第6章 圆锥结合的互换性及其检测
互换性与测量技术课后习题答案
习题1.什么是互换性？互换性的如何分类？2.完全互换和不完全互换有何区别？各用于何种场合？3.公差的概念？4.什么是标准和标准化？5.优先数系是一种什么数列?有哪些优先数的基本系列?答案1,互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配(如钳工修理)就能装在机器上，达到规定的功能要求。
这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零、部件。
分类：按不同场合对于零部件互换的形式和程度的不同要求，把互换性可以分为完全互换性和不完全互换性两类。
对标准部件或机构来讲，其互换性又可分为内互换性和外互换性。
2.完全互换是指对于同一规格的零部件，装配前不经任何选择，装配时不需任何调整或修配，就能装配到机器上，并能满足预定的使用要求。
以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。
孔和轴加上后只要符合设计的规定要求，则它们就具有完全互换性。
不完全互换是指对于同种零件、部件加工好以后，在装配前需要经过挑选、调整或修配等才能满足使用要求。
在零部件装配时允许有附加条件的选择或调整。
对于不完全互换性可以采用分组装配法、调整法等来实现。
应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。
完全互换性应用于中等精度、批量生产；不完全互换性应用于高精度或超高精度、小批量或单件生产。
内互换指部件内部组成件间的互换；外互换指部件与相配合零件之间的互换。
3.公差即允许实际参数值的最大变动量。
4. 标准是指对重复性事物和概念所做的统一规定，它以科学技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。
标准在一定范围内具有约束力。
标准化工作包括制定标准，发布标准、组织实施标准和对标准的实施进行监督的全部活动过程。
这个过程是从探索标准化对象开始，经调查、实验和分析，进而起草、制定和贯彻标准，而后修订标准。
因此，标准化是个不断循环而又不断提高其水平的过程。
(完整版)互换性与技术测量知识点
互换性与技术测量知识点第1章绪言互换性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件，在装配时不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并能满足使用性能要求的特性。
互换性应具备的条件：①装配前不换②装配时不调整或修配③装配后满足使用要求按互换性程度可分完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互换）。
按标准零部件和机构分外互换与内互换。
互换性在机械制造中的作用1.从使用方面看：节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持久性，提高了机器的使用寿命。
2.从制造方面看：便于实现自动化流水线生产。
装配时，由于零部件具有互换性，不需辅助加工和修配，可以减轻装配工的劳动量，缩短装配周期。
3.从设计方面看：大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简化设计程序和缩短设计周期。
标准与标准化是实现互换性的基础。
标准分类（1）按一般分：技术标准、管理标准和工作标准。
（2）按作用范围分：国际标准、国家标准、专业标准、地方标准和企业标准。
（3）按标准的法律属性分：强制性标准和推荐性标准。
国家强制性标准用代号“GB”表示。
国家推荐性标准用代号“GB/T”表示。
优先数系的种类（1）基本系列R5、R10、R20、R40（2）补充系列R80（3）派生系列选用优先数系的原则按“先疏后密”的顺序。
第2章测量技术基础测量过程的四要素：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。
测量仪器和测量工具统称为计量器具。
计量器具分类按其原理、结构和用途分为:（1）基准量具(2) 通用计量器具（3）极限量规类（4）检验夹具按测量值获得方式的的不同，测量方法可分为：1.绝对测量和相对(比较)测量法2.直接测量和间接测量法测量误差：测得值与被测量真值之差。
基本尺寸相同用∆评定比较测量精度高低基本尺寸不相同用ε评定（1）绝对误差Δ——测得值与被测量真值之差。
0x x -=∆（2）相对误差ε——测量的绝对误差的绝对值与被测量真值之比。
%100||||||000⨯∆≈∆=-=xx x x x ε （3）极限误差——测量的绝对误差的变化范围。
互换性(第2版) PPT 第6章
图6-12b、c所示 。
周文玲 互换性与测量技术（第2版） 配套课件
第6章 几种常用标准件的互换性
图6–12 键槽尺寸量规 a) 槽宽极限量规 b) 轮毂槽深量规 c) 轴槽深量规
第6章 几种常用标准件的互换性
⑶ 键槽对称度 单件小批量生产时，可用分度头、v型块和百分表测量，大批量生产 时一般用综合量规检验，如对称度极限量规。只要量规通过即为合格， 如图6-13a、b所示，图a为轮毂槽对称度量规，图b为轴槽对称度量规。
中 系 列 规格 N×d×D×B 6×23×28×6 6×26×32×6 6×28×34×7 8×32×38×6 8×36×42×7 8×42×48×8 8×46×54×9 8×52×60×1 0 8×56×65×1 0 8×62×72×1 2 键 数 N 6 大 径 D 28 32 34 键宽 B 6 6 7
手轮、拨叉等结合在一起的联结称为键联结，其作用是用
来传递运动或扭矩。键联结是机械制造中最常用的联接方 式之一，其中平键联结应用最广。
周文玲 互换性与测量技术（第2版） 配套课件
第6章 几种常用标准件的互换性
6.2.1 平键联接的互换性
平键是一种截面呈矩形的零件，其一半嵌在轴槽里，另一半 嵌在安装于轴上的其它零件的孔槽里。对平键联结互换性的要求 主要是，应使键与键槽的侧面有充分的有效接触面积来承受负荷， 以保证键联结的强度、寿命和可靠性，键嵌在轴槽里要牢固、防 止松动，方便装拆。因此，国家标准对键与键槽规定了尺寸极限 与配合。 国家标准GB/T1095—2003和GB/T1566—2003中有关平键的剖 面尺寸与公差。
8
36 40 46 50 58 62 68
6 7 8 9 10 10 12
圆锥的公差配合及检测
提高圆锥配合精度的技术与方法
精密加工技术
通过采用先进的精密加工技术，可以减小圆锥配合的误 差，提高其精度。例如，采用超精密切削、磨削等加工 方法，可以实现对圆锥表面的高精度加工。
误差补偿技术
通过误差补偿技术，可以对圆锥配合过程中的误差进行 修正，从而提高配合精度。误差补偿技术可以通过软件 或硬件实现，根据实际需要选择合适的补偿方式。
圆锥的公差配合及检测
• 圆锥的公差配合概述 • 圆锥的尺寸公差 • 圆锥的形位公差 • 圆锥的检测方法 • 圆锥公差配合的应用实例 • 圆锥公差配合的发展趋势与展望
01
圆锥的公差配合概述
圆锥公差的定义
圆锥公差是指圆锥体的尺寸和几何公 差，用于控制圆锥体的形状、尺寸和 位置精度。
圆锥公差包括圆锥直径公差、圆锥角 公差、圆锥长度公差等，这些公差直 接影响圆锥体的配合性能和使用寿命 。
圆度公差的测量方法包括比较测量法和仪器测量法，其中仪器测量法又可分为接触 测量法和光学测量法。
圆锥的圆柱度公差
圆锥的圆柱度公差用于限制圆 锥整个长度上横截面的形状误 差，以确保圆锥的直线度和稳
定性。
圆柱度公差值的选择应考虑 圆锥的长度、直径和用途， 以确保圆锥在旋转或运动时
的精确度和稳定性。
圆柱度公差的测量方法与圆度 公差的测量方法类似，可根据 实际情况选择比较测量法或仪
圆锥的端面跳动和端面对轴线的垂直度公差
01
圆锥的端面跳动和端面对轴线的垂直度公差用于限制圆锥端面 的形状误差和端面对轴线的垂直误差。
02
这些公差的确定应根据圆锥的实际尺寸和使用要求进行选择，
以确保圆锥在装配和使用过程中的稳定性和功能要求。
端面跳动和垂直度公差的测量方法包括比较测量法和仪器测量
圆锥结合的互换性
α
min
用圆锥直径公差TD控制圆锥误差
TD/2
Dmin Dmax
α
α
锥度、锥角系列与圆锥公差
2、给定圆锥截面直径公差TDS和圆锥角公差AT
同时给出给定截面圆锥直径公差TDS和圆锥角公 差AT，给出TDS和AT是独立的，彼此无关，应分别 满足要求，两者关系相对于独立原则。 AT α 给定截面
2
实际圆锥 极限圆锥 圆锥素线形状公差带
Dmin Dmax
dmax dmin
α
α
T D/2
TD/2
L
圆锥直径公差区
锥度、锥角系列与圆锥公差
5、极限圆锥直径
极限圆锥上的任一直径，Dmax和Dmin、dmax和dmin； 对任一给定截面的圆锥直径dx，它有dxmax和dxmin。
实际圆锥 极限圆锥 圆锥素线形状公差带
圆锥配合是由基本圆锥直径和基本圆锥角或基 本锥度相同的内、外圆锥形成的。 圆锥配合分为间隙配合、过盈配合和紧密配合 三种。
圆锥配合
1、 间隙配合
具有间隙的配合，且在装配和使用过程中间隙大 小可调整，常用于有相对运动的机构中。 2、过盈配合 具有过盈的配合，它借助于相互配合的圆锥面间 的自锁，产生较大摩擦力来传递转矩。其特点是一旦 过盈配合不再需要，内、外圆锥体可以拆开。 3、紧密配合 也称过渡配合，这类配合接触紧密，间隙为零或 略小于零，主要用于定心或密封的场合，如锥形旋塞、 发动机中气阀和阀座的配合等。
锥度、锥角系列与圆锥公差
3、圆锥的形状公差TF TF包括圆锥素线直线度公差和截面圆度公差。 TF在一般情况下，不单独给出，而是由对应的
两极限圆锥公差带限制。
当对形状精度要求有更高要求时，应单独给出
互换性与测量技术基础
3. 互换性的种类
互换性按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换两种。 完全互换性要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工便 能装配且能满足其使用性能要求。一般用于厂际之间的协作。 不完全互换则允许零部件在加工完后，通过测量将零件按实 际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配 时按对应组进行。这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工 上的困难，降低成本。该种互换仅组内零件可以互换，组与组之间不能 互换。该种互换适合部件或构件在同一厂制造和装配。
第 四 节 常用尺寸公差与配合的选用
第 五 节 一般公差 线性尺寸的未注公差
精品文档
结束
第 一节 公差与配合的基本术语与定义
一、 几何要素 二、 孔和轴 三 、尺寸 四 、偏差和公差 五 、 配合与配合制
配合与配合制动画演示
精品文档
一、 几何要素
（一） 几何要素 （三） 导出要素 （五） 公称组成要素 （七） 工作实际表面 （九） 提取组成要素 （十一） 拟合组成要素
互换性的类型的动画演示
精品文档
4. 互换性的作用 在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准
件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周 期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。
在制造方面，互换性有利于组织专业化生产、采用先进工艺和 专用设备，采用计算机辅助制造，实现加工过程和装配过程机械化和 自动化，从而可以提高劳动生产率和产品质量并降低成本。
第十一章 键和花键的互换性
第十二章 圆柱齿轮传动的互换性习源自题精品文档退出
第一章 绪论
第一节 互换性的意义和作 用
互换性的类型的动画演示
第二节 标准化与优先 数
互换性与测量技术基础习题解答课件
16．分析计算习题图19所注零件的 中心距变化范围。
17．分析计算习题图20所注零件， 求中心距变化范围。
习题图19 习题图20
第五章 表面粗糙度
第六章 光滑工件尺寸的检测
6．加工习题图2la、b所示的轴、孔，实测数据如下： ①轴直径Φ9.99mm； ②轴的轴线直线度误差Φ0.012mm； ③孔径Φ10.01mm； ④孔的轴线直线度误差Φ0.012mm。试分别确定该孔、轴是否合格？
习题图8
5．习题图9所示零件的技术要求是： （1）2－Φd轴线对其公共轴线的同轴度公差为Φ0.02mm； （2）ΦD轴线对2－Φd公共轴线的垂直度公差为100 : 0.02； （3）ΦD轴线对2－Φd公共轴线的偏离量不大于±10μm。试用几何公 差代号标出这些要求。
习题图9
6．习题图10所示零件的技术要求是： （1）法兰盘端面A对Φ18H8孔的轴线的垂直度公差为0.015mm； （2）Φ35mm圆周上均匀分布的4-Φ8H8孔，要求以Φ18H8孔的轴线 和法兰盘端面A为基准能互换装配，位置度公差为 Φ0.05 mm； （3）4-Φ8H8四孔组中，有一个孔的轴线与Φ4H8孔的轴线应在同一 平面内，它的偏离量不得大于±10μm。试用几何公差代号标出这些技 术要求。
第三章 测量技术基础
1．试从83块一套的量块中，同时组合下列尺寸（单位为mm）： 29.875，48.98，40.79，10.56。
2．仪器读数在20mm处的示值误差为+0.002mm，当用它测量工件时， 读数正好为20mm，问工件的实际尺寸是多少？
3．用名义尺寸为20mm的量块调整机械比较仪零位后测量一塞规的 尺寸，指示表的读数为+0.006mm。若量块的实际尺寸为19.9995mm，不 计仪器的示值误差，试确定该仪器的调零误差（系统误差）和修正值，并 求该塞规的实际尺寸。
互换性与测量技术课程标准
《互换性与测量技术》课程标准一、课程性质与任务换性与测量技术基础课程是机械类和近机类各专业必修的一门重要的技术基础课, 它包含几何量公差与误差检测两大方面的内容，把标准化和计量学两个领域的有关部分有机地结合在一起，与机械设计、机械制造、质量控制等多方面密切相关，是机械工程技术人员和管理人员必备的基本知识技能。
因此它不仅要求学生预先学完机械制图、金属材料等先修课程, 而且要求学生研究如何通过规定公差合理解决机器使用要求与制造要求之间的矛盾及如何运用测量技术手段保证国家公差标准的贯彻实施。
以便为顺利地过渡到专业课程的学习及进行专业产品与设备的设计打下初步的基础, 故它在培养学生的机械综合设计能力和创新能力所需的知识结构中, 占有十分重要的地位。
本课程不仅负有培养机械类高级工程技术人才的机械技术工作能力和开发创新能力的任务, 并为学生学习相关技术基础课程和专业课程起到承上启下的桥梁作用, 而且为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础。
二、课程教学目标（一）知识教学目标通过本课程的学习，使学生掌握正确地处理本课程的基本知识和正确使用各种国家标准之间的关系；正确地处理设计与制造、公差与误差之间的关系；掌握常用量具的正确使用方法，培养学生独立设计选择零件精度及选择零件精度检测方法和仪器的综合运用能力。
为专业知识的学习打下良好的基础。
（二）能力培养目标1、具有与本课程有关的识图、标注、执行国家标准、使用技术资料的能力；2、正确选用现场计量器具检测产品的基本技能及分析零件质量的初步能力；3、具有设计光滑极限量规的能力。
（三）思想教育目标1、树立正确的世界观和人生观，具有较好的道德修养和身心素质，具有一定的团结协作能力；2、具有创新意识和创业精神，具有良好的职业道德和敬业精神；3、培养严谨的学风和科学的求知精神。
三、教学内容结构（一）课程主要内容说明本课程主要内容包括个单元；绪论部分（3时）第1章、光滑圆柱体的公差与配合（10课时）1第2章、测量技术基础（14课时）第3章、形状和位置公差及测量（18课时）第4章、表面粗糙度及测量（5课时）第5章、光滑极限量规（4课时）第6章、圆锥的公差及测量（3课时）第7章、螺纹的公差配合与测量（5课时）第8章、平键和花键的公差配合及测量（4课时）第9章、圆柱齿轮传动的公差及测量（8课时）第10章、尺寸链（6课时）（二）课程组织安排说明这门课程的整个教学过程中，除必需注意基本概念、基本理论、基础知识和基本技能的传授外，要能恰当运用现代教学技术、方法与手段，在教学过程中尝试教学互动，以课堂讨论等多种形式教学，让学生参与其中，调动学生学习的兴趣，提高学习效率。
圆锥的公差与配合
互换性与测量技术基础
第二节 圆锥的公差及其应用
3．圆锥的形状公差TF
指素线直线度公差、圆度公差等。一般情况下，圆 锥的形状公差不单独给出，而是由对应的两极限圆锥 公差带限制。当对形状精度要求较高时，应单独给出 相应的形状公差，其数值从GB/T 1184—1996《形状 和位置公差 未注公差值》中选取，但应不大于圆锥直 径公差的一半。
设计时，公称直径一般选Di或de。
互换性与测量技术基础
第一节 圆锥与圆锥配合
（4）圆锥长度(L)指圆锥最大直径与最小直径所在截面之
间的轴向距离。
内圆锥的长度Li
外圆锥的长度Le
（5）圆锥配合长度(H)指内、外圆锥配合面间的轴向距离。
互换性与测量技术基础
第一节 圆锥与圆锥配合
（6）锥度(C) 指圆锥的最大直径与最小直径之差与圆锥
互换性与测量技术基础
互换性与测量技术基础
第二节 圆锥的公差及其应用
4．给定截面圆锥直径公差TDS
一般不规定给定截面圆锥直径公差，只有对圆 锥工件有特殊要求时，才规定此项公差，但还必
须同时规定圆锥角公差AT，二者的关系如上图。 给定截面圆锥直径公差TDS不能控制圆锥角误差 ΔAT，两者相互无关，应分别满足要求。
长度之比。
C=(D－d)/L
锥度C与圆锥角α的关系
1 C=2tan(α/2) =1∶2 cot(α/2)
GB/T l57—2001规定了一般用途和特殊用途的圆锥的锥 度与圆锥角系列，见表6-1、表6-2。
互换性与测量技术基础
第一节 圆锥与圆锥配合
（7）基面距(a) 指相互结合的内、外圆锥基面间的距离。
互换性与测量技术基础
圆锥的公差与配合及检测
• 圆锥的公差与配合概述 • 圆锥的公差 • 圆锥的配合 • 圆锥的检测 • 圆锥的公差与配合的应用 • 圆锥的公差与配合的未来发展
01
圆锥的公差与配合概述
圆锥公差与配合的定义
圆锥公差
圆锥的尺寸、几何参数允许的变 动范围或容许误差。
圆锥配合
圆锥之间或圆锥与其他元件之间 的装配关系，包括间隙、过盈等 。
02
在测量时，需注意选择合适的 测量位置，一般选择在圆锥的 轴线上进行测量，以获取更准 确的测量结果。
03
圆锥表面粗糙度的公差范围需 要根据实际需求和标准进行确 定，以确保圆锥的配合精度和 使用性能。
圆锥形状误差检测
圆锥形状误差检测是衡量圆锥形状精度的关键 环节，通常采用比较测量法或光干涉法进行测 量。
02
圆锥的公差
圆锥直径公差
圆锥直径公差是指圆锥直径的实际值与基本尺寸之间的 允许变动量。
根据不同的精度等级，直径公差可分为IT0至IT18共20 个等级，其中IT表示国际公差。
公差的大小取决于圆锥的精度等级和加工方法，用于保 证圆锥的尺寸精度和互换性。
圆锥直径公差通常用字母F表示，并标注在圆锥直径尺 寸后面。
圆锥角度检测
圆锥角度检测是衡量圆锥形状的重要参数，通常采用角度测量仪进行测量。
在测量时，需注意圆锥角度的测量位置，一般选择在圆锥的轴线上进行测 量，以获取更准确的测量结果。
圆锥角度的公差范围也需要根据实际需求和标准进行确定，以确保圆锥的 配合精度。
圆锥表面粗糙度检测
01
圆锥表面粗糙度检测是衡量圆 锥表面质量的重要参数，通常 采用表面粗糙度测量仪进行测 量。
在机械制造中，圆锥的公差与配合是保证机械设备 运转精度、稳定性和寿命的重要因素。
圆锥配合的互换性全解PPT学习教案
（4） 结构复杂，影响互换性的参数比较多，加工和 检验都比较困难，不适合于孔轴轴向相对位置要求 较高的场合。
第1页/共28页
圆锥配合类型
根据内、外圆锥相对轴向位置不同，可以获得间隙配 合、过渡配合或过盈配合
间隙配合 间隙量的大小可以调整，零件易拆卸。
如车床主轴圆锥轴颈与圆锥滑动轴承的配合
其中AT1级精度最高，AT12级精度最低
， AT4 ～ AT9 级 圆 锥 角 公 差 数 值 见 表 7-4
。 圆 锥 角 公 差 AT ， 可 用 角 度 值 ATα 或 线
性值ATD给定。ATα与ATD的换算关系为
：
3
ATD = ATα×L×10 式中AT D的单位为µm；ATα的单位为
微弧度（μrad）；L的单位为mm
第11页/共28页
第二节 圆锥配合公差及其选用
一、 圆锥公差项目和公差值
《圆锥公差》（GB/T11334—2005） 规定了四项圆锥公差项目:
第12页/共28页
圆锥公差项 目及代号
圆锥公差项目
定义
公差值及有关规定
（1）圆锥直 径 公 差 TD 及 圆锥直径公 差区
TD是圆锥直径的 允许变动量。它 等于两个极限圆 锥直径之差，并 适用于圆锥的全 长。可表示为
一. 圆锥配合的基本参数
1）圆锥角(α )
在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角称为圆锥角
圆锥表面
外圆锥
内圆锥
第3页/共28页
2）圆锥素线角（α/2）
圆锥素线与其轴线的夹角，等于圆锥角的一半
3）圆锥直径(D，d， d x )
圆锥在垂直于轴线截面上的直径。常用的圆锥直径有： 最大圆锥直径D，最小圆锥直径d 和给定截面上的圆锥直 径d 。
圆锥的极限与配合及角度与锥度检测.ppt
第6章 圆锥的极限与配合及角度与锥度检测
第6章 圆锥的极限与配合及角度与 锥度的检测
6.1 概述 6.2 圆锥几何参数偏差对圆锥互换性的影响 6.3 圆锥公差 6.4 锥度与锥角的测量
内浮动。
φ50
a)
图6-16 给定圆锥角标注示例 b)
a)
上一页
图6-17 给定锥度标注示例
下一页
b)
返回本章首页
第6章 圆锥的极限与配合及角度与锥度检测
假设基面距在大端，为了便于分析，内、外圆锥角均无偏差，
仅圆锥直径存在偏差。如图6-8所示，内圆锥直径偏差△Di为正， 外圆锥直径偏差△De为负，则基面距将减少。即基面距偏差 △1Ea为负值，得：
1Ea
( Di 2
De 2
) / tan(
/ 2)
1 C
(De
Di
)
-0+ De /2 Di /2
式中： △1Ea ——由直径偏差引起的基面距偏差； C ——基本圆锥的锥度； △Di 、△De——分别为内、外圆锥直径偏差。 计算△1Ea 时应注意△Di 、△De 的正负号。
圆锥表面最大界限
Dmin
Dmax
D±0.05
30°
30° 30°
圆锥表面最小界限
0.05
图6-14 圆锥公差标注方法1
上一页
下一页
返回本章首页
第6章 圆锥的极限与配合及角度与锥度检测
同时给出圆锥直径公差和锥角公差时，其标注见图615，此时圆锥直径公差仅适用于图样上标注的那个横截 面，而其他横截面的公差带宽度还应满足圆锥角公差的 要求。此种标注方法适用于对给定截面有较高精度要求 的内、外锥体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2E a
α e 2 α
2
i
α i 2 α
2
e
上式为基面距变动量的一般关系式。 若已确定了两个参数的公差，利用 上式可求另一参数的公差。 αi、αe均以（′）为单位。
α 2
a)
b)
图6-9 圆锥斜角偏差对基面距的影响
上一页
下一页
返回本章首页
Lp
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.2.3 圆锥的形状误差对圆锥配合的影响
下一页 返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.1.1 圆锥配合的特点
在机械行业中圆锥配合是机械设备常用的典型结构， 圆锥配合的特点是：可自动定心，对中性良好，而且装 拆简便，配合间隙或过盈的大小可以自由调整，能利用 自锁性来传递扭矩以及良好的密封性等优点。但是，圆 锥配合在结构上比较复杂，其加工和检测较困难。 国家于2001年颁布了GB／T 157—2001《圆锥的锥度 与锥角系列》、GB／T 11334—2005《圆锥公差》、GB ／T12360—2005《圆锥配合》等标准。锥度与锥角的标 准化，对保证圆锥配合的互换性具有重要意义。
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
特殊用途圆锥的锥度与锥角（摘自GB/T 157-2001） 表6-2 特殊用途圆锥的锥度与锥角
上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.3.2
圆锥公差
圆锥公差包括圆锥直径公差TD、圆锥角公差AT和圆锥形状公差TF三个方面。 圆锥公差包括圆锥直径公差TD、圆锥角公差AT和圆锥形状公差TF三个方面。 TD AT和圆锥形状公差TF三个方面 1．圆锥直径公差TD 圆锥直径公差TD 圆锥直径公差是指圆锥实际直径允许的变动量， TD表示， 圆锥直径公差是指圆锥实际直径允许的变动量，用TD表示，它适用于圆锥全 表示 长上。圆锥直径公差带是在圆锥的轴剖面内，两锥极限圆所限定的区域，见图6 长上。圆锥直径公差带是在圆锥的轴剖面内，两锥极限圆所限定的区域，见图610。一般以最大圆锥直径为基础。 10。一般以最大圆锥直径为基础。
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.2.2 圆锥角偏差对基面距的影响
假设以内锥大端直径为基本直径，内、外锥大端直径均无误差，仅斜角有误差。 1.当外锥角αe＞内锥角 αi时，如图6-9a所示，则内、外锥在大端接触，基面距的变化可 忽略不计。但是因接触面积小，易磨损；可能使内、外锥相对倾斜。 2.当外锥角αe ＜内锥角 αi 时，如图6-9b所示，则内、外锥将在小端接触，由半角偏差所 引起的基面距变动量为△2Ea 。 对常用工具锥，圆锥角很小， C = sin a ≈ 2 tan(α / 2) 则
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
第6章
6.1 6.2 6.3 6.4
圆锥结合的互换性及其检测
概述
圆锥几何参数偏差对圆锥互换性的影响 圆锥公差 锥度与锥角的测量
开 始 上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.1 概述 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5
上一页
圆锥配合的特点 圆锥配合的基本参数 圆锥配合的形成方法 圆锥配合的种类 圆锥配合的使用要求
图6-10 圆锥直径公差带
上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
2.圆锥角公差AT(ATD、 2.圆锥角公差AT(ATD、ATα) 圆锥角公差AT(ATD 圆锥角公差是指圆锥角的允许变动量。 圆锥角公差是指圆锥角的允许变动量。圆锥角公差带是两个极限 圆锥角所限定的区域，如图6 11所示 锥角公差共分12个公差等级， 所示。 12个公差等级 圆锥角所限定的区域，如图6-11所示。锥角公差共分12个公差等级， ATl～ATl2表示 其中ATl最高，ATl2最低 例如AT6表示6 表示， ATl最高 最低， AT6表示 用ATl～ATl2表示，其中ATl最高，ATl2最低，例如AT6表示6级圆锥角 公差。各公差等级的圆锥角公差见表6 所示。 公差。各公差等级的圆锥角公差见表6-3所示。
a
终止 位置
Ea
实际初始位置
实际初始位置 装配力
终止 位置
B
A
A
B
图6-6 由轴向位移形成圆锥间隙配合
图6-7 由施加装配力形成圆锥过盈配合
上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.1.4
圆锥配合的种类
1.间隙配合 1.间隙配合 这类配合具有间隙，而且在装配和使用过程中间隙大小可以调整。 这类配合具有间隙，而且在装配和使用过程中间隙大小可以调整。常用于有 相对运动的机构中。如某些车床主轴的圆锥轴颈与圆锥滑动轴承衬套的配合。 相对运动的机构中。如某些车床主轴的圆锥轴颈与圆锥滑动轴承衬套的配合。 2.过盈配合 2.过盈配合 这类配合具有过盈，自锁性好，产生较大的摩擦力来传递转矩，折装方便。 这类配合具有过盈，自锁性好，产生较大的摩擦力来传递转矩，折装方便。 例如钻头(或铰刀)的圆锥柄与机床主轴圆锥孔的配合、 例如钻头(或铰刀)的圆锥柄与机床主轴圆锥孔的配合、圆锥形摩擦离合器中 的配合等。 的配合等。 3.过渡配合 3.过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合称为，其中要求内、外圆锥紧密接触， 可能具有间隙或过盈的配合称为，其中要求内、外圆锥紧密接触，间隙为零 或稍有过盈的配合称为紧密配合，它用于对中定心或密封， 或稍有过盈的配合称为紧密配合，它用于对中定心或密封，可以防止漏液漏 如锥形旋塞、发动机中的气阀与阀座的配合等。为了保证良好的密封性， 气。如锥形旋塞、发动机中的气阀与阀座的配合等。为了保证良好的密封性， 通常将内、外锥面成对研磨，所以这类配合的零件没有互换性。 通常将内、外锥面成对研磨，所以这类配合的零件没有互换性。
圆锥的形状误差主要指圆锥素线的直线度和圆锥 的圆度误差。 的圆度误差。圆锥的形状误差主要影响圆锥结合面的 接触精度，而对基面距的影响很小。 接触精度，而对基面距的影响很小。 综上所述，对上述圆锥几何参数都必须规定公差， 综上所述，对上述圆锥几何参数都必须规定公差， 以限止其误差对其配合性能的影响， 以限止其误差对其配合性能的影响，从而满足配合的 需要。 需要。
上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.3 圆锥公差
6.3.1 锥度与锥角系列（GB/T 157-2001）
6.3.2 圆锥公差
上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.3.1 锥度与锥角系列（GB/T 157-2001）
圆锥标准包括锥度和锥角系列、圆锥公差与配合、圆锥尺寸和公差标 准、圆锥的检验等。 为了便于生产和控制圆锥，在设计时, 应选用标准锥度或标准圆锥角。 一般用途圆锥的锥度与锥角系列见表6-1，表中给出了圆锥角或锥度的推 算值，优先选用第一系列。 特殊用途圆锥的锥度与锥角系列见表6-2。它仅适用于某些特殊行业， 在机床、工具制造中，广泛使用莫氏锥度。常用的莫氏锥度共有7种， 从0号至6号，使用时只有相同号的莫氏内、外锥才能配合。
∆ 2 E a = 0.0006 Lp (α i / 2 − α e / 2) / C
实际上，圆锥直径偏差和斜角偏差同时存在，当αi ＞αe 和圆锥角较小时，基面距的 最大可能变动量为
1 α α ∆Ea = ∆1Ea + ∆2 Ea = [(∆De − ∆Di ) + 0.0006 Lp ( i − e )] C 2 2
L
锥度C与圆锥角α的关系为
C = 2 tan
α
1 α = 1 : cot 2 2 2
d
x
锥度一般用比例或分式表示， 例如，C＝1：20或1／20 来表示。
图6-2 圆锥的几何参数
上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
8）基面距：相互配合的内、外圆锥基准平面之间的距离，用Ea表示。如图6-3所 示。基面距用来确定内、外圆锥的轴向相对位置。
Ea Ea 内锥体基面 de Di
外锥体基面 外锥体基面 内锥体基面
图6-3 圆锥结合的基面距
上一页
下一页
返回本章首页
第6章
圆锥结合的互换性及其检测
6.1.3
圆锥配合的形成方法
调整内、外圆锥轴向的相对位置，可得到不同的配合性质。 1.结构型圆锥配合的形成方法 1）由内、外圆锥的结构确定装配的最终位置而形成配合。图6-4为由 轴肩接触得到间隙配合。 2）由内、外圆锥基面之间的尺寸确定装配后的最终位置而形成的配合。 图6-5为由结构尺寸Ea(基面距)得到过盈配合。
∆1 Ea = −(
- 0 +
De /2 Di /2
式中： △1Ea ——由直径偏差引起的基面距偏差； C ——基本圆锥的锥度； △Di 、△De——分别为内、外圆锥直径偏差。 计算△1Ea 时应注意△Di 、△De 的正负号。
α /2
图6-8 圆锥直径误差对基面距的影响
上一页
下一页
返回本章首页
1
Ea
3.圆锥直径：圆锥在垂直于其轴线的截面上的直径。常用的圆锥直径有：最大圆锥直径 D，内、外圆锥的最大直径分别用Di、De；最小圆锥直径d，内、外圆锥的 最小直径分别用di、de；给定截面上的圆锥直径Dx（dx）（见图6-2）。 4.圆锥长度：最大圆锥直径截面与最小圆锥直径截面之间的轴向距离。内、外圆锥长度 分别为Li和Le（见图6-2）。 5.圆锥的结合长度Lp：内、外圆锥结合部分的轴向距离。 6.圆锥角(锥角)α：在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角（见图6-2）。 圆锥素线角α/2：圆锥素线与轴线间的夹角，并且等于圆锥角的一半。 7.锥度C：两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径D和d之差与其两截面间的轴向距离L之比 D−d (见图6-2)，即 C=