положения Государственной системы

стандартизации 49

2.11. Порядок разработки, утверждения, внедрения и обозначения стандартов 50

3. ОСНОВЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 52

3.1. Понятие о взаимозаменяемости и ее видах 52

3.2. Понятие о номинальном, действительном и предельных размерах, предельных отклонениях, допусках, посадках 54

3.3. Расчет и выбор посадок с гарантированным зазором 59

3.4. Области применения некоторых рекомендуемых посадок с зазором 61

3.5. Расчет и выбор переходных посадок 63

3.6. Расчет и выбор посадок с гарантированным натягом 64

3.7. Система допусков и посадок для подшипников качения 65

3.8. Предельные калибры для гладких цилиндрических деталей 67

3.9. Взаимозаменяемость, методы и средства контроля зубчатых передач 70

3.10. Взаимозаменяемость, методы и средства контроля резьбовых соединений 72

3.11. Понятие о размерных цепях. Методы расчета размерных

цепей 74

4. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 77

4.1. Основные параметры шероховатости поверхности 77

4.2. Влияние шероховатости поверхности на эксплуатационные свойства детали 81

4.3. Обозначение и правила нанесения шероховатости поверхностей на чертежах 83

5. ПОГРЕШНОСТИ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 86

Библиографический список 90

Введение

Бурное развитие современной машиностроительной промышленности невозможно без четко организованной метрологической службы, стандартизации и взаимозаменяемости при создании качественной продукции. Поэтому целью курса «Метрология, стандартизация» является изучение студентами базовых основ метрологии, стандартизации, взаимозаменяемости и возможности использования их в будущей профессиональной деятельности. В результате изучения настоящего курса студент должен знать:

– средства технических измерений и методы измерения;

– роль технических измерений и метрологии в целом и в обеспечении качества выпускаемой продукции;

– принципы стандартизации, виды стандартов и их роль в повышении качества продукции;

– виды взаимозаменяемости изделий и пути их осуществления;

– порядок расчета и выбора допусков и посадок;

– правила указания отклонений, допусков, посадок и шероховатости на чертежах деталей и сборочных единиц.

Изучение курса «Метрология, стандартизация» опирается на знания, полученные студентами по дисциплинам математика, физика, техническое черчение и материаловедение.

Знания, полученные студентами при изучении курса «Метрология, стандартизация», будут использованы ими для успешного усвоения таких дисциплин, как «Детали машин и основы конструирования», «Сертификация авиационной техники», «Технология производства самолетов и вертолетов», «Эксплуатационная технологичность летательных аппаратов» и других.

1. Основы метрологии и измерений

1.1. Понятие, предмет и задачи метрологии

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства к требуемой точности.

Современная метрология включает три составляющие: законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию. Из прикладной метрологии для нужд машиностроения выделяют технические измерения. В настоящее время к техническим измерениям, рассматриваемым во взаимной связи с точностью и взаимозаменяемостью в машиностроении, относят измерения линейных, угловых и радиусных величин. Результаты измерений выражают в узаконенных величинах.

Главная задача метрологии – обеспечение единства измерений, которая может быть решена при соблюдении двух условий:

1) выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;

2) установление допускаемых погрешностей результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Основные задачи метрологии:

1) установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений, контроля и испытаний;

2) обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений;

3) разработка методов оценки погрешностей состояния средств измерения, контроля и испытаний;

4) передача размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средством измерений.

Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения точности измерений является Государственная служба обеспечения единства измерений (ГСИ). Основные нормативные документы ГСИ − государственные стандарты. Принята Международная система единиц (СИ), на основе которой для обязательного применения разработан ГОСТ 8.417-2002.

Главными единицами физических величин в СИ являются семь основных единиц и свыше 50 производных, имеющих специальные названия.

Основные единицы: метр − м (длина), килограмм − кг (масса), секунда − с (время), ампер − А (сила тока), кельвин − К (термодинамическая температура), моль (количество вещества) и кандела − кд (сила света).

Кратные и дольные единицы образуются умножением на степень числа 10. Им присвоены определенные названия и обозначения; мега – М (10⁶), кило – к (10³), милли – м (10^–3), микро – мк (10^–6) и др. Единство измерений поддерживают путем передачи единиц величин от элемента к рабочим средствам измерений, осуществляемой по ступенькам образцовых мер и измерительных приборов. Точность указанных мер понижается от ступеньки к ступеньке в 2–4 раза.

Средства измерений (СИ) в соответствии с поверочной схемой периодически подвергаются поверке, которая заключается в определении метрологическим органом погрешности средств измерений и установлении его пригодности к применению. Сеть метрологических органов называется метрологической службой. Деятельность этих органов направлена на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений путем проведения поверки, ревизии и экспертизы средств измерений.

Единообразие средств измерений – их состояние, характеризующееся тем, что они проградуированы в узаконенных единицах, а их метрологические свойства соответствуют нормам.