Пример выполнения расчетноЙ работы

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

выполнения лабораторных и контрольной работы по дисциплине

«Основы метрологии, стандартизации и сертификации»

для студентов специальности 31.14.00 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 26.02.00 - «Технология деревообработки», 31.10.00 - «Земельный кадастр».

Тюмень 2010

Составители: Немков М.В. – канд. техн. наук, доцент

Головкин А.В. – канд. педаг. наук, доцент

Христель М.А. – ассистент

Головкина Е.А. – соискатель

Рецензент: Белов А.Г. - канд. техн. наук, доцент

Методические указания для выполнения лабораторных и контрольной работ по дисциплине «Основы метрологии, стандартизации и сертификации» выполнены в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению «Агроинженерия».

Представлена методика расчёта типовых соединений и назначения предельных отклонений и посадок в машиностроении с учётом Единой системы допусков и посадок. Методическое указание содержит исходные данные для выполнения лабораторных и контрольной работ по вариантам и нормативный стандартный материал.

Методическое указание предназначено для студентов специальностей 31.14.00 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 26.02.00 - «Технология деревообработки», 31.10.00 - «Земельный кадастр».

ВВЕДЕНИЕ

При современном развитии науки и техники, организации производства стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, является одним из наиболее эффективных средств, способствующих прогрессу во всех областях хозяйственной деятельности и повышению качества выпускаемой продукции.

Одной из основных задач инженера-механика является создание новых и модернизация существующих изделий, подготовка чертежной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение этой задачи непосредственно связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчетом размерных цепей, выбором допусков отклонений от геометрической формы и расположения поверхностей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Закрепить теоретические положения курса «Основы метрологии, стандартизации и сертификации», привить навыки в пользовании справочным материалом, ознакомить студентов с основными типами расчетов допусков и посадок.

Содержание работы

3.1. Рассчитать «Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений».

3.1.1. Для гладкого цилиндрического соединения номинального диаметра D определить:

- предельные размеры,

- допуски,

- наибольший, наименьший и средний зазоры,

- допуск посадки,

- исполнительные размеры предельных калибров.

3.1.2. Расположение полей допусков изобразить графически.

3.1.3. Студент производит расчеты, рисует поля допусков, по результатам выполнения расчетно-практической работы оформляет отчет.

3.2. Рассчитать размерные цепи.

3.2.1. Изучить методику расчета размерных цепей, обеспечивающую полную взаимозаменяемость.

3.2.2. Определить номинальное значение, предельные отклонения и допуск замыкающего звена.

3.2.3. Изобразить графически схему размерной цепи.

3.3. Рассчитать допуски и посадки подшипников качения.

3.3.1. Изучить методику расчета допусков и посадок подшипников.

3.3.2. Выбрать посадку внутреннего и наружного колец подшипника качения.

3.3.3. Изобразить графически расположение полей допусков.

3.4. Рассчитать допуски и посадки резьбовых соединений.

3.4.1. Изучить методику определения допусков и посадок резьбовых соединений.

3.4.2. Определить предельные размеры элементов метрической резьбы.

3.4.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.5. Рассчитать допуски и посадки шлицевых соединений.

3.5.1. Изучить методику расчета допусков и посадок шлицевых соединений.

3.5.2. Определить допуски и предельные размеры элементов шлицевого соединения.

3.5.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.5.4. Представить сборочный чертеж шлицевого соединения.

3.6. Рассчитать допуски и посадки шпоночных соединений.

3.6.1. Изучить методику расчета допусков и посадок шпоночных соединений.

3.6.2. Определить допуски и предельные размеры элементов шпоночного соединения.

3.6.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.6.4. Представить сборочный чертеж шпоночного соединения.

Материальное обеспечение

4.1. Методические указания.

4.2. Задание (приложения 1 – 7).

4.3. Справочный материал (Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник. Ленинград: Машиностроение, 1982 г.).

Организация работы

Лабораторные и контрольная работа состоит из шести задач по основным разделам курса «Основы метрологии, стандартизации и сертификации». Задачи составлены в тридцати вариантах. Номер варианта каждого студента определяется преподавателем во время установочной лекции.

Методические указания помимо формулировки задач и представления вариантов заданий включают также необходимый теоретический материал, методику определения допусков и посадок рассматриваемых типов соединений, примеры выполнения задач, часть справочного материала (приложения). В качестве литературного источника, необходимого для решения всех типов задач предлагается Справочник под редакцией В.Д.Мягкова «Допуски и посадки», Ленинград: Машиностроение, 1982 г. (2 тома).

Отчет по результатам выполнения лабораторных и контрольной работы оформляется и сдается преподавателю до начала экзаменационной сессии.

Задание № 1

Средства измерений

Средство измерений - техническое устройство, предназначенное для измерений, имеющее метрологические характеристики. По конструктивному исполнению делятся:

- Мера - это средство измерений, предназначенные для воспроизведения
(однозначные - гиря, многозначные - масштабная линейка, стандартные
образцы, набор мер - набор гирь и т.д.)

- Измерительный прибор - это средство измерений, предназначенное
выработки сигнала информации, доступной для восприятия
наблюдателем.

- Измерительная установка — это совокупность функционально
объединенных средств измерений, предназначенных для выработки
сигнала информации в форме удобной для восприятия информации.

- Измерительная система — это совокупность средств измерений,
соединенных между собой каналами связи, предназначенная для
выработки сигнала информации в форме, удобной для автоматической
обработки.

Показатели средств измерения (паспортные данные):

- Цена деления шкалы — разность значений величин, соответствующих
двум соседним отметкам шкалы (например, 1мм - для мерной линейки,
0,1мм — для штангенциркуля и т.д.);

- Диапазон показаний — область значений шкалы, ограниченная ее
начальными и конечными показаниями (например, 0-1 мм для
микрометра - полный один оборот стрелки);

- Предел измерений - наибольшее или наименьшее значение диапазона
измерений (например, до 10мм - для микрометра);

- Точность средств измерений - качество средств измерений,
характеризующее близость к нулю их погрешностей (для мерной линейки
1мм, для штангенциркуля - 0,1мм).

Виды измерений классифицируются по следующим видам:

По характеристике точности:

- Равноточные (ряд измерений, выполненных одинаковыми по точности
СИ и в одинаковых условиях;

- Неравноточные (ряд измерений, выполненных несколькими различными по точности СИ и в разных условиях);

По числу измерений:

- Однократные (измерение, выполненное один раз);
Многократные (измерение, состоящее из ряда однократных измерений)

По отношению к изменению измеряемой величины:

- Статические (измерение неизменной по времени физической

величины);

- Динамические (измерение изменяющейся по размеру физической величины); По выражению результата измерений:

- Абсолютные (измерения, основанные на прямых измерениях
величин);

- Относительные (измерение отношения величины к однократной
величине, выполняющей роль единицы)

По приемам получения результатов измерений:

- Прямые (измерение, значение физической величины получают

непосредственно);

- Косвенные (измерение, при котором значение физической
величины определяют на основании прямых измерений других
физических величин);

Методы измерений классифицируются по следующим признакам:

По общим приемам получения результатов измерений;

- Прямой метод измерений (непосредственное измерение);

- Косвенный метод измерений (измерение через другие величины);
По условиям измерений:

- Контактный метод измерений (элемент приборы в контакте с объектом измерения, например, термометр);

- Бесконтактный метод измерений - элемент прибора находится не в контакте с объектом, например, локатор

По способу сравнения измеряемой величины:

- Метод непосредственной оценки - значение величины
определяют непосредственно по СИ, например, термометр

- Метод сравнения с мерой - измеряемую величину сравнивают

с воспроизводимой мерой, например, измерение массы на рычажных весах.

Погрешность измерения:

Абсолютная погрешность - разность между результатом измерений и истинным (действительным) значением измеряемой величины, (например 0,5мм - для мерной линейки с ценой деления 1мм, для приборов указывается в паспорте);

Относительная погрешность — это абсолютная погрешность, выраженная в долях измеряемой величины в %. Например, измеренная длина предмета 50мм, при погрешности 0,5мм, относительная погрешность составит (0,5 : 50) х 100%= 1%

Пример выполнения расчетноЙ работы

Измерение длины:

Средство измерений - мерная линейка 1м. Измерительные металлические линейки изготовляются из стальной пружинной термообработанной ленты со светлополированной поверхностью длиной до 1 м с ценой деления 1 мм.

Задание:

1. Измерить длину и ширину стола.

2. Измерить длину и ширину тетради (книги).

Определить (назвать), пользуясь приложением:

- какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

- показатели средств измерений;

- вид измерений;

- метод измерений;

- относительная и абсолютная погрешности;

- рассчитать действительное значение полученной величины.

Измерение температуры:

Средство измерений - термометр.

Задание:

1. Измерить температуру воздуха в помещении.

2. Измерить температуру воздуха снаружи.

Определить (назвать), пользуясь приложением:

- какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

- показатели средств измерений;

- вид измерений;

- метод измерений;
- относительная и абсолютная погрешности;

- рассчитать действительное значение полученной величины.

Измерение массы:

Средство измерений – весы чашечные циферблатные.

Задание:

1. Измерить массу одной книги.

2. Измерить массу трех книг

Определить (назвать), пользуясь приложением:

- какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

- показатели средств измерений;

- вид измерений;

- метод измерений;

- относительная и абсолютная погрешности;

- рассчитать действительное значение полученной величины.

Измерение диаметра образца:

Средство измерений – штангенциркуль.

Задание:

1. Измерить диаметр ручки.

2. Измерить диаметр карандаша.

Определить (назвать), (пользуясь таблицей 1):

- какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

- показатели средств измерений;

- вид измерений;

- метод измерений;

- относительная и абсолютная погрешности;

- рассчитать действительное значение полученной величины.

Таблица 1 - Техническая характеристика инструментов

Инструмент	Тип, модель	Предприятие изготовитель	Отчет по нониусу, мм	Диапазон измерений, мм	Допускаемая погрешность, мм
Штангенциркуль	ШЦ-1	Калибр	0,1	0-125	±0,06
ШЦ-2	ЛИПО	0,05; 0,1	0-150	±0,06
ЧИЗ	0-250	±0,08
ШЦ-3	ЛИПО	0,1	0-160	±0,06
ЧИЗ	0-400	±0,09
СтИЗ	250-630	±0,09
Штангенрейсмус	ШР-250	КРИН	0,05	0-250	±0,05
ШР-400	0,05	40-400	±0,05
ШР-630	0,1	60-630	±0,10
Штангенглубиномер	ШГ-160	КРИН	0,05	0-160	±0,05
ШГ-250	0-250
ШГ-400	0-400

Измерение артериального давления, частоты пульса и дыхания:

Средство измерений – тонометр, секундомер.

Задание:

1. Измерить пульс.

2. Измерить частоту дыхания.

Определить (назвать), пользуясь приложением:

- какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

- показатели средств измерений;

- вид измерений;

- метод измерений;

- относительная и абсолютная погрешности;

- рассчитать действительное значение полученной величины.

Измерение толщины образца:

Средство измерений – микрометр.

Задание:

1. Измерить толщину листа бумаги.

2. Измерить толщину обложки книги.

Определить (назвать), (пользуясь таблицей 2):

- какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

- показатели средств измерений;

- вид измерений;

- метод измерений;

- относительная и абсолютная погрешности;

- рассчитать действительное значение полученной величины.

Таблица 2 - Техническая характеристика микрометрических инструментов

Инструмент	Тип, модель	Предприятие изготовитель	Цена деления мм	Диапазон измерений, мм	Допустимая погрешность, мм
Микрометр гладкий	МК-25	Калибр	0,01	0-25	±0,004
МК-50	25-50
МК-75	50-75
МК-100	75-100
МК-125	КРИН	0,01	100-125	±0,005
МК-150	125-150
МК-175	150-175
МК-200	175-200
Глубиномер микрометрический	ГМ-100	КРИН	0,01	0-100	±0,005
ГМ-150	0-150
Нутромер микрометрический	НМ50-75	ЧИЗ	0,01	50-75	±0,004
НМ75-100	75-175	±0,006
НМ75-600	75-600	±0,015

Измерение длины и ширины:

Средство измерений - рулетка. Измерительные металлические рулетки выполняются из инвара, нержавеющей стали и светлополированной стальной ленты длиной 1, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100м. Они выпускаются 2-го и 3-го классов точности. Допускаемые отклонения | Действительной длины миллиметровых делений рулеток должны быть не более ±0,15 и ±0,20 мм, сантиметровых — не более ±0,20 и ±0,30 мм, дециметровых иметровых — не более ±0,30 и ±0,40 мм для 2-го и 3-го классов точности соответственно.

Задание:

1. Измерить длину классной доски.

2. Измерить ширину классной доски.

3. Определить площадь доски

Определить (назвать), пользуясь приложением:

- какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

- показатели средств измерений;

- вид измерений;

- метод измерений;

- относительная и абсолютная погрешности;

- рассчитать действительное значение полученной величины.

Задание № 2