Метрология, стандартизация, сертификация

А.И. АРИСТОВ, В.М. ПРИХОДЬКО,
И.Д. СЕРГЕЕВ, Д.С. ФАТЮХИН

МЕТРОЛОГИЯ, 
СТАНДАРТИЗАЦИЯ, 
СЕРТИФИКАЦИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва
ИНФРА-М
2014

Допущено УМО вузов РФ по образованию 
в области транспортных машин 
и транспортно-технологических комплексов
в качестве учебного пособия для студентов вузов,
обучающихся по специальностям 
направлений подготовки «Транспортные машины 
и транспортно-технологических комплексы»
и «Эксплуатация наземного транспорта 
и транспортного оборудования»

Аристов А.И., Приходько В.М., Сергеев И.Д., Фатюхин Д.С.
Метрология, стандартизация, сертификация: У чеб. пособие / 
кол. авторов. — М.: ИНФРА-М, 2014. — 256 с. + Доп. материалы 
[Электронный ресурс; Режим доступа http://www.znanium.com]. —  
(Высшее образование: Бакалавриат).
ISBN 978-5-16-004750-8
Рассмотрены основы нормирования точности геометрических параметров 
типовых деталей машин и сборочных единиц, определяющих качество автомобилей и дорожных машин; основные понятия метрологии и метрологического обеспечения производства, методы и средства контроля геометрических 
параметров, эталоны основных единиц системы СИ и передача размера единиц 
образцовым и рабочим средствам измерений.
С современных позиций отражены основные подходы к стандартизации 
и сертификации изделий машиностроения, в том числе автомобильной техники, отечественные и международные стандарты по сертификации и управлению 
качеством продукции и производства.
Полностью соответствует рабочим программам дисциплины «Метрология, 
стандартизация и сертификация», общеобразовательным стандартам по направлениям подготовки: «Транспортные машины и транспортно-технологические 
комплексы», «Эксплуатация транспорта и транспортного оборудования»,  
«Стандартизация, сертификация и метрология», «Энергомашиностроение»,  
«Машиностроительные технологии и оборудование», «Г идравлическая, вакуумная и компрессорная техника».
УДК  006(075.8)
ББК 30.10я73

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны 
в электронно-библиотечной системе znanium 
(www.znanium.com)

ISBN 978-5-16-004750-8 
© Коллектив авторов, 2012

Корректор  Э.Б. Прудникова
Компьютерная верстка  Г.А. Волковой

Подписано в печать 25.05.2013 
Формат 60×90/16. Гарнитура Newton. Бумага офсетная 
Печать офсетная. Усл. печ. л. 16,0. Уч.-изд. л. 16,0
Доп. тираж 300 экз.  Заказ №
Цена свободная.
ТК  161750-9579-250711
ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 380-05-40, 380-05-43. Факс: (495) 363-92-12
E-mail: books@infra-m.ru     http://www.infra-m.ru

УДК  006(075.8)
ББК  30.10я73
 
А81

А81

ПРЕДИСЛОВИЕ

Появившаяся в 1920-е гг. общеинженерная дисциплина «Допуски и посадки» в 1970-е гг. расширилась за счет включения в нее основ 
стандартизации и технических измерений и получила новое название 
«Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». 
По мере развития науки, техники и технологии, а также методов оценки 
качества появились новые методы оценки качества промышленной продукции, в том числе и с учетом международного опыта.
Поэтому курс получил новое содержание и собственное название — 
«Метрология, стандартизация и сертификация» за счет существенного 
расширения разделов метрологии (в том числе оценки технологий измерения), а также методов и форм сертификации и декларирования промышленной продукции.
Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация» является одной из важнейших инженерных дисциплин, неразрывно связанной 
с главной задачей современного машино- и приборостроения — обеспечения высокого качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции.
В современных условиях эта задача решается за счет разработки 
и внедрения на промышленных предприятиях систем качества, соответствующих требованиям нормативно-технических документов международной организации по стандартизации — ИСО (ISO), а также других 
международных и отечественных организаций по стандартизации и качеству. Определяющими этапами жизненного цикла изделия в системе 
качества, призванными формировать и поддерживать все свойства конкретного изделия, являются взаимосвязанные этапы маркетинга, проектирования, производства, эксплуатации и утилизации.
Качество изделий машиностроения, как и любого другого вида продукции, является физической категорией зависящей от множества конструкторских, технологических и организационно-технических факторов, 
проявляющихся на всех вышеупомянутых этапах жизненного цикла изделия.
Установлено, что до 90% эксплуатационных свойств деталей изделий 
машиностроения может быть обеспечено за счет соответствующего нормирования точностей геометрических параметров элементов деталей 
и их поверхностей. Существенную роль в решении этих задач играет комплексная общеинженерная дисциплина «Метрология, стандартизация 
и сертификация».
Учебное пособие состоит из 2 частей.
В первой части содержится краткий теоретический курс «Метрология, 
стандартизация и сертификация».

Предлагаемая теоретическая часть учебника представляет собой 
обобщенный курс лекций читаемых преподавателями Московского автомобильно-дорожного института по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация». В ней использован многолетний опыт занятий 
со студентами большого коллектива профессоров и доцентов института.
Вторая часть пособия представлена на CD и состоит из трех разделов:
 • Измерительные приборы и описание методов их использования, 
поскольку некоторые из них могут использоваться в нескольких лабораторных работах.
 • Конкретные лабораторные работы, построенные по единой методике:
– постановка задачи;
– используемые инструменты и приборы с их метрологическими характеристиками;
– методика проведения измерений;
– обработка результатов измерений;
– выводы.
Итогом является журнал лабораторных работ, используемый студентами, содержащий формы регистрации наблюдений и представления отчетности о работе.
 • Методические рекомендации по выполнению курсовой работы 
«Расчет размерных цепей». В ней рассмотрены теоретические положения основ расчета размерных цепей и приведен пример расчета плоской 
размерной цепи с параллельными линейными размерами подшипникового узла передачи, а также даны материалы для выполнения курсовой 
работы по расчету размерной цепи редуктора.
При создании пособия авторы исходили из ряда основополагающих 
принципов:
1. В теоретической части пособие основано на учебнике «Метрология, 
стандартизация и сертификация» [Аристов А.И. и др. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник. 4-е изд. — М.: Изд. центр «Академия», 2008 — 380 с.] и электронном курсе лекций Комплекс методических 
материалов: Метрология, стандартизация и сертификация [Электронный 
ресурс] / А.И. Аристов, И.Д. Сергеев, Д.С. Фатюхин и др. // св. № 00060 
Ин-т информатизации образования — Электрон. дан. и прогр. 07.07.2009.
2. В пособии рассматриваются вопросы контроля только размеров 
от 1 до 500 мм, поскольку они наиболее распространены в современном 
машиностроении. Вопросы контроля размеров до 1 мм и более 500 мм 
являются весьма специфическими, требуют оснащения специальными 
средствами измерений, например, в приборостроительной и часовой промышленности.
3. В пособии не рассматриваются вопросы, связанные с контролем 
крупных и специальных резьб, ходовых винтов, червячных и конических 
передач, а также часовых и мелкомодульных зубчатых передач, используемых в приборостроении.

4. Предметом рассмотрения не являются специальные вопросы метрологии и измерений техники, в том числе автоматизации контроля 
и ряда специальных методов обработки результатов измерений и т.п., поскольку они не являются предметом изучения в дисциплине «Метрология, 
стандартизация, сертификация» для машиностроительных специальностей, а изучаются в специальных курсах.
5. В связи с тем, что количество часов, отводимое для проведения занятий в лаборатории по дисциплине «Метрология, стандартизация, сертификация» не позволяет каждому студенту выполнить весь комплекс 
лабораторных работ, авторы сознательно ограничили их перечень, выбрав 
наиболее типовые, считая, что каждая кафедра может выбрать из них необходимый минимум, исходя из технического оснащения лаборатории 
учебными приборами и оборудованием, учебного плана специальности 
и количественного состава учебной группы.
6. Все измерительные приборы рассматриваются с точки зрения 
«пользователя», т.е. изучается лишь методика их использования и считывания результатов, а не конструкция, отладка и поверка средств измерения. 
Также вне рассмотрения остаются вопрос использования в лабораторных 
работах сложного и дорогого высокоточного лабораторного оборудования 
(интерферометры, длиномеры и т.п.), которыми далеко не всегда оснащены даже заводские измерительные лаборатории.
Лабораторный практикум является неотъемлемой частью дисциплины «Метрология, стандартизация, сертификация». Он позволяет студенту изучить методы и средства измерений, используемые в современном 
машиностроительном производстве, получить практические навыки измерений приборами, способствует более глубокому пониманию теоретической части курса. В процессе проведения лабораторных работ студент 
получает возможность освоить методику правильного выбора средства 
измерения, провести поверку отдельных измерительных приборов в соответствии с современными методиками, оценить точность изготовления 
различных видов элементов деталей машин.
Поверке средств измерений посвящена только одна работа, позволяющая получить представление о существующих методах поверки. 
Уделять больше внимания этим вопросам авторы не сочли целесообразным, поскольку данное пособие рассчитано на будущего инженера-машиностроителя, а не метролога. Основной акцент сделан на методах контроля точности, погрешностей формы и расположения, а также шероховатостей поверхности гладких цилиндрических соединений, поскольку, 
с одной стороны, они наиболее часто встречаются при измерениях на 
производстве, а с другой — являются определяющими при обеспечении 
долговечности сопрягаемых соединений. Вместе с тем, в работе уделено 
большое внимание контролю точности и других элементов деталей машин, в частности, резьбовых соединений, а также цилиндрических зубчатых колес.

Единственное подобное пособие, являющееся обобщением опыта 
проведения лабораторного практикума в МВТУ им. Баумана и Станкине 
было издано более пятидесяти лет назад.
С тех пор в отечественном машиностроении произошли огромные 
изменения. Современная промышленность перешла от принятой ранее 
системы допусков и посадок ОСТ на современные стандарты Единой системы допусков и посадок (ЕСДП) и Основные нормы взаимозаменяемости 
(ОНВ), гармонизированные со стандартами Международной организации 
по стандартизации ИСО. В области метрологии был осуществлен переход 
на международную систему измерений СИ (SI). Появилась система государственных (а в настоящее время — межгосударственных) стандартов — Единая система конструкторской документации (ЕСКД), упорядочившая обозначение допусков и посадок, погрешностей формы и расположения и шероховатостей элементов деталей машин на чертежах. 
Изменилась также и система нормирования требований, например, 
в резьбе и шероховатости поверхности и др.
В связи с бурным развитием промышленности, в том числе машиностроения, появились новые, более современные средства измерения, которые, постепенно заменяя устаревшие, находят широкое применение 
в повседневной жизни.
Все эти изменения потребовали напряженной работы профессорскопреподавательского состава высших и средних учебных заведений машиностроительного и приборостроительного профилей по разработке современных учебных пособий для проведения лабораторных работ по 
дисциплине «Допуски, посадки и технические измерения», сменившей 
свое название на современное «Метрология, стандартизация, сертификация».
В настоящем учебном пособии обобщен опыт проведения учебнолабораторного практикума ряда высших технических заведений (Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ); МГТУ им. Баумана; Государственной академии нефти 
и газа (ГАНГ) им. Губкина и др.).
Учебное пособие предназначено для студентов высших и средних специальных учебных заведений, обучающихся по машиностроительным 
направлениям подготовки и специальностям: 653200 (190200.65) — Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы и 653300 
(190600.65) — Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования.

Ч а с т ь  I

КРАТКИЙ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС

1 
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1. 
Принципы и виды взаимозаменяемости

Взаимозаменяемость, основанная на системе допу сков 
и посадок, а также единстве измерений, имеет огромное значение  
для работы всей промышленности, особенно машиностроения, поэтому не случайно, что одни из первых стандартов в области машиностроения, разработанные в годы восстановления народного хозяйства после гражданской войны, относились к системе допусков и посадок (1928–1929 гг.), калибрам (1931 г.) и другому измерительному 
и контрольному инструменту.
Каждый инженер должен хорошо знать действующую систему  
допусков и посадок, принципы ее построения и методику применения, а также способы контроля установленных отклонений. Знания 
в области обеспечения взаимозаменяемости, допу сков и посадок 
особенно необходимы конструкторам, технологам и эксплуатационникам, так как создавая конструкцию детали или выбирая технологический процесс ее изготовления или ремонта они должны предусматривать в нем (наряду с операциями обработки и сборки) методы 
достижения требуемой точности и контрольные операции, осуществляемые при помощи методов и средств технических измерений, 
удовлетворяющих современным требованиям.
Задача повышения качества и подъема производства на современном уровне развития машиностроения может быть решена только путем развития массового, серийного производства, внедрения 
комплексной автоматизации и механизации процессов, создания  
специализированных производств. Необходимым условием достижения этих целей является широкое развитие принципов взаимозаменяемости, без применения которых сейчас невозможно представить ни одно более или менее крупное производство.
В самом деле, внедрение принципов взаимозаменяемости позволяет организовать выпуск деталей требуемой точности на одних заводах, а использовать эти детали для сборки изделий в другом конце 
страны, или даже в ином государстве.
Однако, прежде всего, необходимо определить, что такое взаимозаменяемость.
Взаимозаменяемостью называется свойство независимо изготовленных с заданной точностью деталей и узлов обеспечивать сборку 

изделий (или замену деталей при ремонте) без применения пригонки 
или дополнительной обработки, причем должны быть получены эксплуатационные характеристики, указанные в техническом задании.
Взаимозаменяемость — комплексное понятие, оно охватывает  
этапы проектирования, изготовления и эксплуатации машин.
Взаимозаменяемость предъявляет следующие требования  
к конструкции узлов и деталей при проектировании:
 • упрощение формы узлов и деталей, что удешевляет их изготовление и обеспечивает получение необходимой точности и высокого качества;
 • широкое использование унифицированных и стандартизованных узлов и деталей;
 • уменьшение количества сопряженных размеров;
 • правильная простановка размеров на чертежах и обоснованное требование к точности их выполнения;
 • обоснованный выбор материала для изготовления деталей. 
При проектировании должен соблюдаться следующий принцип: 
взаимозаменяемость, прежде всего, должна обеспечиваться для деталей и узлов, определяющих надежность и долговечность изделий.
Взаимозаменяемость при изготовлении обеспечивается:
а) соблюдением точностных требований к размерам и параметрам, указанным в чертежах;
б) точностью оборудования, инструмента и приспособлений,  
позволяющим достигать требуемую точность изготовления деталей;
в) единством измерений, т.е. равенством во всех организациях  
страны мер, измерительных приборов, инструмента и государственных эталонов, воспроизводящих измерения с заданной точностью. 
Это достигается государственной системой испытания, аттестации 
новых и поверкой эксплуатируемых измерительных средств. Эта система носит название «метрологии» — науки об измерениях;
г) созданием и внедрением в производство эффективной системы 
контроля качества. Изготовленные с заданными допусками по размерам и форме детали собираются в узлы, а узлы в машины без дополнительной механической обработки или с незначительными регулировочными работами, что упрощает и удешевляет производство 
машин.
Взаимозаменяемость при эксплуатации достигается:
 • определением и изготовлением необходимого комплекта запасных частей, инструмента и приспособлений с целью быстрой 
замены износившихся или поломанных деталей и узлов без ухудшения качества изделий;