第10章 圆锥的公差与检测
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第10章 圆锥的公差与检测
10.1 概述
• 本章讲述4学时： • 10.1.1 圆锥配合的特点及种类 • 1.圆锥配合的特点 • （1）在轴向力的作用下，内、外圆锥相配时能自
动对准中心，保证内、外圆锥轴线具有较高的同轴 度，且装拆方便。 • （2）内、外圆锥配合间隙或过盈大小可通过其轴 向相对移动来调整。 • （3）内、外圆锥表面的配对研磨，使圆锥配合具 有良好的自锁性和密封性。 • （4）圆锥配合可利用较小的过盈量传递较大的扭 矩
• 锥度常用比例或分数表示，如C=1:20或C=1/20。
10-1圆锥配合的基本参数
• 6.基面距
• 相互配合的内、外圆锥基准平面之间的距离，用符号α 表示。如图所示。
• 7.圆锥配合长度
• 内、外圆锥面的轴向距离，用 符号H表示。
• 8.轴向位移
• 相互配合的内、外圆锥，从实 际初始位置到终止位置移动的 距离，用符号Ea表示，如图所 示。
径Di、De，内、外圆锥的最小直径di、de，任意给定截面圆 锥直径dχ（距端面有一定距离）。设计时，一般选用内圆锥 的最大直径或外圆锥的最小直径作为基本直径。
• 4.圆锥长度
• 圆锥的最大直径与最小直径之间的轴向距离。内、外圆锥长 度分别用Li、Le表示。
• 5.锥度
• 圆锥最大直径与最小直径之差与圆锥长度之比，用符号C表 示。即C=（D-d）/L=2tan
• 4.由内、外圆锥实际初始位置Pa开始，施加一定装配力产 生轴向位移而形成的配合
10.2.2圆锥配合的基本要求
• 1.根据使用要求圆锥配合应有适当的间隙或过盈 • 间隙或过盈是在垂直于圆锥表面方向起作用，应按垂直
于圆锥轴线方向给定并测量，但对于锥度小于或等于1:3 的圆锥，两个方向的数值差异很小，可忽略不计。 • 2.圆锥配合的表面接触要均匀 • 表面接触不均匀，则影响圆锥结合的紧密性和配合性。 影响圆锥配合表面接触均匀性的因素有锥角误差和形状 误差。为此应控制内、外锥角偏差和形状误差。
• （3）过渡配合（紧密配合）
• 配合很紧密，间隙为零或有略小过盈。主要用于对中定心或 密封的场合，如锥形旋塞、发动机中的气阀与底座的配合等 。为使配合的圆锥面有良好的密封性，通常内、外圆锥面要 成对研磨，故这类配合一般没有互换性。
10.1.2圆锥配合的基本参数
• 1.圆锥角 • 在通过圆锥轴线的截面内，两条素线之间的夹角，用 表示。 • 2.圆锥素线角 • 是指圆锥素线与其轴线间的夹角，它等于圆锥角的一半。 • 3.圆锥直径 • 与圆锥轴线垂直的截面内圆的直径。有内、外圆锥的最大直
2.圆锥配合的种类
• 圆锥配合是指基本尺寸（圆锥直径、圆锥角或锥度）相同的 内、外圆锥直径之间，由于结合不同所形成的相互关系。根 据内、外圆锥直径之间结合的不同，圆锥配合分为三类：
• （1）间隙配合 • 配合具有间隙，在装配和使用过程中间隙大小可调整。主要
用于相对运动的圆锥体配合，如车床主轴的圆锥轴颈与圆锥 轴承衬套的配合。 • （2）过盈配合 • 配合具有过盈，过盈量可调整。借助于相互配合的圆锥面间 的自锁，可产生较大的摩擦力来传递转矩。如铣床主轴锥孔 与铣刀锥柄的配合。
10.1.3锥度与锥角系列
• 为了尽可能减少加工圆Biblioteka Baidu工件所用的专用刀具和 量具的品种规格，满足生产需要，国家标准 GB/T157-2001规定了机械工程一般用途圆锥的锥 度与锥角系列，见书10-1表。
10.2圆锥的配合
• 10.2.1圆锥配合的形成方法
• 内、外圆锥的相对轴向位置移动， 可调整其配合的间隙或过盈，从而 获得不同的配合性质。根据相互结 合的内、外圆锥轴向位置不同，圆 锥配合的形成方法有四种。
3.圆锥的形状公差TF
• 圆锥的形状公差主要是圆锥素线的直线度公差和圆锥截 面的圆度公差。对要求不高的圆锥形工件，其形状误差 一般用直径公差TD控制；对要求较高的圆锥形工件，应 单独按要求给定形状公差TF，TF的数值从形状和位置公 差国家标准中选取。
4. 给定截面圆锥直径公差TDS
• 给定截面圆锥直径公差TDS 是指在垂直于圆锥轴线的给 定截面内圆锥直径的允许变 动量。它仅适用于该给定截 面的圆锥直径，公差带是在 给定的截面内两同心圆所限 定的区域，如图所示。
10.3.2圆锥公差的选用
• 1.圆锥公差的给出方法
• 一个具体的圆锥形工件，不需要给出上述四项公差要求， 可根据工件使用要求给出公差项目，圆锥公差给出方法有 两种。
• 第一种 给出圆锥的理论正确圆锥角α（或锥度C）和圆锥直 径公差TD
• 圆锥角度误差和圆锥形状误差均应在极限圆锥所限定的区 域内，当对圆锥角公差、圆锥的形状公差有更高要求时， 可再给出圆锥角公差AT、圆锥的形状公差TF。此时，AT和 TF仅占TD的一部分。这种给定圆锥公差的方法通常用于有 配合要求的内、外圆锥。
• 1.圆锥直径公差TD是指圆锥直径允许的变动量。它适用于 圆锥全长，公差带为轴向截面内两个极限圆锥所限定的区 域，即允许的最大极限圆锥直径Dmax(或dmax)与最小极 限圆锥直径Dmin(或dmin)之差，如图所示。
2. 圆锥角公差AT
• 圆锥角公差AT是指圆锥允 许的变动量，以弧度或角 度为单位是用ATα表示； 以长度为单位时用ATD表 示。公差带为在圆锥轴向 截面内，最大和最小极限 圆锥角所限定的区域，如 图所示。
• 1.由内、外圆锥的结构确定装配的 最终位置而形成的配合
• 这种方式可得到间隙配合、过度配 合和过盈配合。如图所示为轴肩接 触得到间隙配合的示例。
2.由内、外圆锥基准平面之间的尺寸确定装配的最终位置而 形成的配合
• 3.由内、外圆锥实际初始位 置Pa开始，作一定的相对 轴向位移Ea而形成的配合
• 3.有些圆锥配合要求实际基面距在规定范围内变动
• 当内、外圆锥长度一定时，基面距过大，会使配合长度减 小，影响结合的稳定性和传递转矩；若基面距过小，则使 补偿磨损的轴向调节范围减小。影响基面距的主要因素有 内、外圆锥的直径偏差和圆锥角偏差。
10.3圆锥的公差及选用
• 10.3.1圆锥公差
• 国家标准规定圆锥公差有四项：圆锥直径公差TD、圆锥 角公差AT、圆锥的形状公差TF和给定截面圆锥直径公差 TDS1.圆锥直径公差TD
10.1 概述
• 本章讲述4学时： • 10.1.1 圆锥配合的特点及种类 • 1.圆锥配合的特点 • （1）在轴向力的作用下，内、外圆锥相配时能自
动对准中心，保证内、外圆锥轴线具有较高的同轴 度，且装拆方便。 • （2）内、外圆锥配合间隙或过盈大小可通过其轴 向相对移动来调整。 • （3）内、外圆锥表面的配对研磨，使圆锥配合具 有良好的自锁性和密封性。 • （4）圆锥配合可利用较小的过盈量传递较大的扭 矩
• 锥度常用比例或分数表示，如C=1:20或C=1/20。
10-1圆锥配合的基本参数
• 6.基面距
• 相互配合的内、外圆锥基准平面之间的距离，用符号α 表示。如图所示。
• 7.圆锥配合长度
• 内、外圆锥面的轴向距离，用 符号H表示。
• 8.轴向位移
• 相互配合的内、外圆锥，从实 际初始位置到终止位置移动的 距离，用符号Ea表示，如图所 示。
径Di、De，内、外圆锥的最小直径di、de，任意给定截面圆 锥直径dχ（距端面有一定距离）。设计时，一般选用内圆锥 的最大直径或外圆锥的最小直径作为基本直径。
• 4.圆锥长度
• 圆锥的最大直径与最小直径之间的轴向距离。内、外圆锥长 度分别用Li、Le表示。
• 5.锥度
• 圆锥最大直径与最小直径之差与圆锥长度之比，用符号C表 示。即C=（D-d）/L=2tan
• 4.由内、外圆锥实际初始位置Pa开始，施加一定装配力产 生轴向位移而形成的配合
10.2.2圆锥配合的基本要求
• 1.根据使用要求圆锥配合应有适当的间隙或过盈 • 间隙或过盈是在垂直于圆锥表面方向起作用，应按垂直
于圆锥轴线方向给定并测量，但对于锥度小于或等于1:3 的圆锥，两个方向的数值差异很小，可忽略不计。 • 2.圆锥配合的表面接触要均匀 • 表面接触不均匀，则影响圆锥结合的紧密性和配合性。 影响圆锥配合表面接触均匀性的因素有锥角误差和形状 误差。为此应控制内、外锥角偏差和形状误差。
• （3）过渡配合（紧密配合）
• 配合很紧密，间隙为零或有略小过盈。主要用于对中定心或 密封的场合，如锥形旋塞、发动机中的气阀与底座的配合等 。为使配合的圆锥面有良好的密封性，通常内、外圆锥面要 成对研磨，故这类配合一般没有互换性。
10.1.2圆锥配合的基本参数
• 1.圆锥角 • 在通过圆锥轴线的截面内，两条素线之间的夹角，用 表示。 • 2.圆锥素线角 • 是指圆锥素线与其轴线间的夹角，它等于圆锥角的一半。 • 3.圆锥直径 • 与圆锥轴线垂直的截面内圆的直径。有内、外圆锥的最大直
2.圆锥配合的种类
• 圆锥配合是指基本尺寸（圆锥直径、圆锥角或锥度）相同的 内、外圆锥直径之间，由于结合不同所形成的相互关系。根 据内、外圆锥直径之间结合的不同，圆锥配合分为三类：
• （1）间隙配合 • 配合具有间隙，在装配和使用过程中间隙大小可调整。主要
用于相对运动的圆锥体配合，如车床主轴的圆锥轴颈与圆锥 轴承衬套的配合。 • （2）过盈配合 • 配合具有过盈，过盈量可调整。借助于相互配合的圆锥面间 的自锁，可产生较大的摩擦力来传递转矩。如铣床主轴锥孔 与铣刀锥柄的配合。
10.1.3锥度与锥角系列
• 为了尽可能减少加工圆Biblioteka Baidu工件所用的专用刀具和 量具的品种规格，满足生产需要，国家标准 GB/T157-2001规定了机械工程一般用途圆锥的锥 度与锥角系列，见书10-1表。
10.2圆锥的配合
• 10.2.1圆锥配合的形成方法
• 内、外圆锥的相对轴向位置移动， 可调整其配合的间隙或过盈，从而 获得不同的配合性质。根据相互结 合的内、外圆锥轴向位置不同，圆 锥配合的形成方法有四种。
3.圆锥的形状公差TF
• 圆锥的形状公差主要是圆锥素线的直线度公差和圆锥截 面的圆度公差。对要求不高的圆锥形工件，其形状误差 一般用直径公差TD控制；对要求较高的圆锥形工件，应 单独按要求给定形状公差TF，TF的数值从形状和位置公 差国家标准中选取。
4. 给定截面圆锥直径公差TDS
• 给定截面圆锥直径公差TDS 是指在垂直于圆锥轴线的给 定截面内圆锥直径的允许变 动量。它仅适用于该给定截 面的圆锥直径，公差带是在 给定的截面内两同心圆所限 定的区域，如图所示。
10.3.2圆锥公差的选用
• 1.圆锥公差的给出方法
• 一个具体的圆锥形工件，不需要给出上述四项公差要求， 可根据工件使用要求给出公差项目，圆锥公差给出方法有 两种。
• 第一种 给出圆锥的理论正确圆锥角α（或锥度C）和圆锥直 径公差TD
• 圆锥角度误差和圆锥形状误差均应在极限圆锥所限定的区 域内，当对圆锥角公差、圆锥的形状公差有更高要求时， 可再给出圆锥角公差AT、圆锥的形状公差TF。此时，AT和 TF仅占TD的一部分。这种给定圆锥公差的方法通常用于有 配合要求的内、外圆锥。
• 1.圆锥直径公差TD是指圆锥直径允许的变动量。它适用于 圆锥全长，公差带为轴向截面内两个极限圆锥所限定的区 域，即允许的最大极限圆锥直径Dmax(或dmax)与最小极 限圆锥直径Dmin(或dmin)之差，如图所示。
2. 圆锥角公差AT
• 圆锥角公差AT是指圆锥允 许的变动量，以弧度或角 度为单位是用ATα表示； 以长度为单位时用ATD表 示。公差带为在圆锥轴向 截面内，最大和最小极限 圆锥角所限定的区域，如 图所示。
• 1.由内、外圆锥的结构确定装配的 最终位置而形成的配合
• 这种方式可得到间隙配合、过度配 合和过盈配合。如图所示为轴肩接 触得到间隙配合的示例。
2.由内、外圆锥基准平面之间的尺寸确定装配的最终位置而 形成的配合
• 3.由内、外圆锥实际初始位 置Pa开始，作一定的相对 轴向位移Ea而形成的配合
• 3.有些圆锥配合要求实际基面距在规定范围内变动
• 当内、外圆锥长度一定时，基面距过大，会使配合长度减 小，影响结合的稳定性和传递转矩；若基面距过小，则使 补偿磨损的轴向调节范围减小。影响基面距的主要因素有 内、外圆锥的直径偏差和圆锥角偏差。
10.3圆锥的公差及选用
• 10.3.1圆锥公差
• 国家标准规定圆锥公差有四项：圆锥直径公差TD、圆锥 角公差AT、圆锥的形状公差TF和给定截面圆锥直径公差 TDS1.圆锥直径公差TD