Точность деталей, узлов и механизмов

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ

ПРОЦЕССЕ

 

1.1 Цели преподавания дисциплины

 

Общеинженерная дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация» обеспечивает базовую подготовку студентов технических вузов в области метрологии, стандартизации и сертификации.

Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний и навыков, обеспечивающих их квалифицированное участие в многогранной деятельности инженерного корпуса в промышленности.

 

 

1.2 Задачи изучения дисциплины

 

В результате изучения дисциплины «метрология, стандартизация и сертификация» студент должен знать основные метрологические правила, требования и нормы, государственные акты и нормативно-технические документы по стандартизации, взаимозаменяемости и сертификации, соблюдать их в своей практической деятельности и уметь применять полученные знания для повышения качества выпускаемой продукции и обеспечения ее конкурентоспособности на мировом рынке. Изучение дисциплины предполагает преемственность по отношению к первому и второму этапам непрерывной подготовки студентов по метрологии и стандартизации, во время которых многие из рассматриваемых вопросов затрагиваются в общенаучных и общеинженерных дисциплинах. Преемственность пролонгируется и на следующие этапы непрерывной подготовки, когда общие положения конкретизируются в специальных дисциплинах применительно к отраслевой специфике, областям и видам измерений, направлениям целевой подготовки студентов.

 

 

1.3 Дисциплины учебного плана, знание которых необходимо для изучения данной дисциплины

 

1) высшая математика – в том числе: математический анализ, теория вероятности и математическая статистика;

2) физика – в том числе: механика, колебания волн, газы, электромагнитные явления, оптика, линейные изменения тела при температурных колебаниях;

3) информатика – в том числе: общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации, базы данных, программное обеспечение и технология программирования;

4)техническая механика – в том числе: сопротивление материалов, расчеты на прочность, теория напряженно-деформированного состояния, толстостенные трубы и оболочки.

 

1.4 Последующее дисциплины, при изучении которых используются знания, полученные при изучении дисциплины «метрология, стандартизация и сертификация»:

 

1) теория автоматического управления;

2) приводы автоматизированного оборудования;

3) конструирование, САПР, моделирование и испытание технологического оборудования;

4) технические измерения;

5) проектирование систем автоматизации.

 

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Содержание лекций

Введение

Предмет и задачи дисциплины, основные этапы развития метрологии и стандартизации, их роль в научных исследованиях, промышленном производстве и управлении качеством продукции. Вклад отечественных ученых в развитие метрологии и стандартизации у нас в стране и за рубежом. Структура курса, его связь с другими дисциплинами. Роль и место курса в непрерывной подготовке студентов по метрологии и стандартизации.

Литература /1, с. 6-16/, /4, с. 29-41/.

 

Методические указания

При изучении материала данной темы студенту надлежит усвоить сущность метрологии и стандартизации и их значение при организации современного производства в машиностроении и других отраслях.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что называют метрологией? Стандартизацией? В чем их сущность?

2) что такое измерение? Приведите примеры измерений, постоянно встречающихся в повседневной жизни.

3) что такое стандарт? Перечислите основные категории стандартов.

4) сформулируйте основные этапы развития метрологии.

 

Точность деталей, узлов и механизмов

 

Понятие погрешности изготовления и измерения. Точность размеров, точность формы поверхностей элементов, точность по шероховатости, точность взаимного расположения элементов.

Литература /3, с. 131-135/.

 

Методические указания

При изучении данной темы студент должен понять, насколько важным объектом является точность.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что понимают под точностью измерения и изготовления?

2) как достигается заданная точность?

3) что называется погрешностью измерения?

4) перечислите возможные проявления погрешностей?

 

Ряды значений геометрических параметров

 

Стандартизация типоразмеров деталей и соединений. Принцип предпочтительности. Закономерность построения рядов по законам арифметической и геометрической прогрессий. Основные и дополнительные ряды чисел.

Литература /1, с. 6-16/.

 

Методические указания

При изучении этой темы студент должен обратить внимание на стандартизацию параметрических рядов машин, знать, что представляет собой принцип предпочтительности.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что называют параметрическим рядом?

2) какой параметр является главным в типоразмерном ряде?

3) в чем сущность принципа предпочтительности?

 

Виды сопряжений в технике

 

Понятие о соединении деталей. Цилиндрические, плоские, конические и фасонные соединения. Несопрягаемые поверхности.

Литература /3, с. 204-212, 247-248, 275-276/.

 

Методические указания

Гладкие цилиндрические соединения разделяют на подвижные и неподвижные. ГОСТ устанавливает два способа нормирования допуска диаметра конуса, которые необходимо рассмотреть при изучении данной темы. Резьбовые соединения широко распространены в машиностроении (в большинстве современных машин свыше 60% всех деталей имеют резьбы).

 

Вопросы для самопроверки:

1) какие детали называются сопрягаемыми?

2) какие требования предъявляют к ответственным подвижным соединениям? К неподвижным?

3) какие посадки различают по способу фиксации осевого расположения
сопрягаемых конусов? Как их обозначают?

4) какие виды резьб относятся к резьбам общего применения?

5) дайте понятие фасонных соединений.

 

Основные понятия о размерах, отклонениях, допусках и посадок

 

Номинальный и действительный размеры. Понятие «отверстия» и «вал». Предельные размеры. Верхнее и нижнее отклонения. Допуск, посадка, нулевая линия. Графическое изображение полей допусков и посадок.

Литература /3, с. 6-12/.

 

Методические указания

При изучении данной темы студент должен знать основные термины и определения, установленные ГОСТ 25346-85.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что такое номинальный и действительный размеры?

2) что собой представляет предельный размер?

3) как обозначается верхнее и нижнее предельное отклонения?

4) что такое действительное отклонение?

5) как на чертежах обозначают номинальные и предельные линейные размеры и их отклонения?

6) что называют допуском?

7) что такое посадка, и какой она может быть?

8) приведите пример обозначения посадки;

9) что представляет собой нулевая линия?

 

Единая система нормирования и стандартизации показателей точности

 

Основные системы. Единица допуска. Интервалы номинальных размеров. Квалитеты. Основные отклонения. Нормальная температура. Основные и комбинированные посадки. Принципы выбора допусков и посадок.

Литература /3, с. 12-17/.

 

Методические указания

При изучении данной темы надлежит усвоить закономерности построения системы допусков и посадок по ГОСТ 25347-85, ГОСТ 25346-85. Необходимо знать, чему равна единица допуска, квалитета точности и их обозначение, а также обозначение полей допусков и посадок на чертежах.

Следует учесть, что использование полей допусков предпочтительного применения повышает уровень взаимозаменяемости промышленных изделий.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что называется единицей допуска? Что она выражает и каково ее значение?

2) как на чертежах обозначаются посадки в системе ИСО?

3) что понимается под квалитетом?

4) что такое основное отклонение?

5) дайте понятие основных и комбинированных посадок?

 

Погрешности измерений

 

Случайные и систематические погрешности. Погрешности средств измерений, погрешности метода измерений, субъективные погрешности. Абсолютная и относительная погрешности.

Литература /1, с. 106-112/.

 

Методические указания

При изучении данной темы следует знать, что понятие «погрешность» - одно из главных в метрологии. По характеру проявления погрешности делятся на случайные, систематические, прогрессирующие и грубые; по способу выражения – на абсолютные, относительные и приведенные; по месту возникновения – на инструментальные, методические и субъективные; по влиянию внешних условий – на основные и дополнительные погрешности СИ.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что такое погрешность результата измерения и как она определяется?

2) что собой представляет погрешность средства измерения?

3) в чем разница между случайной и систематической погрешностью?

4) как связанны между собой относительная и абсолютная погрешности?

5) как можно охарактеризовать субъективные погрешности?

 

Расчет и выбор посадок

 

Характеристика, область применения и расчет посадок с натягом. Характеристика, область применения и расчет посадок с зазором. Характеристика, область применения и расчет переходных посадок.

Литература /3, с. 222-228/.

 

Методические указания

При изучении этой темы следует обратить внимание на область применения и методику выбора посадок в зависимости от условий эксплуатации, назначение соединения.

 

Вопросы для самопроверки:

1) сколько отклонений предусмотрено для образования посадок с натягом?

2) для чего предназначены посадки с натягом? Приведите примеры применения посадок с натягом;

3) как рассчитываются посадки с зазором?

4) чем определяется выбор посадок с зазором?

5) чем характеризуются переходные посадки, и в каких квалитетах они предусмотрены?

6) каково основное назначение переходных посадок?

 

2.1.11 Основные понятия и определения метрологии

 

Понятия измерения. Основное уравнение измерения. Понятия о физических величинах: эталон, мера, образцовые средства измерений, рабочие средства измерений. Методы измерений. Классификация средств измерений по конструкционным признакам, по метрологическому назначению, по виду измеряемых величин. Классы точности.

Литература /1, с. 8-13/.

 

Методические указания

Главной задачей этой темы является создание единой системы основных понятий метрологии, которая должна служить базой для ее развития. Значение системы понятий определяются значимостью самой теории измерений и тем, что указанная система стимулирует взаимопроникновение методов и результатов, наработанных в отдельных областях измерений.

 

Вопросы для самопроверки?

1) что представляет собой метод измерения?

2) в чем заключается задача измерения?

3) какова классификация средств измерений по конструкционным признакам, по метрологическому назначению, по виду измеряемых величин?

4) каковы классы точности?

 

Виды измерений

 

Основные виды измерений: прямые и косвенные, абсолютные и относительные, совокупные и совместные. Классификация методов измерения по назначениям.

Литература /3, с. 490-493/.

 

Методические указания

Студент должен знать, сто измерения различают по способу получения информации, по характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений, по количеству измерительной информации, по отношению к основным единицам.

 

Вопросы для самопроверки:

1) дайте определение прямых, косвенных, совместных и совокупных измерений. Приведите примеры измерений каждого вида;

2) дайте определение статистических, статических и динамических измерений. Приведите примеры каждого вида;

3) дайте определение однократных и многократных измерений. Приведите примеры измерений;

4) дайте определение абсолютных и относительных измерений;

5) что такое шкала измерений, шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов и шкала отношений?

 

Средства измерений

 

Понятие инструментального средства измерения: вещественные меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки.

Литература /1, с. 31-48, 52-56, 340-351/.

 

Методические указания

При изучении данной темы студент должен уяснить, что собой представляет измерение, иметь представление об измерительных приборах. При использовании СИ принципиально важно знать степень соответствия информации измеряемой величине, содержащейся в выходном сигнале, ее истинному значению. С этой целью для каждого СИ вводятся и нормируются определенные метрологические характеристики (МХ). Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормативными, а определяемые экспериментально – действительными.

 

Вопросы для самопроверки:

1) сформулируйте основные этапы измерения применительно к процессу измерения микрометром диаметра детали;

2) на какие группы делятся измерительные средства?

 

Подготовка измерительного эксперимента

 

Цели и задачи проведения эксперимента. Выбормодели измерения. Обоснование необходимой точности эксперимента Воздействие средства измерений на объект.

Литература /1, с. 56-62/.

 

Методические указания

Студенту необходимо знать, что экспериментальное определение характеристик свойств объекта при испытаниях может проводиться путем использования измерений, оценивания и контроля. Также надо знать задачи и для чего проводится эксперимент, как выбрать модель измерения.

 

Вопросы для самопроверки:

1) в чем цели и задачи эксперимента?

2) как средства измерений воздействуют на объект?

3) что является результатом измерений?

4) что понимают под условиями испытаний?

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Краткое подведение итогов изучения курса. Тенденции и перспективы развития метрологии, стандартизации и сертификации. Направления дальнейшего расширения и углубления полученных знаний в рамках специальных дисциплин, использование их в практической деятельности.

 

Перечень лабораторных работ

 

Определение погрешности измерений индикатора часового типа - 4 ч, обработка результатов многократных измерений одного и того же размера – 8 ч,погрешности основных элементов штангенинструмента и методы их проверки – 4 ч, проверка погрешности двухпредельного электроконтактного датчика на вертикальном оптиметре - 4 ч, контроль партии деталей двухпредельным электроконтактным датчиком - 4 ч, измерение наружных и внутренних размеров деталей штангенциркулем и микрометрическими инструментами - 4 ч.

 

Примерная тематика и объем курсовой работы

 

Студентам выдается чертеж сборочной единицы, приводится ее эксплуатационное назначение и условия работы.

 

2.4.1 Исходя из конструкции, назначения и условия работы рассчитываются или выбираются посадки для гладких цилиндрических соединений. Посадки с натягом и зазором (применительно к подшипникам скольжения) рассчитываются с применением ЭВМ.

 

2.4.2 Определяются размеры калибров для контроля вала и отверстия, входящих в сборочную единицу, и создается рабочий чертеж калибра-скобы и калибра-пробки.

 

2.4.3 Рассчитываются и выбираются посадки для колец подшипников качения,
строится схема расположения полей допусков по наружному и внутреннему кольцам.
Указывается условное обозначение полей допусков и посадок, соединяемых с подшипником деталей.

 

2.4.4 Для заданного шлицевого соединения определяются размера и допуски
элементов соединения, строится схема расположения полей допусков по диаметрам и
ширине шлица, указывается условное обозначение полей допусков элементов
шлицевого соединения на чертежах.

 

2.4.5 Дня одного из разборных соединений устанавливаются номинальные размеры и предельные отклонения по всем диаметрам, строится схема расположения полей допусков. Указывается условное обозначение резьб на чертежах.

 

2.4.6 Для зубчатого колеса выбирается комплекс контролируемых параметров, устанавливаются числовые значения контролируемых параметров, разрабатывается рабочий чертеж зубчатого колеса с указанием выбранных показателей точности.

 

2.4.7 Для сборочной единицы составляется размернаяцепь, и методом максимумаи минимума, теоретико-вероятностным методом решается прямая в обратная задачи.

 

Объем расчетно-пояснительной записки – 25-30 страниц формата А4. Графическая часть состоит из чертежа формат А2-А1 и рабочих чертежей вала и зубчатого колеса формата A3.

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

 

3.1 Основная и дополнительная литература

 

3.1.1 Основная литература

 

1. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб.пособие для вузов. - М: Издательская корпорация «Логос», 2000. – 408 с.: ил.

2. Сергеев А.Г., Латышев М.В. Сертификация: Учебное пособие для студентов вузов. - М: Издательская корпорация «Логос», 2000. – 248 с.: ил.

3. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии:
Учебник для вузов. - М: Аудит, ЮНИТИ, 1998. – 479 с.

4. Общая электротехника/ Под ред. доктора технических наук А.Т. Блажкина – СПб., 1986.

 

3.1.2 Дополнительная литература

 

1. Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов/ А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федоров. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.: ил.

2. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством: Учебник для втузов/ Под ред. акад. Н.С. Солоненко. – М.: Изд-во стандартов, 1990 – 352с.: ил.

3. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч./ Под ред. В.Д. Мягнова, 6-е изд. – Л.: машиностроение, 1982. – 986 с.

 

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ

ПРОЦЕССЕ

 

1.1 Цели преподавания дисциплины

 

Общеинженерная дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация» обеспечивает базовую подготовку студентов технических вузов в области метрологии, стандартизации и сертификации.

Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний и навыков, обеспечивающих их квалифицированное участие в многогранной деятельности инженерного корпуса в промышленности.

 

 

1.2 Задачи изучения дисциплины

 

В результате изучения дисциплины «метрология, стандартизация и сертификация» студент должен знать основные метрологические правила, требования и нормы, государственные акты и нормативно-технические документы по стандартизации, взаимозаменяемости и сертификации, соблюдать их в своей практической деятельности и уметь применять полученные знания для повышения качества выпускаемой продукции и обеспечения ее конкурентоспособности на мировом рынке. Изучение дисциплины предполагает преемственность по отношению к первому и второму этапам непрерывной подготовки студентов по метрологии и стандартизации, во время которых многие из рассматриваемых вопросов затрагиваются в общенаучных и общеинженерных дисциплинах. Преемственность пролонгируется и на следующие этапы непрерывной подготовки, когда общие положения конкретизируются в специальных дисциплинах применительно к отраслевой специфике, областям и видам измерений, направлениям целевой подготовки студентов.

 

 

1.3 Дисциплины учебного плана, знание которых необходимо для изучения данной дисциплины

 

1) высшая математика – в том числе: математический анализ, теория вероятности и математическая статистика;

2) физика – в том числе: механика, колебания волн, газы, электромагнитные явления, оптика, линейные изменения тела при температурных колебаниях;

3) информатика – в том числе: общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации, базы данных, программное обеспечение и технология программирования;

4)техническая механика – в том числе: сопротивление материалов, расчеты на прочность, теория напряженно-деформированного состояния, толстостенные трубы и оболочки.

 

1.4 Последующее дисциплины, при изучении которых используются знания, полученные при изучении дисциплины «метрология, стандартизация и сертификация»:

 

1) теория автоматического управления;

2) приводы автоматизированного оборудования;

3) конструирование, САПР, моделирование и испытание технологического оборудования;

4) технические измерения;

5) проектирование систем автоматизации.

 

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Содержание лекций

Введение

Предмет и задачи дисциплины, основные этапы развития метрологии и стандартизации, их роль в научных исследованиях, промышленном производстве и управлении качеством продукции. Вклад отечественных ученых в развитие метрологии и стандартизации у нас в стране и за рубежом. Структура курса, его связь с другими дисциплинами. Роль и место курса в непрерывной подготовке студентов по метрологии и стандартизации.

Литература /1, с. 6-16/, /4, с. 29-41/.

 

Методические указания

При изучении материала данной темы студенту надлежит усвоить сущность метрологии и стандартизации и их значение при организации современного производства в машиностроении и других отраслях.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что называют метрологией? Стандартизацией? В чем их сущность?

2) что такое измерение? Приведите примеры измерений, постоянно встречающихся в повседневной жизни.

3) что такое стандарт? Перечислите основные категории стандартов.

4) сформулируйте основные этапы развития метрологии.

 

Точность деталей, узлов и механизмов

 

Понятие погрешности изготовления и измерения. Точность размеров, точность формы поверхностей элементов, точность по шероховатости, точность взаимного расположения элементов.

Литература /3, с. 131-135/.

 

Методические указания

При изучении данной темы студент должен понять, насколько важным объектом является точность.

 

Вопросы для самопроверки:

1) что понимают под точностью измерения и изготовления?

2) как достигается заданная точность?

3) что называется погрешностью измерения?

4) перечислите возможные проявления погрешностей?