Метрология. Контрольная работа. Задание 1 Измерение длины

• Название: Задание 1 Измерение длины
• Анкор: Метрология. Контрольная работа
• Дата: 21.11.2022
• Размер: 0.94 Mb.
• Имя файла: Метрология. Контрольная работа.docx
• Тип: Документы; #803515

Задание № 1

Измерение длины:

Средство измерений - мерная линейка 1 м.



Задание:

1. 
   Измерить длину и ширину стола:
   

Длина стола 850 мм., ширина стола 520 мм.

2. Измерить длину и ширину тетради (книги):

Длина тетради 205 мм., ширина тетради 162 мм.

3. Определить (назвать):

- мера;

Показатели средств измерений:

- цена деления шкалы 1 мм;

- диапазон измерений от 0 до 1000 мм;

- предел измерения 1000 мм;

- точность средства измерения 1 мм.

Вид измерений – прямые, равноточные, статистический;

Метод измерений – прямой, контактный;

Абсолютная погрешность равна 0,5 мм.

Относительная погрешность:

Для стола:

(0,5 / 850) × 100% = 0,059 %;

(0,5 / 520) × 100% = 0,096 %.

Для тетради:

(0,5 / 205) × 100% = 0,24 %;

(0,5 / 162) × 100% = 0,3 %.

Действительное значение полученной длины:

Для стола:

849,5 ... 850,5 мм (850±0,5 мм);

519,5 ... 520,5 мм (520±0,5 мм).

Для тетради:

204,5 … 205,5 мм (205±0,5 мм);

161,5 … 162,5 мм (162±0,5 мм).
Измерение температуры:

Средство измерений - термометр.


Задание:

1. 
   Измерить температуру воздуха в помещении:
   

Температура +21 ºc.

2. 
   Измерить температуру воздуха снаружи:
   

Температура –6 ºc.

3. Определить (назвать):

- измерительный прибор;

Показатели средств измерений:

-цена деления 1ºc;

-диапазон измерений от –50ºc до +50ºc;

- точность средства измерения 1ºc;

Вид измерений – однократные, статические, абсолютные, прямые;

Метод измерений – прямой, контактный;

Абсолютная погрешность равна 0,5 ºc.

Относительная погрешность:

Для температуры воздуха в помещении:

(0,5 / 21) × 100% = 2,38 %;

Для температуры воздуха снаружи:

(0,5 / 6) × 100% = 8,3 %

Действительное значение полученной температуры:

Для температуры воздуха в помещении:

20,5 ... 21,5 мм (+21±0,5 ºc).

Для температуры воздуха снаружи:

-5,5 … –6,5 мм (–6±0,5 ºc).

Измерение массы:

Средство измерений – весы чашечные циферблатные.



Задание:

1. 
   Измерить массу одной книги:
   

Масса 514 г.

2. Измерить массу трех книг:

Масса 1378 г.

3. Определить (назвать):

- измерительный прибор;

Показатели средств измерений:

-цена деления 10 г;

-предел измерений 5000 г;

- диапазон измерений от 0 до 5000 г;

-точность показаний до 10 г.

Вид измерений – однократные, статические, абсолютные, прямые.

Метод измерений – прямой, контактный.

Абсолютная погрешность равна 5 г.

Относительная погрешность:

Для одной книги:

(5 / 514) × 100% = 0,97 %;

Для трех книг:

(5 / 1378) × 100% = 0,36 %

Действительное значение полученной температуры:

Для одной книги:

509 ... 519 г (514±5 г).

Для трех книг:

1373 … 1383 г (1378±5 г).
Измерение диаметра образца:

Средство измерений – штангенциркуль.



Задание:

1. 
   Измерить диаметр ручки:
   

Диаметр 7 мм.

2. 
   Измерить диаметр карандаша:
   

Диаметр 8,2 мм.

3. Определить (назвать):

- измерительный прибор;

Показатели средств измерений:

- цена деления шкалы 0,1 мм;

- диапазон измерений от 0 до 125 мм;

- предел измерения 125 мм;

- точность средства измерения 0,1 мм.

Вид измерений – прямые, равноточные, статистический;

Метод измерений – прямой, контактный

Абсолютная погрешность равна 0,06 мм.

Для ручки:

(0,06 / 7) × 100% = 0,85 %.

Для карандаша:

(0,06 / 8,2) × 100% = 0,73 %.

Действительное значение полученной длины:

Для ручки:

6,94 ... 7,06 мм (7±0,06 мм);

Для карандаша:

8,14 … 8,26 мм (8,2±0,06 мм).
Измерение артериального давления, частоты пульса и дыхания:

Средство измерений – тонометр, секундомер.



Задание:

1. 
   Измерить пульс.
   

Пульс 72 удара в минуту.

2. Измерить частоту дыхания.

Частота 16 вдохов в минуту.

Определить (назвать):

- измерительный прибор;

Показатели средств измерений:

Для тонометра:

- цена деления шкалы 2 мм.рт.ст;

- диапазон измерений от 0 до 300 мм.рт.ст;

- предел измерения 300 мм.рт.ст;

- точность средства измерения 2 мм.рт.ст.

Для секундомера:

- цена деления шкалы 0,2 с;

- диапазон измерений от 0 до 60 мин;

- предел измерения 60 мин;

- точность средства измерения 0,2 с.

Вид измерений для тонометра: прямые, равноточные, динамические;

длясекундомера: относительные, равноточные, динамические;

Метод измерений – прямой, контактный; длясекундомера – косвенный.

Абсолютная погрешность для тонометраравна 0,8 мм.рт.ст.

Абсолютная погрешность длясекундомера равна 0,06 с.

Относительная погрешность:

Для пульса:

(0,8 / 72) × 100% = 1,1 %;

Для частоты дыхания:

(0,06 / 16) × 100% = 0,3 %;

Действительное значение полученной длины:

Для пульса:

71,2 ... 72,8 мм.рт.ст (72±0,8 мм.рт.ст);

Для частоты дыхания:

15,94 … 16,06 с (16±0,06 с);
Измерение толщины образца:

Средство измерений – микрометр.



Задание:

1. 
   Измерить толщину листа бумаги.
   

Толщина 0,09 мм.

2. 
   Измерить толщину обложки книги.
   

Толщина 0,18 мм.

3. Определить (назвать):

- измерительный прибор;

Показатели средств измерений:

- цена деления шкалы 0,01 мм;

- диапазон измерений от 0 до 25 мм;

- предел измерения 25 мм;

- точность средства измерения 0,01 мм.

Вид измерений – прямые, равноточные, статистический;

Метод измерений – прямой, контактный.

Абсолютная погрешность равна 0,004 мм.

Относительная погрешность:

Для листа бумаги:

(0,004 / 0,09) × 100% = 4,4 %;

Для обложки книги:

(0,004 / 0,18) × 100% = 2,2 %;

Действительное значение полученной длины:

Для листа бумаги:

0,086 ... 0,094 мм (0,09±0,004 мм);

Для обложки книги:

0,176 … 0,184 мм (0,18±0,004 мм);
Измерение длины и ширины:

Средство измерений - рулетка.



Задание:

1. 
   Измерить длину классной доски:
   

Длина 3500 мм.

2. 
   Измерить ширину классной доски:
   

Ширина 1600 мм.

3. Определить площадь доски

3,5*1,6=5,6 м²

Определить (назвать):

- мера;

Показатели средств измерений:

- цена деления шкалы 1 мм;

- диапазон измерений от 0 до 5000 мм;

- предел измерения 5000 мм;

- точность средства измерения 1 мм.

Вид измерений – статические, абсолютные, прямые;

Метод измерений – прямой, контактный, за исключением определения площади классной доски – косвенный метод.

Абсолютная погрешность равна 0,5 мм.

Относительная погрешность:

Для длины:

(0,5 / 3500) × 100% = 0,014 %;

Для ширины:

(0,5 / 1600) × 100% = 0,03 %.

Действительное значение полученной длины:

Для длины:

3499,5 ... 3500,5 мм (3500±0,5 мм).

Для ширины:

1599,5 … 1600,5 мм (1600±0,5 мм).
Задание № 2

Для гладкого цилиндрического соединения G6/h6 номинального диаметра D = 32 мм определяем:

1. 
   Предельные размеры.
   
2. 
   Допуски.
   
3. 
   Наибольший, наименьший и средний зазоры.
   
4. 
   Допуск посадки.
   
5. 
   Исполнительные размеры предельных калибров.
   

Расположение полей допусков изобразить графически.
1. Определяем предельные размеры.

Посадка 32G6/ h6 является посадкой с зазором в системе отверстия. Поле допуска основного отверстия G6 для диаметра 32 мм определяется по табл.1.27 [1]:

ES = +0,025 мм;

EI =+0,009 мм.

Поле допуска вала (6-й квалитет) для диаметра 32 мм определяется по табл.1.28 [1]:

es = 0;

ei = -0,016 мм.

Определим предельные размеры отверстия:

D max  = D + ES = 32,000 + 0,025= 32,025(мм);

D min = D + EI = 32,000 + 0,009= 32,009 (мм).

Определим предельные размеры вала:

d max  = d + es = 32,000 +(-0) = 32,000 (мм);

d min  = d + ei = 32,000 +(-0,016) = 31,984 (мм).
2. Определяем допуски.

Определяем допуск диаметра отверстия:

TD = D max  - D min = 32,025 – 32,009 = 0,016 (мм);

Td = d max - d min = 32,000 – 31,984 = 0,016 (мм).
3. Определяем наибольшие, наименьшие и средние зазоры.

Наибольший зазор:

S max  = D max  - d min = 32,025 – 31,984 = 0,041 (мм).

Наименьший зазор:

S min = D min - d max = 32,009 – 32,000 = 0,009 (мм).

Средний зазор:

S m  = (S max  +  S min) / 2 = (0,041 + 0,009) / 2 = 0,025 (мм).
4. Определение допуска посадки.

Определяем допуск в посадке с зазором:

TS = S max - S min = 0,041- 0,009 = 0,032 (мм).
5. Определяем исполнительные размеры предельных калибров.
5.1. Определяем размеры калибров-пробок.

Для отверстия диаметра 32 мм с полем допуска G6 (6-й квалитет) определяем по ГОСТ 24853 -81:

H = 2,5 мкм = 0,0025 мм;

Z = 2,5 мкм = 0,0025 мм;

Y = 2 мкм = 0,002 мм.

Наибольший размер проходного нового калибра-пробки:

ПР max  = D min + Z + H/2 =32,009 + 0,0025 + 0,0025 / 2 = 32,01275 (мм).

Наименьший размер проходного нового калибра-пробки:

ПР min  = D min + Z - H/2 = 32,009 + 0,0025 - 0,0025/ 2 = 32,01025 (мм).

Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки:

ПР изн  = D min  - Y = 32,009 - 0,002 = 32,007 (мм).

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки:

НЕ max  = D max + H/2 = 32,025+ 0,0025 / 2 = 32,02625 (мм).

Наименьший размер непроходного нового калибра-пробки:

НЕ min  = D max - H/2 = 32,025- 0,0025 / 2 = 32,02375 (мм).
5.2. Определяем размеры калибров-скоб.

Для вала диаметром d = 32 мм с полем допуска h6 (6-й квалитет) определяем по ГОСТ 24853 -81:

H₁ = 4 мкм = 0,004 мм;

Z₁ = 3,5 мкм = 0,0035 мм;

Y₁ = 3 мкм = 0,003 мм.

H_p = 1,5 мкм = 0,0015 мм.
Наибольший размер проходного нового калибра- скобы:

ПР max = d max - Z₁ + H₁/2 = 32,000 - 0,0035 + 0,004 / 2 = 31,9985 (мм).
Наименьший размер проходного нового калибра-скобы:

ПР min  = d max - Z₁ - H₁/2 = 32,000 - 0,0035 - 0,004 / 2 = 31,9948 (мм).
Наибольший размер изношенного проходного калибра-скобы:

ПР изн  = d max + Y₁ = 32,000 + 0,003 = 32,003 (мм).
Наибольший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ max = d min + H₁/2 = 31,984 + 0,004 / 2 = 31,986 (мм).
Наименьший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ min  = d min - H₁/2 = 31,984 - 0,004 / 2 = 31,982 (мм).

Размеры контрольных калибров:
К-ПР max = d max - Z₁ + Hp/2 = 32,000 - 0,0035 + 0,0015 /2= 31,99726 (мм).

К-ПР min  = d max - Z₁ - Hp/2 = 32,000 - 0,0035 - 0,0015 /2 = 31,99575 (мм).

К-НЕ max  = d min + Hp/2 = 31,984 + 0,0015 /2 = 31,98475 (мм).

К-НЕ min  = d min - Hp/2 = 31,984 - 0,0015 /2 = 31,98325 (мм).

К-И max  = d max + Y₁ + Hp/2 = 32,000 + 0,004 + 0,0015 /2 = 32,00475 (мм).

К-И min  = d max + Y₁ - Hp/2 = 32,000 + 0,004 - 0,0015 /2 = 32,00325 (мм).

6. 
   Расположение полей допусков представлено на рисунке 1.
   

Рисунок – 1. Расположение полей допусков

Задание №3

Для радиального однорядного подшипника построить схемы расположения полей допусков с указанием отклонений. Нагружение – циркуляционное. Вал – сплошной.
Исходные данные:

1. Класс точности – 5.

2. Номер подшипника – 112.

3. Радиальная нагрузка R = 3000 Н.

4. Характер нагружения – с умеренными толчками и вибрацией.

1. По ГОСТ 8338 – 75 для подшипника № 112 определяются:

d = 60 мм – диаметр внутреннего кольца;

D = 95 мм – диаметр наружного кольца;

B = 18 мм – ширина подшипника;

r = 2 мм – координата монтажной фаски кольца подшипника.

2. Определим интенсивность нагрузки на посадочной поверхности шейки сплошного вала:

P_r = R  Kn  F  Fa / b = 3000  1  1  1 / 0,014 = 214285 (Н/м)  214(кН/м),

где R = 3000 – радиальная нагрузка, Н;

Кn = 1,0 для нагрузки с умеренными толчками и вибрацией;

F = 1 при сплошном вале;

Fa = 1 для радиальных подшипников;

b = B – 2r = 18 – 2  2 = 14 (мм) = 0,014 (м).

Найденному значению интенсивности нагрузки P_r = 214 кН/м соответствуют поля допусков вала j_s5 и j_s6. При классе точности 5 рекомендуемые поля допусков – n5; m5; k5; j_s5; h5; g5. Таким образом выбранное поле допуска вала – j_s5.

По табл. 1.29 [1] для d = 60 мм полю допуска j_s5 соответствуют:

es = + 0,0065 мм;

ei = – 0,0065 мм.

Отклонения диаметра внутреннего кольца подшипника d = 60 мм для класса точности 5 принимаются по ГОСТ 520 – 89:

верхнее отклонение = 0;

нижнее отклонение = – 0,009 мм.

4. Для класса точности 5 выбирается одно из рекомендуемых полей допусков отверстия корпуса. Предпочтительное поле допуска – Н6.

По табл. 1.27 [1] для D = 95 мм полю допуска Н6 соответствуют:

ES = + 0,022 мм;

EI = 0.

Отклонению диаметра наружного кольца подшипника D = 95 мм для класса точности 5 принимаются по ГОСТ 520 – 89:

верхнее отклонение = 0;

нижнее отклонение = – 0,01 мм.
Схема расположения полей допусков представлена на рисунке 2.



а) б)

Рисунок – 2. Расположение полей допусков

а) для соединения вала с внутренним кольцом подшипника;

б) для соединения внешнего кольца подшипника с корпусом.

Задание № 4

По заданным номинальным значениям размеров и полям допусков всех составляющих звеньев (А₁ = 120 Н12, А₂ = 30 Н10, А₃ = 8 h8, А₄ = 130 a11) определяем номинальное значение, предельные отклонения и допуск замыкающего звена в условиях полной взаимозаменяемости.
1. Составляем схема размерной цепи (рисунок – 3) и по ней выявляются увеличивающие (A₁, A₂) и уменьшающие (A₃, A₄,) размеры.



Рисунок – 3. Схема размерной цепи
2. Определяем номинальное значение замыкающего размера:

А_ = (А₁ + А₂) – (А₃ + А₄ + А₃) = (120 + 30) – (8 +130 + 8) = 4 (мм).

3. По табл. 1.27, 1.28 [1] находим отклонения составляющих размеров:

А1 = 120 ^+0,35 А2 = 30 ^+0,84, А3 = 8_–0,022, А4 = 130^–0,46_–0,71.

Допуски составляющих размеров:

ТА₁ = 350 мкм;

ТА₂ = 840 мкм;

ТА₃ = 22 мкм;

ТА₄ = 710 – 460 = 250 мкм.
Координаты середин полей допусков:

Е_с(А₁) = 175 мкм;

Е_с(А₂) = 420 мкм;

Е_с(А₃) = – 11 мкм;

Е_с(А₄) = (–710 +(–460))/2 = – 585 (мкм).

4. Определяем допуск замыкающего размера:

ТА_ = ТА₁ + ТА₂ + 2ТА₃ + ТА₄ = 350 +840 + 2  22 + 250 = 1484 (мкм).

5. Определяем координата середины поля допуска замыкающего размера:

Е_с(А_) = Ес(А₁) + Е_с(А₂) – [ Е_с(А₃) + Е_с(А₄) + Е_с(А₃) ] =

= 175 + 420 – [ –11 + (–585) + (–11) ] = 1202 (мкм).

6. Определяем верхнее и нижнее предельные отклонения замыкающего звена:

Е_s(А_) = Е_с(А_) + ТА_ / 2 = 1202 + 1484 / 2 = 1944 (мкм);

Е_i(А_) = Е_c(А_) – ТА_ / 2 = 1202 – 1484 / 2 = 460 (мкм).

Таким образом, при заданных номинальных размерах и предельных отклонениях составляющих размеров замыкающий размер должен быть выполнен с верхним предельным отклонением 1,944 мм и нижним 0,46 мм, т.е. А_ = 4^+1,944 _+0,46 мм.

7. Правильность решения проверяется определением предельных размеров замыкающего звена:

А^max = (А^max + А^max) – (А^min + А^min + А^min) =

= (120,35 + 30,84) – (7,978 + 129,29 + 7,978) = 5,944 мм;

А^min = (А^min + А^min) – (А^max + А^max + А^max) =

= (120,00 + 30,00) – (8 + 129,54 + 8) = 4,46 мм,

т.е. А_ = 4^+1,944 _+0,46 мм.

Задание № 5

Определим предельные размеры всех элементов метрической резьбы M10  1,0 – 5H/7e6e и построим схему расположения полей допусков болта и гайки.
1. Номинальные значения диаметров определяются по ГОСТ9150-81 (табл. 4.24 [2]):

d = D = 10 мм;

d₂ = D2 = d – 1 + 0,350 = 10 – 1 + 0,350 = 9,350 мм;

d₁ = D1 = d – 2 + 0,376 = 10 – 2 + 0,917 = 8,917 мм.
2. Предельные отклонения диаметров резьбы (в мкм) определяются по ГОСТ 16093 – 81 (табл. 4.29 [2]):

нижнее отклонение для D1, D2, D ... 0;

нижнее отклонение для d ... -240;

нижнее отклонение для d2 ... -200;

верхнее отклонение для D2 ... +118;

верхнее отклонение для D1 ... +190.
3. Предельные размеры болта и гайки:

болт, мм:	гайка, мм:
dmax = 10;	Dmax– не нормируется;
dmin = 10 - 0,24 = 9,96;	Dmin = 10 + 0 = 10;
d2max = 9,35;	D2max = 9,35 + 0,118 = 9,468;
d2min = 9,35 - 0,2 = 9,15;	D2min = 9,35 +0 = 9,35
d1max = 8,917;	D1max = 8,917 + 0,190 = 9,107;
d1min – впадина не должна выходить за линию плоского среза, проведенную на расстоянии H/8 = 0,86603  P/8 = 0,86603 	D1min = 8,917 + 0 = 8,917. 1,5/8 = 0,16238 мм;

3. 
   Схемы расположения полей допусков болта и гайки представлены на рисунке – 4.
   

а) б)

Рисунок – 4. Схемы расположения полей допусков

а) – болта;

б) – гайки.

Задание № 6

Для подвижного шлицевого соединения с номинальным размером 8  36  42 выбрать поверхность центрирования, подобрать посадки, построить схемы расположения полей допусков соединения по всем элементам.
Характер нагрузки – умеренная. Шлицевое соединение работает с повышенной точностью центрирования. Втулка термически обработана.

1. 
   По ГОСТ 1139-80 (табл. 4.71 [2]) определяется размер b = 7 мм.
   

2. В зависимости от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицевых деталей выбирается способ центрирования.

Для заданных условий целесообразно выбрать центрирование по боковой поверхности шлицев d, т.к.:

– шлицевое соединение работает с повышенной точностью центрирования;

– втулка термически обработана и обладает высокой твердостью;

– характер нагружения – умеренная нагрузка
3. Посадки выбираются по ГОСТ 1139-80:

для размера d (не центрирующий диаметр) – H7/f7 (табл. 4.75 [2]);

для размера b – D9/h9 (табл. 4.72 [2]);

для размера D – H12/a11 (табл. 4.72 [2]).
Выбранное шлицевое соединение можно обозначить следующим образом:

d – 8  36 H7/f7  42 H12/a11  7 D9/h9
4. По ГОСТ 25347-82 (табл. 1.27, 1.28, 1.36 [1]) определяются предельные отклонения:

отверстие 42 H12= 42^+0,25;

отверстие 36 H7 = 36^+0,025;

вал 42 a11 = 42^-0,32_-0,48;

вал 36 f7 = 36^-0,025_-0,05;

ширина впадин отверстия 7 D9 = 7^+0,076_+0,04;

толщина зубьев вала 7 h9 = 7_-0,036;
Схема расположения полей допусков приведена на рисунке – 5.
Для размера d Для размера D Для размера b



Рисунок – 5. Схема расположения полей допусков.

Задание № 7
Для шпоночного соединения (шпонка призматическая, исполнения А, соединение свободное) определить допуски и предельные размеры всех элементов соединения, а также дать схему расположения полей допусков по ширине шпонки b и сборочный чертеж шпоночного соединения.

Диаметр вала d = 40 мм, длина шпонки l = 70 мм.
1. Номинальные значения элементов шпоночного соединения определяются по ГОСТ 23360-78 (табл. 4.64 [2]):

b = 12 мм;

h = 8 мм;

t₁ = 5,0 мм;

t₂ = 3,3 мм;

(d – t₁) = 35 мм;

(d + t₂) = 43,3 мм.
2. Допуски глубин пазов вала и втулки определяются по ГОСТ 23360-78, допуски высоты и длины шпонки, а также длины паза вала под шпонку – по ГОСТ 25347-82 (табл. 1.35, 1.43 [1]):

глубина паза вала t₁ = 5^+0,200 мм;

глубина паза втулки t₂ = 3,3^+0,200 мм;

высота шпонки h =8h11 = 8_-0,09 мм;

длина шпонки l = 70h14 = 70_-0,74 мм;

длина паза вала под шпонку l₁ = 70H15 = 70^+1,2 мм.
3. Допуски на размеры шпонки, паза вала и паза втулки по ширине шпонки b определяются по ГОСТ 23360-78 и ГОСТ 25347-82 (табл. 1.35, 1.36 [1]):

ширина шпонки 12h9 = 12_-0,043 мм;

ширина паза вала 12H9 = 12^+0,043 мм;

ширина паза втулки 12D10 = 12^+0,12_+0,05 мм.
Схема расположения полей допусков ширины паза втулки и вала представлена на рисунке – 7.


Рисунок – 7. Схема расположения полей допусков