公差第8章圆锥和角度的公差与配合

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圆锥公差与配合

圆锥公差与配合圆锥公差与配合圆锥公差是指在机械制造中，为了保证零件的互换性和装配性，对于圆锥面的尺寸、形状和位置等方面所规定的允许偏差范围。

而配合则是指两个或多个零件之间相互连接、定位和传递力矩时所需的间隙或紧固度，它是由零件尺寸和形状以及公差决定的。

一、圆锥公差的种类1.基本偏差：基本偏差是指在设计时规定的，用于确定零件尺寸上限和下限之间的中间值。

基本偏差分为上偏差、下偏差和零偏差。

2.公差带：公差带是指在制造中允许使用的最大值与最小值之间的范围。

3.等级：等级是根据精度要求不同而规定的一组基本公差系统。

常见等级有IT、JT、CT等。

二、圆锥配合类型1.过盈配合：过盈配合是指两个零件之间，一个零件直接套入另一个零件内部时所产生的紧固状态。

该配合类型适用于要求高精度、高刚度和高载荷的场合。

2.间隙配合：间隙配合是指两个零件之间，一个零件放入另一个零件的内部时所产生的间隙状态。

该配合类型适用于要求轻便、低噪音和低摩擦力的场合。

3.过渡配合：过渡配合是指两个零件之间，一个零件直接套入另一个零件内部时所产生的既有过盈又有一定间隙状态。

该配合类型适用于要求精度不高、轻便、低噪音和低摩擦力的场合。

三、圆锥公差与配合选择1.在设计制造时，应根据使用条件和工作要求选择适当的公差等级和公差带。

2.在确定圆锥公差时，应根据实际情况考虑基本偏差、公差带和等级等因素，并结合实际情况进行综合分析。

3.在选择圆锥配合时，应根据工作条件确定过盈量或间隙量，并结合实际情况进行综合分析。

四、圆锥公差与配合注意事项1.在制造时应注意加工精度和表面质量，以保证公差和配合的精度和稳定性。

2.在装配时应注意零件的相对位置和方向，以保证配合的正确性和稳定性。

3.在使用过程中应注意维护和保养，及时检查公差和配合状态，并进行必要的调整和更换。

总之，圆锥公差与配合是机械制造中重要的技术参数，它直接影响着零件的互换性、装配性、精度和稳定性等方面。

圆锥的公差与配合及检测

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。

第8章螺纹、键、花键、圆锥结合的公差配合及检测

28
内螺纹公差带
29
外螺纹公差带
30

螺纹公差带
螺纹公差带是由公差等级和基本偏差组成。螺纹公差带代号由表示公差等级的数字和基本偏差的字母代号组成。例如 6H,5g等。
31
32
33
2、螺纹公差带的选用

在生产中为了减少刀具、量具的规格种类，国家标准中规定了既能满足当前需要，而数量又有限的常用公差带，同时还规定了优先、其次和尽可能不用的选用顺次。除有特殊需要外，一般不应选择标准规定以外的公差带。
的假想圆柱或圆锥的直径。相结合的内、外螺纹的大径基本尺寸相等，即D =d 。

内螺纹的大径 D 又称“底径” , 外螺纹的大径d又称“顶径”。普通螺纹的螺纹公称直径尺寸即为大径尺寸。
7

２.小径(D1，d1)

小径是指与内螺纹牙顶或外螺纹牙底
相切的假想圆柱或圆锥的直径。相结合的内、外螺纹的小径基本尺寸相等, 即D１=d1。
d2s d2 LMS d2 min D2s D2 LMS D2 max
内螺纹：D2m D2MMS D2 min
25
三、普通螺纹的公差、配合及其选用 1、普通螺纹的公差带
普通螺纹国家标准GB/T 197-2003规定了螺纹大、中、小径公差带。

公差等级公差带的大小由公差值确定，并按公差值的大小分为若干等级。国标规定的螺纹公差等级见教材 P132 表 8-1 。其中 3 级公差值最小，准确度最高；9级公差值最大，准确度最低。

内螺纹的小径D1又称"顶径",外螺纹的小径d1又称"底径"。
8
３.中径(D２，d２)

《互换性与技术测量》教学大纲及教案

《互换性与技术测量》课程教学大纲课程名称：互换性与技术测量课程代码：14627 学时：42学时适用专业：机械设计制造及其自动化，车辆工程，热能工程，农业机械，材料成型及控制工程，机械电子工程，测控技术及仪器等专业。

参考教材：《互换性与技术测量》，韩进宏编著，机械工业出版社。

一、课程性质、目标本课程是一门机械通用工种具有实践的技术基础课，属工程技术基础课的性质，应用性极强，以理论课或设计课为基础，应用几何量公差设计知识和检测知识，为专业课或工艺课进行设计，特别是保证零件（或部件）的工作功能进行几何方面的精度设计，给出合理的公差范围，使误差被较好地控制在合理的区间内，是机械零部件功能实现和工作寿命的保障和措施的体现。

课程目标就是：为在培养应用型高级工程技术人才的过程中，提供机械零部件几何精度设计理论和方法，并让学生熟悉相关国家标准及典型几何量测量技术。

二、课程的重点、难点及解决办法1．几何量测量基础一章是测量技术方面的重点内容，难点是涉及计量学范畴宽广，学生不易理解，解决办法是对常用仪器或量具规范分类，明确测量方法属性和常用计量技术指标的含义。

2．形位公差与尺寸公差之间关系（公差原则）为基础部分的重点与难点并存的内容，教师不易讲清，学生更难学懂，也是本课程中间时段的关键环节，处理不好的话，会影响学生对后面特殊用途零件精度问题的理解，特别是量规、齿轮等类型的精度问题，解决方法是，采取分析过程条理化（将大难点化为若干小难点）、应用特征明显化（不同公差原则有显著不同地方，但相互之间又有联系）、讲解概念准确清楚化（各个小难点被击破），实质要点就被抓住了。

3．齿轮精度标准是本课程最难理解的难点问题，又是课程近尾声处的重点内容，机械中用齿轮的地方实在太多了，不懂怎么行呢？解决办法是追溯齿轮渐开线的形成原理，齿轮加工过程的影响因素，然后针对标准规定项目深入浅出地讲解，引领学生学会对复杂问题进行分解处理，以不屈不挠的精神认真地对待每项指标的含义，概念清楚为最好是学习这一部分内容的根本所在，再配以多媒体图片的讲解方法，使问题清晰明了。

圆锥配合参数

圆锥配合参数
圆锥配合是一种机械工程中常见的配合形式，适用于连接两个部件，其中一个部件上有圆锥孔，另一个部件上有与之匹配的圆锥柱或锥形销。

这种配合常用于机械传动、连接和定位装配等方面。

圆锥配合的参数通常包括：
1.圆锥角度（锥度）：圆锥孔和圆锥柱之间的夹角，常用度数表示，如30
度、45度等。

2.大端直径和小端直径：圆锥孔的两端直径差异，圆锥柱的大端直径和小
端直径。

3.配合长度：圆锥孔和圆锥柱或锥形销的接触长度，影响配合的稳定性和
承载能力。

4.公差等级：用于描述配合尺寸的精度等级，包括最大材料条件和最小材
料条件。

5.表面粗糙度：圆锥孔和圆锥柱的表面粗糙度对于配合的质量和性能有一
定影响。

6.安装方式和装配方式：圆锥配合通常需要特定的安装和装配方法，确保
部件之间的正确连接和位置。

圆锥配合的参数是根据实际工程需要和使用要求而确定的，具体参数会根据不同的设计要求和应用场景而有所不同。

在设计和应用过程中，需要考虑到承载能力、传递力矩、耐磨损性、安装方式等因素，选择合适的配合参数以满足实际使用要求。

第八章圆锥配合

8.4 圆锥尺寸及公差标注
8.4.1 圆锥的尺寸标法
1．尺寸标注
（a）
（b）
（c）
图9-11 圆锥的尺寸标注
（d）
2．锥度标注
圆锥的锥度标注方法如图8-12所示。当标注的锥度是标准圆锥系列之一（尤其是莫氏锥度或米制锥度）时，可采用标准系列号和相应的标记表示，如图8-12（d）所示。
（a）
（b）
（c）
图8-12 圆锥的锥度标注
（d）
8.4.2 圆锥的公差标注
① 给定圆锥角的圆锥公差注法如图8-13所示。 ② 给定锥度的圆锥公差注法如图8-14所示。 ③ 给定圆锥轴向位置的圆锥公差注法如图8-15所示。
图8-13
图8-14
图8-15
④ 给定圆锥轴向位置公差的圆锥公差注法如图8-16所示。 ⑤ 与基准线有关的圆锥公差注法（同时确定同轴关系）如图 8-17所示。
内、外圆锥装配时的实际初始位置Pa开始，施加一定的装配力FS 产生轴向位移Ea达到终止位置Pf，以获得指定的过盈配合
（a）
（b）
图9-10 位移型圆锥配合
8.3.2 圆锥配合的选用
GB/T 12360—2005规定的圆锥配合，其内、外圆锥通常都按第一种方法给定公差，即给出圆锥的公称圆锥角α（或锥度C）和圆锥直径公差TD 。
（3）圆锥长度L
圆锥长度L是指最大圆锥直径截面与最小圆锥直径截面之间的轴向距离，如图9-2所示。
（4）锥度C 锥度C是指最大圆锥直径D和最小圆锥直径d之差与圆锥长度L的比值，如图8-2所示，其计算公式为：
C Dd L
锥度与圆锥角的关系为： C 2 tan 1: 1 cot
互换性与测量技术

公差配合与技术测量(第3版)

圆锥的公差配合及检测全解

第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
概述
▪ 锥度在机器结构中应用广泛。圆锥配合是各种机械常用的联结和配合型式。
▪ 圆锥结合具有较高的同轴度、配合自锁性好、密封性好、间隙和过盈可以调整、能传递一定扭矩、传动副简单可靠、装拆方便等优点。
▪ 锥度公差的标准化，是提高产品质量，保证零、部件的互换性不可缺少的环节。
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
8.1 锥度与锥角
8.1.1 常用术语及定义
▪ 1.圆锥表面：与轴线成一定角度，且一端相交与轴线的一根直线(母线)，围绕着该轴线旋转形成的表面。
▪ 2.圆锥：由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。外
圆锥是外表面为圆锥表面的几何体；内圆锥是内表面为圆锥表面的几何体。
▪ 3.圆锥角：在通过圆锥轴线的截面内两条素线间的夹角称为圆锥角。圆锥角的代号来自母线 /2轴线
为，斜角（圆锥角之半）
的代号为/2。
圆锥表面
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
8.1 锥度与锥角
8.1.1 常用术语及定义
▪ 4.圆锥直径：圆锥在垂直于轴线截面上的直径。常用圆锥直径有：最大圆锥直径D、最小圆锥直径d和给定截面圆锥直径dx。
一般用途圆锥的锥度与锥角（摘自GB/T 157-2001）
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
锥度与锥角系列：
一般用途圆锥的锥度与锥角(续)（摘自GB/T 157-2001）
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
锥度与锥角的应用：
标记 120º 90º 75º 60º 45º 30º 13 15 17
学习指导
本章学习的目的是掌握圆锥结合的特点、基本功能要求和配合的形成方法，为合理选用圆锥的公差与配合，进行圆锥尺寸精度设计打下基础。学习要求是掌握圆锥结合的特点及锥度与锥角、圆锥公差中的术语定义；掌握圆锥公差项目及给定方法；掌握圆锥配合的形成方法以及结构型圆锥配合的确定方法。了解位移型圆锥配合的确定方法。

第8章圆锥的公差配合及检测

▪ 3.圆锥直径公差TD：圆锥直径的允许变动量。其数值等于允许的上极限圆锥直径与下极限圆锥直径之差： TD = Dmax – Dmin = dmax – dmin
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
8.2 圆锥公差
8.2.1 圆锥公差的术语及定义
▪ 4.圆锥直径公差区（带）：两个极限圆锥所限定的区域。
其公差区是由两个极限圆锥所限定的区域，如下页图所示
TD的公差等级和数值及以公差带的代号以公称圆锥直径（一般取最大圆锥直径D）为公称尺寸按圆柱公差 GB/T1800.3—1998《极限与配合》标准规定选取。
对于有配合要求的圆锥，其内、外圆锥直径公差区位置，按GB12360— 1990《圆锥配合》中有关规定选取对于无配合要求的圆锥，其内、外圆锥直径公差带位置，建议选用基本偏差Js、js确定内、外圆锥的公差区位置。
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
8.2 圆锥公差
8.2.1 圆锥公差的术语及定义
▪ 国准GB/T 11334-2005《圆锥公差》，适用于锥角 C=1:3～1:500，圆锥长度L=6～630的光滑圆锥工件。
▪ 1.公称圆锥：设计给定的理想形状的圆锥。公称圆锥可以用两种方式确定：
C ➢ 给定两个公称圆锥直径
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
主要内容
第八章圆锥的公差配合及检测
第一节圆锥的锥度与锥角第二节圆锥公差第三节圆锥配合第四节锥度的测量
x L
d dx D
第8章圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量
学习指导
本章学习的目的是掌握圆锥结合的特点、基本功能要求和配合的形成方法，为合理选用圆锥的公差与配合，进行圆锥尺寸精度设计打下基础。学习要求是掌握圆锥结合的特点及锥度与锥角、圆锥公差中的术语定义；掌握圆锥公差项目及给定方法；掌握圆锥配合的形成方法以及结构型圆锥配合的确定方法。了解位移型圆锥配合的确定方法。

圆锥的公差与配合

中AT1公差等级最高，其余依次降低。
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

锥度与锥角系列

第8章圆锥结合的互换性图 8-4 极限圆锥、圆锥直径公差带
第8章圆锥结合的互换性
3. 圆锥角公差AT(ATD、 ATα) 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8-5所示。锥角公差共分12个公差等级，用AT1～AT12表示，其中AT1最高，AT12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附表8-3。
第8章圆锥结合的互换性
(2) 圆锥：由3) 圆锥长度 L：最大圆锥直径截面与最小圆锥直径截面之间的轴向距离。
(4) 圆锥角（锥角） a ：在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角。
第8章圆锥结合的互换性图 8-2 圆锥的几何参数
第8章圆锥结合的互换性
(5) 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（见图8-2），
即
C Dd
L
(8-1)
锥度Ｃ与圆锥角α
C 2tan a 1: 1 cot a 2 22
（8-2）
锥度一般用比例或分式表示，例如，C=1∶20或
1/20。
第8章圆锥结合的互换性
8.2 锥度、锥角系列与圆锥公差
下两种形式确定： (1）一个公称圆锥直径（最大圆锥直径D、最小圆锥
直径d、给定截面圆锥直径dx）、公称圆锥长度L、公称圆锥角α或公称锥度C。
(2) 两个公称圆锥直径和公称圆锥长度L（见图8-3）。
第8章圆锥结合的互换性图 8-3 圆锥公差的基本参数
第8章圆锥结合的互换性
8. 2. 3 1. 极限圆锥是指与公称圆锥共轴且圆锥角相等，直
第8章圆锥结合的互换性
特殊用途圆锥的锥度与锥角系列见附表8-2。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。

ch08第8 章圆锥的公差与配合

图 8.6 内、外圆锥的配合
图 8.7 斜角误差对基面距的影响
·151·
·152·
互换性与测量技术基础
8.2.2 圆锥角误差对锥面距的影响
圆锥角误差对基面距也产生影响，若乃采用基面距在大端，并设直径无误差，有两种
可能的情况：
① 外圆锥斜角误差 ΔαZ / 2 ＞内圆锥斜角误差 ΔαK / 2 ，即 αZ / 2 > αK / 2 如图 8.7(a)所
·149·
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互换性与测量技术基础
表 8-3 莫氏圆锥的主要尺寸和公差
莫氏圆锥
0 1 2 3 4 5
6
锥度
1∶19.212 1∶20.047 1∶20.020 1∶19.922 1∶19.254 1∶19.002
1∶19.180
基本尺寸
2°58′54″ 2°51′26″ 2°51′41″ 2°52′32″ 2°58′31″
7∶24
1∶9 1∶16.666 1∶12.262 1∶12.972 1∶15.748 1∶18.779 1∶19.264 1∶20.288 1∶19.002 1∶19.180 1∶19.212 1∶19.254 1∶19.922 1∶20.020 1∶20.047
推算值
圆锥角α
锥度C
－
－
1∶3.070115
1∶3
18°55′28.7″18.924644° －
1∶40 1°25′56.4″1.432222° －
1∶4 14°15′0.1″ 14.250033° －
1∶50
1°8′45.2″ 1.145877° －
1∶5
11°25′16.3″11.421186° －
1∶100

锥度和角度公差

锥度和角度公差（JB1–59）公称尺寸mm标记示例：1:20#K6±5'（锥度为1:20、6级精度的锥度公差）精度等级123456789101～350²1¢15"2¢3¢5¢8¢13¢20¢32¢50¢＞3～640²1²1¢30"2¢30"4¢6¢10¢16¢25¢40¢＞6～1030²50²1¢50"2¢3¢5¢8¢13¢20¢32¢＞10～1825²40²1¢1¢30"2¢30"4¢6¢10¢16¢25¢＞18～3020²30²50²1¢15"2¢3¢5¢8¢13¢20¢＞30～5015²25²40²1¢1¢30"2¢30"4¢6¢10¢16¢＞50～8012²20²30²50²1¢15"2¢3¢5¢8¢13¢＞80～12010²15²25²40²1¢1¢30"2¢30"4¢6¢10¢＞120～1808²12²20²30²50²1¢15"2¢3¢5¢8¢＞180～2606²10²15²25²40²1¢1¢30"2¢30"4¢6¢＞260～3605²8²12²20²30²50²1¢15"2¢3¢5¢＞360～5004²6²10²15²25²40²1¢1¢30"2¢30"4¢适用范围高精度的锥度量规及角度样板工具锥度、锥销、传递大扭矩的摩擦锥体圆锥齿轮、锥套等中等精度零件低精度零件注：1、本表适合于配合的锥体和角度零件。

圆锥的公差及测量

1．公称圆锥即设计时给定的圆锥它是一种理想形状的圆锥它可以由一个公称圆锥直径、公称圆锥角或公称锥度和公称圆锥度三个基本要素确定
2．实际圆锥实际圆锥是实际存在可通过测量得到的圆锥如图所示在实际圆锥上测量得到的直径称为实际圆锥直径da图a在实际圆锥的任一轴截面内分别包容圆锥上对应两条实际素线且距离为最小的两对平行直线之间的夹角称为实际圆锥角αa图b在不同的轴向截面内实际圆锥角不一定相同
圆锥公差的标注
未注公差角度尺寸的极限偏差
圆锥配合的术语及定义
1．圆锥配合的种类圆锥配合是指基本圆锥相同的内、外圆锥直径之间由于结合松紧的不同所形成的相互关系可分为三类 1间隙配合配合时具有一定的间隙用于作相对运动的圆锥配合如车床主轴的圆锥轴颈与滑动轴承的配合 2过渡配合配合时间隙等于零或稍有过盈的配合用于保证定心精度和要求密封性的配合也称紧密配合如各种气密或水密装置通常配对研磨不具有互换性 3过盈配合配合时具有一定的过盈用于定心和传递转矩的配合如带柄铰刀、扩孔钻的锥柄与机床主轴锥孔的配合
圆锥公差的术语及定义
圆锥直径公差TD
极限圆锥和极限圆锥直径与公称圆锥共轴且圆锥角相等直径分别为上极限直径和下极限直径的两个圆锥在垂直圆锥轴线的任一截面上这两个圆锥的直径差都相等如图所示极限圆锥上的任一直径Dmax 、Dmin和dmax 、dmin 称为极限圆锥直径
圆锥直径公差TD和圆锥直径公差区圆锥直径允许的变动量称为圆锥直径公差用符号TD表示且是绝对值圆锥直径公差在整个圆锥长度内都适用两个极限圆锥所限定的区域称为圆锥直径公差区
Excellent handout t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具有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

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第8章圆锥和角度的公差与配合学习目的和要求1．了解圆锥配合的特点、基本参数、形成方法和基本要求。

2．熟悉圆锥公差项目和给定方法；了解圆锥的配合种类及形成；掌握圆锥公差的标注。

3．熟悉角度公差。

4．了解锥度和角度的检测方法。

圆锥结合是一种常用的典型配合，在机械、仪器和工具中应用广泛。

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。

国家于2001年颁布了GB ／T157─200l 《圆锥的锥度与锥角系列》、GB ／T11334─2005《圆锥公差》GB ／T15754─1995《技术制图圆锥的尺寸和公差标注》等标准，本章仅介绍这些标准的主要内容。

8．1 概述8．1．l 圆锥配合的特点与圆柱配合相比较，圆锥配合具有如下特点：1．相配合的内、外两圆锥在轴向力的作用下，能自动对准中心，保证内、外圆锥体轴线具有较高的同轴度，且装拆方便。

2．圆锥配合的间隙和过盈，可随内、外圆锥体的轴向相互位置不同而得到调整，而且能补偿零件的磨损，延长配合的使用寿命。

3．圆锥的配合具有较好地自锁性和密封性。

圆锥配合虽然有以上优点，但它与圆柱体配合相比，影响互换性的参数比较复杂，加工和检验也较麻烦，故应用不如圆柱配合广泛。

8．1．2 圆锥配合的基本参数锥度与锥角的基本参数有圆锥表面、圆锥、圆锥长度、圆锥角、圆锥直径和锥度。

1．圆锥表面：由与轴线成一定角度，且一端相交于轴线的一条线段(母线)，围绕着该轴线旋转形成的表面，如图8-1所示。

2．圆锥体：由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。

3．圆锥长度L ：最大圆锥直径截面与最小圆锥直径截面之间的轴向距离。

4．圆锥角α：在通过圆锥轴线的截面内，图8-1 圆锥表面的形成两条素线问的夹角。

5．圆锥直径：指与圆锥轴线垂直截面内的直径。

6．锥度C ：两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径D 和d 之差与其两截面问的轴向距离 L 之比，如图8-2所示，即 C=LdD - (8 -1) 锥度C 与圆锥角α的关系为：图8-2 圆锥的几何参数C=2 tan2α=1：21或cot 2α(8 -2)锥度一般用比何或分式表示，例如：C=1：20或1/20。

8．2 锥度、锥角系列与圆锥公差圆锥公差适用于锥度C从1：3至l：500、圆锥长度L从6至630 mm的光滑圆锥，也适用于棱体的角度与斜度。

8．2．1 锥度与锥角系列一般用途圆锥的锥度与锥角系列见表8 -l。

为便于圆锥件的设计、生产和控制，表中给出了圆锥角或锥度的推算值，其有效位数可按需要确定。

为保证产品的互换性，减少生产中所需的定值工、量具规格，在选用时应当优先选用第一系列。

特殊用途圆锥的锥度与锥角系列见表8-2。

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。

8．2．2 圆锥公差的基本参数公称圆锥是指设计给定的理想形状的圆锥。

它可用以下两种形式确定：1．一个公称圆锥直径(最大圆锥直径D、最小圆锥直径d、给定截面圆锥直径dx)、公称圆锥长度L、公称圆锥角α或公称锥度C。

2．两个公称圆锥直径和公称圆锥长度L，如图8-3所示。

图8-3圆锥公差的基本参数8．2．3 圆锥公差1．圆锥公差项目（1）圆锥直径公差T D圆锥直径公差是指圆锥直径的允许变动量，它适用于圆锥全长上。

圆锥直径公差带是在圆锥的轴剖面内，两锥极限圆锥所限定的区域，如图8-4所示。

一般以最大圆锥直径为基础。

图8-4 极限圆锥、圆锥直径公差带图8-5 极限圆锥角所谓极限圆锥是指与公称圆锥共轴且圆锥角相等，直径分别为上极限尺寸和下极限尺寸的两个圆锥(Dmax、Dmin、dmax、dmin)。

在垂直圆锥轴线的任一截面上，这两个圆锥的直径差都相等，如图8-4所示。

（2）圆锥角公差AT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8-5所示。

圆锥角公差AT共分1 2个公差等级，用AT1、AT2～ATl2表示，其中ATl 精度最高，其余依次降低。

表8-3列出了A T4～AT9圆锥角公差值。

圆锥角公差值按圆锥长度分尺寸段，其表示方法有以下两种：表8-2 特殊用途圆锥的锥度与锥角系列（摘自GB/T157—2001）1:19.922 2°52′31.5″ 2.875 401°—莫氏锥度No.3 1:20.020 2°51′40.8″ 2.861 332°—莫氏锥度No.2 1:20.047 2°51′26.9″ 2.857 480°—莫氏锥度No.1 表8-3 圆锥角公差数值（摘自GB/T11334—2005）基本圆锥长度L/mm圆锥角公差等级AT4 AT5 AT6ATαAT D ATαAT D ATαAT D大于至µrad (µm) µrad (µm) µrad (µm)16 25 40 63 100 25406310016012510080635026″21″16″13″10″＞2.0～3.2＞2.5～4.0＞3.2～5.0＞4.0～6.3＞5.0～8.02001601251008041″33″26″21″16″＞3.2～5.0＞4.0～6.3＞5.0～8.0＞6.3～10.0＞8.0～12.53152502001601251′05″52″41″33″26″＞5.0～8.0＞6.3～10.0＞8.0～12.5＞10.0～16.0＞12.5～20.2基本圆锥长度L/mm圆锥角公差等级AT7 AT8 AT9ATαAT D ATαAT D ATαAT D大于至µrad (µm) µrad (µm) µrad (µm)16 25 40 63 100 2540631001605004003152502001′43″1′22″1′05″52″41″＞8.0～12.5＞10.0～16.0＞12.5～20.0＞16.0～25.0＞20.0～32.08006305004003152′45″2′10″1′43″1′22″1′05″＞12.5～20.0＞16.0～20.5＞20.0～32.0＞25.0～40.0＞32.0～50.0125010008006305004′18″3′26″2′45″2′10″1′43″＞20～32＞25～40＞32～50＞40～63＞50～801) ATα以角度单位(微弧度、度、分、秒)表示圆锥角公差值(1urad等于半径为l m，弧长为l um所产生的角度，5urad≈1˝，300urad≈l΄)。

2) AT D以线值单位（um）表示圆锥角公差值。

在同一圆锥长度内，AT D值有两个，分别对应于L的最大值和最小值。

ATα和AT D的关系如下：AT D=ATα×L×10-3式中，ATα单位urad；AT D单位为um；L的单位为mm。

例如，当L=100，ATα为9级时，查表8-3得ATα=630urad或2΄10˝，AT D=63um。

若L=50mm，仍为9级，则AT D= 630×50×10-3≈32um。

（3）给定截面圆锥直径公差T DS给定截面圆锥直径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。

其公差带是给定的截面内两同心圆所限定的区域，如图8-6所示。

图8-6 给定截面圆锥直径公差带T DS公差带所限定的是平面区域，而T D公差带所限定的是空间区域，两者是不同的。

（4）圆锥形状公差T F圆锥形状公差包括素线直线度公差和横截面圆度公差。

其数值从形位标准中选取。

2．圆锥公差的给定方法对于个具体的圆锥工件，并不都需要给定上述四项公差，而是根据工件使用要求来提出公差项目。

GB l1334─1989中规定了两种圆锥公差的给定方法。

（1）给出圆锥的理论正确圆锥角α (或锥度C)和圆锥直径公差T D，由T D确定两个极限圆锥。

此时，圆锥角误差和圆锥的形状误差均应在极限圆锥所限定的区域内。

图8-7 a）为此种给定方法的标注示例，图8-7 b）为其公差带。

图8-7 第一种公差给定方法的标注示例当对圆锥角公差、形状公差有更高要求时，可再给出圆锥角公差AT、形状公差T F。

此时，AT、T F仅占T D的一部分。

此种给定公差的方法通常运用于有配合要求的内、外圆锥。

（2）给出给定截面圆锥直径公差T DS和圆锥角公差AT。

此时，T DS和AT是独互的，应分别满足。

如图8-8所示。

图8-8 第二种公差给定方法的标注示例3．圆锥公差的标注圆锥公差除按上述两种给定方法标注外，制图标准还规定可以按面轮廓度标注。

按GB/T15754─1995《技术制图圆锥的尺寸和公差标注》标准中的规定，若锥度和圆锥的形状公差都控制在直径公差带内，标注时应在圆锥直径的极限偏差后面加注圆圈的符号T，如图8-9所示。

通常圆锥公差应按面轮廓度法标注，如图8-10（a）和图8-11（a）所示，它们的公差带分别如图8-10（b）和图8-11（b）所示。

必要时还可以给出附加的形位公差要求，但只占面轮廓度公差的一部分，形位误差在面轮廓度公差带内浮动。

8．3 圆锥配合8 ．3．1 圆锥配合的定义图8-9 圆锥配合的标注示例图8-10 给定圆锥角标注示例图8-11 给定锥度标注示例圆锥配合是指基本圆锥相同的内、外圆锥直径之间，由于结合不同所形成的关系。

圆锥配合时，其配合间隙或过盈是在圆锥素线的垂直方向上起作用的。

但在一般情况下，可以认为圆锥素线垂直方向的量与圆锥径向的量两者差别很小，可以忽略不计，因此这里所讲的配合间隙或过盈为垂直于圆锥轴线的间隙或过盈。

8 ．3．1 圆锥配合的种类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。

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。

2．过盈配合这类配合具有过盈，它能借助于相互配合的圆锥面间的自锁，产生较大的摩擦力来传递转矩。

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。

3．过渡配合这类配合很紧密，间隙为零或略小于零。

主要用于定心或密封场合，如锥形旋塞、发动机中的气阀与阀座的配合等。

通常要将内、外锥成对研磨，故这类配合一般没有互换性。

8 ．3．1 圆锥配合的形成1．结构型圆锥配合由圆锥的结构形成的配合，称之为结构型配合。

如图8-12a所示，为结构型配合的第一种，这种配合要求外圆锥的台阶面与内圆锥的端面相贴紧，配合的性质就可确定。

图中所示是获得间隙配合的例子。

图8-12b是第二种由结构形成配合的例子，它要求装配后，内、外圆锥的基准面间的距离(基面距)为α，则配合的性质就能确定。