Нормирование точности и технические измерения

Министерство образования и науки Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОРМИРОВАНИЕ 
ТОЧНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ 
ИЗМЕРЕНИЯ 
 
Лабораторный практикум  
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2014 

УДК 621.713(075.8) 
         Н 833 

Коллектив авторов: 

В.Б. Асанов, доцент; В.Я. Небольсин, доцент; 
А.И. Безнедельный, доцент; В.И. Марусина, доцент; 
Ю.С. Семенова, доцент; Н.П. Гаар, доцент; 
А.А. Локтионов, ассистент 

Под общей редакцией В.Б. Асанова  

Рецензенты: 

В.П. Гилета, канд. техн. наук, доцент, 
Г.И. Смагин, канд. техн. наук, доцент 

Работа подготовлена на кафедре технологии машиностроения и утверждена Редакционно-издательским советом университета в качестве учебнометодического пособия для студентов направлений 151900 (15.03.05) «Конструкторско-технологическое 
обеспечение 
машиностроительных 
производств» и 190600 (23.03.03) «Эксплуатация транспортно-технологических 
машин и комплексов» всех форм обучения механико-технологического факультета 
 
Н 833 
   Нормирование точности и технические измерения. Лабораторный практикум : учеб-метод. пособие / колл. авторов. – Новосибирск : 
Изд-во НГТУ, 2014. – 180 с.  

ISBN 978-5-7782-2449-0 

Лабораторный практикум по дисциплине «Нормирование точности и технические измерения» составлен по темам, связанным с нормированием точности, измерением и контролем гладких соединений, угловых размеров и конусов, резьбовых соединений, зубчатых колес и передач, а также отклонений 
формы, расположения и шероховатости поверхностей. Настоящее издание 
представляет собой обобщенный опыт проведения лабораторных работ по 
техническим измерениям. В него вошли работы, изданные раннее, а также 
указания к новым работам, позволяющим охватить все темы дисциплины, 
предусмотренные в ГОС 3. 
 
 
УДК 621.713(075.8) 
 
ISBN 978-5-7782-2449-0  
 
 
 
 
 
 
 Коллектив авторов, 2014    
 Новосибирский государственный 
    технический  университет, 2014 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение ................................................................................................................... 4 

1. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ СОЕДИНЕНИЙ. 
    ИЗМЕРЕНИЕ И КОНТРОЛЬ РАЗМЕРОВ ........................................................ 7 
Лабораторная работа № 1. Контроль размеров деталей универсальными 
средствами измерений (СИ) .................................................................................... 8 
Лабораторная работа № 2. Контроль вала с помощью измерительных 
головок (ИГ) ........................................................................................................... 17 
Лабораторная работа № 3. Контроль калибра-пробки при измерении 
на горизонтальном оптиметре .............................................................................. 23 
Лабораторная работа № 4. Измерение отверстий индикаторным нутромером ..... 30 

2. ОТКЛОНЕНИЯ И ДОПУСКИ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ 
    ПОВЕРХНОСТЕЙ. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ. 
    ИЗМЕРЕНИЕ И КОНТРОЛЬ ............................................................................ 39 
Лабораторная работа № 5. Измерение параметров шероховатости 
поверхности (ШП) с помощью прибора светового сечения .............................. 39 
Лабораторная работа № 6. Контроль отклонений формы поверхностей 
(ОФП) деталей ........................................................................................................ 46 
Лабораторная работа № 7. Контроль отклонения расположения (ОРП) 
и суммарных отклонений формы и расположения поверхностей (СОФиР) .... 53 
Лабораторная работа № 8. Контроль отклонений расположения отверстий ... 59 

3. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ УГЛОВЫХ РАЗМЕРОВ ........................... 77 
Лабораторная работа № 9. Измерение и контроль угловых размеров .............. 82 

4. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ. 
    ИЗМЕРЕНИЕ И КОНТРОЛЬ ............................................................................ 91 
Лабораторная работа № 10. Контроль кинематической точности зубчатого 
колеса по накопленной погрешности шага ......................................................... 99 
Лабораторная работа № 11. Контроль плавности хода зубчатого колеса 
по отклонению шага зацепления ........................................................................ 104 
Лабораторная работа № 12. Контроль бокового зазора у зубчатого колеса 
по дополнительному смещению исходного контура ........................................ 110 
Лабораторная работа № 13. Измерение параметров резьбы на микроскопе 
инструментальном ............................................................................................... 123 
Лабораторная работа № 14. Измерение среднего диаметра резьбы 
микрометрами ...................................................................................................... 128 
Список литературы .............................................................................................. 137 
Приложения .......................................................................................................... 138 

ВВЕДЕНИЕ 

Производство машин и приборов включает в себя измерения и контроль геометрических и других параметров деталей. Без этого невозможно обеспечить высокое качество их изготовления. Измерение 
должно быть выполнено правильно выбранными средствами с допустимой погрешностью, верными приемами, достаточно быстро и уверенно, достоверно и экономично. Точные измерения в машиностроении охватывают главным образом геометрические параметры – линейные и угловые размеры. Измерение физических величин, например 
твердости, механической прочности, веса и других, также имеет важное значение, но в настоящих работах не рассматривается. 
В профессиональную подготовку студентов всех направлений механико-технологического факультета входит не только теоретическое 
изучение средств и методов технических измерений и контроля, но и 
обеспечение готовности специалиста к их практическому выполнению 
в производственной обстановке (при изготовлении и сборке, а также 
при всех видах контроля). Теория необходима при конструировании и 
технологическом проектировании машин и приборов, а именно для 
обоснованного формообразования с доступными для контроля элементами, с размерами, точность которых практически и экономически 
возможно получить при изготовлении, а также для грамотного выбора 
и назначения средств и методов измерения и контроля. Практическая 
реализация следует из широкого круга работ, включаемых в должностные инструкции специалистов, занятых в сфере производства новой техники, работающих в экспериментальных цехах, в технологических и других лабораториях предприятия. 
Цель предлагаемых лабораторных работ по дисциплине «Нормирование точности и технические измерения» – освоение навыков измерений и контроля геометрических параметров деталей машин и приборов. 
В число поставленных здесь задач входят: ознакомление с устройством, эксплуатационными и метрологическими характеристиками 
наиболее распространенных в производственной практике средств из

мерения, приобретение навыков пользования ими, изучение и практическое освоение методов и приемов измерения, закрепление основных 
положений системы допусков и посадок. Выпускаемые в настоящее 
время универсальные средства измерений, линейных и угловых размеров, построенные на базе цифровых технологий, используют те же самые методы измерений, что и рассмотренные в данной работе, и по 
мере возможности применяются наши студентами. 
В приложении 10 данного пособия приведены рисунки отдельных 
типов цифровых средств измерений (СИ) линейных и угловых размеров, отклонений формы, расположения и шероховатости поверхностей, 
позволяющие студентам сориентироваться при выборе СИ в современных производственных условиях, с учетом некоторых особенностей их 
использования. 
В процессе выполнения работ студенты САМОСТОЯТЕЛЬНО проводят измерения с элементами технического контроля деталей машин и 
приборов, получают основную подготовку в области нормирования точности геометрических параметров и технических измерений и контроля. 
Постановка этих работ предполагает использование средств и методов, 
широко применяемых на машиностроительных предприятиях. Приемы 
измерений во всех работах в основном базируются на практике заводских измерительных лабораторий. 
Подготовка к выполнению и защите лабораторной работы включает в себя как знание теоретических положений, изложенных в лекциях, учебниках и учебных пособиях, так и ознакомление с их описаниями, представленными в настоящем издании, и содержит некоторые только самые необходимые теоретические положения и сведения 
о средствах измерения, а также указания о методике и порядке выполнения работы. 
Необходимо отметить, что в настоящее время Россия готовится к 
переходу на новые межгосударственные и национальные стандарты серии GPS, некоторые из которых уже разработаны и приняты, а часть 
этой серии – еще в проектах. Отсутствие основополагающих стандартов 
серии GPS, а именно стандартов по базированию, по заданию числовых 
значений геометрических допусков, стандартов по волнистости, шероховатости поверхности, а также неопределенности в вопросе начала отсчета полей допусков формы, ориентации и месторасположения, не позволило авторам использовать в работе принятые стандарты этой серии, 
таких как ГОСТ 31254 – 2004, ГОСТ Р 53442 – 2009, ГОСТ Р 53089 – 
2009, ГОСТ Р 53090 – 2009. К тому же уже действующие стандарты 

ГОСТ 2.308 – 2011 и ГОСТ Р 53442 – 2011 по одной тематике не согласованы между собой ни по терминам и определениям, ни по обозначениям, а введение в действие стандартов ГОСТ Р 55146 – 2012 
(взамен ГОСТ 25346 89) и ГОСТ Р 55147 - 2012 (взамен ГОСТ 25347 – 82) 
приостановлено на неопределенный срок. Поэтому в пособии используются старые, но действующие стандарты ГОСТ 25346 – 89, 
ГОСТ 25347 – 82, ГОСТ Р 50056 – 92, ГОСТ 24643-81, ГОСТ 14140 – 81 и 
другие, относящиеся к допускам формы, расположения и шероховатости поверхности. 
Формы отчетов по каждой работе являются унифицированными и 
оформляются в соответствии с требованиями к их оформлению, приведенными ниже. Несколько примеров оформления отчетов по лабораторным работам представлены в приложениях. Для защиты выполненных работ предусмотрены контрольные вопросы по каждой из них. 
К очередному занятию студент готовит формы отчетов предстоящих 
по календарному графику работ (см. лабораторный журнал). 
В работе встречаются следующие сокращения: ИГ – измерительная 
головка; КД – контролируемая деталь; БКМ – блок концевых мер длины; СИ – средство измерения; КМ – конус Морзе; ШП – шероховатость поверхности; ОФП – отклонение формы поверхности; ОРП – отклонение расположения поверхностей; СОФИР – суммарное отклонение формы и расположения поверхностей. 

Требования к оформлению отчета 
по лабораторным работам 

1. Наименование работы и ее порядковый номер. 
2. Цель и задачи работы. 
3. Эскиз контролируемой детали с указанием требований к точности измеряемого параметра. 
4. Средства измерения. Наименование, назначение, числовые метрологические характеристики (можно в табличной форме). 
5. Схема измерения. 
6. Сводная таблица результатов измерения. 
7. Сопутствующие расчеты (значения предельных размеров, отклонений в соответствии с техническими требованиями чертежа, приведенный средний диаметр резьбы и т. д.). 
8. Общее заключение по работе (выводы). 
 

1. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ 

СОЕДИНЕНИЙ. ИЗМЕРЕНИЕ 
И КОНТРОЛЬ РАЗМЕРОВ 

 
К гладким соединениям обычно относят соединения деталей, имеющих цилиндрическую или плоскую форму. Соединение деталей, имеющих сопрягаемые цилиндрические поверхности с круглым поперечным 
сечением, называется гладким цилиндрическим. Различают следующие 
конструктивные элементы деталей: валы, отверстия и элементы, не относящиеся к понятиям вал и отверстие. По ГОСТ 25346–89 вал трактуется как термин, условно применяемый для обозначения наружных 
элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы. Отверстие–термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы. Элементы, не 
подпадающие под эти термины – это глубины и высоты уступов, координирующие размеры. Такое разделение элементов деталей связано в 
том числе и с назначением предельных отклонений относительно номинального размера. Требования по точности для размеров задаются 
полями допусков, состоящими из допуска и основного отклонения. 
Допуск ограничивает погрешности изготовления и измерения, т. е. это 
допустимая погрешность, характеризующая точность. Значения допусков определяются по квалитетам в зависимости от номинального размера. Для гладких соединений предусмотрено по ГОСТ 25346–89 двадцать квалитетов, обозначаемых цифрами, начиная с 01,0,1,2 и кончая 18. Основные отклонения определяют положение допуска по отношению номинального размера. Основные отклонения обозначаются 
буквами латинского алфавита от А(а) до ZC(zc): строчными для отверстий и прописными для валов. Таким образом, условное обозначение 
поля допуска состоит из буквы и цифры. Например, Ø100Н7 означает, 
что для отверстия диаметром 100 мм поле допуска Н7,т. е. основное 
отклонение Н и номер квалитета 7. По обозначению полей допусков 
при известном номинальном размере можно найти два предельных отклонения размера – верхнее и нижнее. Условное обозначение верх- 

него отклонения ES(es), нижнего EI(ei), где строчные буквы характеризуют отверстия, а прописные – валы. Зная номинальный размер и два 
предельных отклонения, можно определить и два предельных размера – наибольший и наименьший. В соответствии с ГОСТ 25346-89 
«наибольший предельный размер – наибольший допустимый размер 
элемента», а «наименьший предельный размер – наименьший допустимый размер элемента». Измерение и контроль линейных размеров 
изделий осуществляется мерами (плоскопараллельными концевыми, 
угловыми и штриховыми мерами, рулетками, масштабными линейками, лимбами и калибрами) и измерительными устройствами (простейшими, универсальными и специальными). К простейшим отнесены 
щупы, линейки лекальные, угольники лекальные. К универсальным 
отнесены измерительные приборы шкальные, с цифровой индикацией, 
с компьютерной обработкой результатов измерений, с указателями 
пределов сортировки или годности, приборы активного контроля, преобразователи и датчики, координатно-измерительные машины (КИМ) 
и др. Специальные устройства – это контрольно-измерительные приспособления, измерительные установки и системы, а также полуавтоматы и автоматы. 
 
 
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 

КОНТРОЛЬ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ УНИВЕРСАЛЬНЫМИ 
СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ (СИ) 

Цели и задачи. Ознакомиться с устройством и метрологическими 
характеристиками универсальных средств измерений геометрических 
параметров: штангенциркуля, штангенглубиномера, микрометра, микрометрического глубиномера; научиться выбирать средства измерения 
и производить правильно измерения; определить годность детали по 
точности размеров. 
Средства измерения (СИ) и принадлежности: штангенциркуль, штангенглубиномер, микрометрический глубиномер, микрометр 
с плоскими измерительным поверхностями типа МК, стойка для закрепления микрометра, контролируемая деталь с точностными требованиями в задании; справочник по допускам и посадкам. 

1. Средства измерения 

Штангенинструменты и микрометрические средства измерения относятся к универсальным СИ. 
Штангенинструменты. К ним относятся штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры и др. Они предназначены для измерения линейных размеров и разметки деталей. 
В штангенинструментах применяют различные отсчетные устройства – 
циферблатные и электронные (см. приложение). Но наибольшее распространение получили штангенинструменты с отсчетным устройством в виде линейки с основной шкалой, по которой перемещается 
линейка со шкалой нониуса (дополнительной). Основная шкала служит для отсчета измеряемого размера в миллиметрах, дополнительная – для повышения точности отсчета долей деления основной шкалы 
(до десятых или сотых долей миллиметра). Нониус позволяет отсчитывать дробные доли деления шкалы. Принцип построения нониуса показан на рис. 1.1, на котором изображены основная миллиметровая 
шкала 1 и шкала 2 нониуса с отсчетом 0,1 мм. 

 
Рис. 1.1. Отсчет по нониусу 

Если отрезок шкалы 9 мм разделить на десять равных частей, то 
длина деления шкалы нониуса равна 0,9 мм. При совпадении нулевого 
штриха нониуса, например со штрихом 20 основной шкалы, следующий первый штрих не дойдет до соответствующего штриха основной 
шкалы на 0,1 мм, второй – на 0,2 мм, а последний, десятый, на 1 мм. 

На рис. 1.1 в первом случае нулевой штрих нониуса совпадает с двадцатым делением: размер А = 20,0 мм. Во втором – третий штрих нониуса совпадает с делением основной шкалы (размер А + 0,3, т. е. 
20,3 мм). Таким образом, отсчет по нониусу сводится к определению 
совпадения одного из штрихов нониуса с соответствующим штрихом 
основной шкалы. 
Штангенинструменты изготавливают с отсчетом по нониусу 0,1; 
0,05; 0,02. Штангенциркули с отсчетом 0,01 мм используются в основном для электронных с цифровым отсчетом. Основные шкалы имеют 
длину деления 1 мм. Предельные погрешности измерения (ΔСИ) штангенинструментами с отсчетом 0,1; 0,05 мм приведены в табл. П1.1, 
П1.3, П1.5 (приложение 1). 
Наиболее 
распространенными 
штангенциркулями 
являются: 
штангенциркуль двусторонний с глубиномером для наружных и внутренних измерений с линейкой для измерения глубин (рис. 1.2, а) величина отсчета по нониусу 0,1 мм; штангенциркуль двусторонний для 
измерений и разметки (рис. 1.2, б), величина отсчета 0,05 мм. Размеры 
Н, L, l, b определяют размеры деталей, которые можно измерить этим 
штангенциркулем. 
Штангенциркули выпускаются с верхним пределом диапазона измерений в миллиметрах: двусторонние – 160, 200, 250, 315, 400, 500 мм и 
др.; двусторонние с глубиномером – 125,160, 200 мм. 

0, 05 мм

2    

3
4
7

5
2    

5

l

1

20,5

1
2    

3
4

5
6
2    

l

b

0     1   2   3    4    5

0    1     2    3    4     5    6

0    25   50  75 100

 
                                 а                                                                           б 

Рис. 1.2. Штангенциркули:  

а – штангенциркуль двусторонний с глубиномером; б – штангенциркуль двусторонний: 1 – штанга; 2 – измерительные губки; 3 – рамка; 4 – стопорный винт; 
  5 – нониус; 6 – гайка и винт микрометрической подачи; 7– линейка глубиномера 

5
6
7
8
9
10
2
1

1    

2    

3  

4    

5    

6    
7   

0, 05 мм

 

Рис. 1.3. Штангенглубиномер: 

1 – штанга; 2 – рамка; 3 – основание; 4 – зажим 
рамки; 5 – рамка микрометрической подачи; 6 – 
зажим рамки микрометрической подачи; 7 – гайка 
    и винт микрометрической подачи; 8 – нониус 

Штангенглубиномеры (рис. 1.3) предназначены для измерения 
глубины отверстий и пазов, высоты изделий, длины ступенчатых поверхностей и т. п. Они выпускаются промышленностью с верхним 
пределом диапазона измерений в миллиметрах: 100, 125, 160, 200, 250, 
315, 400, 500 и др. 

Микрометрические приборы 

Предназначены для измерений линейных размеров и основаны на 
использовании точной винтовой пары для преобразования вращательного движения микрометрического винта в поступательное. По конструкции их можно разделить на микрометры для наружных измерений, для внутренних измерений, микрометрические глубиномеры, 
микрометрические нутромеры для измерения диаметров отверстий. 
Отсчетное устройство этих приборов (рис. 1.4) состоит из двух 
шкал: продольной 1 и круговой 2. Продольная шкала имеет два ряда 
штрихов, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и 
сдвинутых один относительно другого на 0,5 мм. Оба ряда штрихов 
образуют, таким образом, одну продольную шкалу с ценой деления 
0,5 мм, равной шагу микровинта. Круговая шкала, нанесенная на конической части барабана 3, обычно имеет 50 делений (при шаге винта 
0,5 мм). По продольной шкале отсчитывают целые миллиметры и 
0,5 мм, по круговой шкале – десятые и сотые доли миллиметра. Пово