圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量教材

包括圆锥素线直线度 公差和截面圆度公差
（4）给定截面 圆锥直径公差 TDS及其公差区
TDS指在垂直圆锥轴线的给 定截面内，圆锥直径的允 许变动量；给定截面圆锥 直径公差区是在给定圆锥 截面内，由直径等于两极 限圆锥直径的同心圆所限 定的区域，如下图所示
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.2 圆锥公差
互换性与技术测量
8.2.2 圆锥公差值和给定方法
二、圆锥公差给定方法 对一个具体的圆锥零件，并不都需要给定上述四项 公差，而是按圆锥零件的功能要求和工艺特点选取 公差项目。 我国国家标准规定了两种圆锥公差的给定方法：
1)
2)
给定圆锥的理论正确圆锥角（或锥度C）和圆锥直径公差TD。由TD确定两个 极限圆锥。 同时给出给定截面圆锥直径公差TDS和圆锥角公差AT。 TDS仅控制该给定截面 圆锥直径公差。 TDS和AT分别规定公差需要分别满足。
4）终止位置pf：为得到要求配合性质（间隙或过盈） 所规定的相对轴向位置。 5 ）轴向位移 Ea ：内圆锥或外圆锥，从初始位置 Pa 到终 止位置pf轴向移动的距离（决定间隙或过盈大小）。
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.3 圆锥配合
配合的特点
互换性与技术测量
8.3.3 圆锥配合的确定—结构型圆锥配合
dx x L
d
D
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.1 锥度与锥角
8.1.2 锥度与锥角系列
互换性与技术测量
镀角与锥度系列：为减少加工圆锥形体零件所用专用 刀具、量具种类与规格而采用国家标准的形式进行规 定。 一般用途： GB 157-1989 规定 22 种（见表 8-1 ），其中 第一系列优先选用，第二系列为第一系列不满足时选 用。 特殊用途： GB 157-1989 规定了 20 种（见表 8-2 ），通 常只适用于表中说明栏所规定的范围。 特殊用途的莫氏锥度在工具行业中应用极广。其有关 参数、尺寸及公差在国标GB 1443-85 中专门规定。Leabharlann 第8章 圆锥的公差配合及检测
8.3 圆锥配合
8.3.1 圆锥配合的特征


互换性与技术测量
GB 12360-90《圆锥配合》适用于锥度C=1：3～1： 500，圆锥长度L=6～630mm；圆锥直径D～500mm的 光滑圆锥的配合。 圆锥配合是由相同尺寸的内外圆锥形成配合，公差 带数值按大径D确定，其间隙或过盈在垂直于轴线 方向上形成，与锥角大小无关。 根据内、外锥相对于轴线位置的不同，可以获得间 隙、过渡或过盈配合等不同配合性质的配合。 按内外圆锥相对位置的确定方法可分成二种：
接触时位置 P1 内外圆锥最大实体圆锥 接触时位置 P2 内外圆锥最小实体圆锥
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.3 圆锥配合
互换性与技术测量
8.3.2 圆锥配合的术语及定义
3）初始位置公差Tp：实际初始位置的变动量。它实际 是P1—P2的距离。
1 Tp (TDi TDe ) c
互换性与技术测量

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。
公差值及有关规定
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 圆锥直径公差带位置，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、外圆锥的公差带 位置。
互换性与技术测量
8.2.2 圆锥公差值和给定方法
定义 公差值及有关规定
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 状精度有更高要求时，应单独给出相应 的形状公差。其数值可从GB/T1184—1996 《形状和位置公差 未注公差》附录中选 取，但应不大于圆锥直径公差值的一半
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。 圆锥结合的极限和配合国家标准：
GB GB GB GB 157-1989：《锥度与锥角系列》 11334-1989：《圆锥公差》 12360-1990：《圆锥配合》 11852-1989：《圆锥量规公差与技术条件》
母线
/2 轴线
圆锥表面
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.1 锥度与锥角
8.1.1 常用术语及定义
互换性与技术测量
圆锥直径：圆锥上垂直于轴线截面的直径。常用的圆 锥直径有：大径D、小径d，给定截面圆锥直径dx。 圆锥长度L：最大圆锥直径D与最小圆锥直径d之间的轴 向距离。
锥度C：在两个垂直圆锥轴 线截面的圆锥直径差与该两 截面间的轴向距离之比称为 锥度。常用比例或分式表示。 (D d ) 1 C 2tg 1 : ctg L 2 2 2
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 157-2001）
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.2 圆锥公差
互换性与技术测量
8.2.1 圆锥公差的术语及定义
国家 标 准 GB 11334-89-《圆锥公 差 》， 适用于 锥角 C=1:3～1:500，圆锥长度L=6～630光滑圆锥工件。 基本圆锥：设计时给定的圆锥。基本圆锥可以用两种 方式确定：
给定D、d、L； 给定基本圆锥直径D、d、dx中的一个、给定L、给定圆锥角（或基本锥度C）。
极限圆锥：实际圆锥允许变动的界限。分为最大、最 小极限圆锥。合格的实际圆锥必需在两个极限圆锥限 定的空间区域内。
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.2 圆锥公差
互换性与技术测量
8.2.2 圆锥公差值和给定方法
互换性与技术测量
8.2.2 圆锥公差值和给定方法
公差值及有关规定
AT按加工精度的高低分为 12个等级，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 8-4 。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：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 L 在 6 ～ 630 ｍｍ范围内，划分 10 个尺寸分段。 如需要更高或更低等级的圆锥角公差时，按 公比 1.6 向两端延伸得到。更高等级用 AT0 、 AT01、 …表示。更低等级用 AT13、 AT14、 …表 示。圆锥角极限偏差可按单向 (α+AT 或 α － AT) 或双向取值。双向取时可以对称 (α ±AT/2) ， 也可是不对称的。如下图所示。为保证内外 圆锥的接触均匀，多采用双向对称取值。
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.3 圆锥配合
配合的特点
互换性与技术测量
8.3.3 圆锥配合的确定—位移型圆锥配合
配合的确定
位 移 型 圆 锥 配 合
(1)位移型圆锥配合的圆锥直径公差带可根据对终止位置基面距的要求 (1)可形成间隙配合、 和对接触精度的要求来选取，如对基面距有要求，公差等级一般在 IT8～ITl2之间选取，必要时，应通过计算来选取和校核内、外圆锥 过盈配合，通常不 用于形成过渡配合 的公差带；若对基面距无严格要求，可选较低的直径公差等级，以便 (2)其配合性质是由 使加工更经济；如对接触精度要求较高，可用给圆锥角公差的办法来 满足。为了计算和加工方便，GB/T12360—1990推荐位移型圆锥的基 内、外圆锥的轴向 本偏差用H、h或JS、js的组合。若对基面距无严格要求，可选较低的 位移量或装配力决 直径公差等级； 定的。配合性质与 (2) 内、外圆锥公差带的基本偏差用H、h或JS、js的组合； 相互结合的内、外 (3)轴向位移的大小，将决定配合间隙量或过盈量的大小。轴向位移量 圆锥直径公差带无 关。直径公差仅影 的极限值由功能要求的极限间隙或极限过盈量计算得到，计算式如下 (式中C为锥度)： 响接触的初始位置 对于间隙配合 Eamax =Xmax/C 对于过盈配合 Eamax =Ymax/C 和终止位置及接触 Eamin=Xmin/C Eamin=Ymin/C 精度 轴向位移公差（允许位移的变动量）TE= Eamax - Eamin
配合的确定
结 构 型 圆 锥 配 合
(1)结构型圆锥配合的圆锥直径公差带的代号和数值及公差等 级，采用《极限与配合》国家标准（GB/T1800.3—1998）规 (1)可形成间隙 配合、过盈配合、定的标准公差系列与基本偏差系列。为了减少定值刀具的数 目，推荐优先采用基孔制配合，即内圆锥直径基本偏差为H； 紧密配合 (2)圆锥直径配合公差TDf，等于两结合圆锥内、外直径公差之 (2)其配合性质 和。其公差值的大小，直接影响配合精度。推荐内、外圆锥 完全取决于相互 直径公差不低于IT9级。如对接触精度有更高要求，可按圆锥 结合的内、外圆 公差国标（GB/T11334—2005）规定的圆锥角公差AT系列值（ 锥直径公差带的 见表8-4），给出圆锥角极限偏差及圆锥的形状公差； 相对位置 (3)配合 (zc)中选择，应按优先、常用、任意公差带组成配 合为顺序选用配合。
圆锥角的允许变动量 称为圆锥角公差，其 数值为上极限与下极 限圆锥角之差，可表 （2）圆锥角公 示为 差AT及其公差区 AT = α max －α min 圆锥角公差的公差区 是两个极限圆锥角所 限定的区域，如下图 所示
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.2 圆锥公差
圆锥公差 项目及代号
（3）圆锥的形 状公差TF
TDS = d xmax － d xmin TDS 它是以给定截面圆锥直径 dx 为公称尺寸， 按 GB/T1800.3—1998《极限与配合》中规定的 标准公差选取。 要注意 TDS 与圆锥直径公差 TD 的区别， TD 对整 个圆锥上任意截面的直径都起作用，其公差 区限定的是空间区域，而 TDS 只对给定的截面 起作用，其公差区限定的是平面区域
1) 2) 结构型圆锥配合。 位移型圆锥配合。
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.3 圆锥配合

互换性与技术测量
8.3.2 圆锥配合的术语及定义
结构型圆锥配合的性质与圆柱体配合相同，是由内外圆锥直径公差 带相对位置决定。故下述术语主要对位移型圆锥配合适用。
1) 实际初始位置Pa：不施轴向力时，内外圆锥结合实 际表面接触时的轴向位置。 2) 极限初始位置（P1，P2）：实际初始位置允许变动 的两个界限。
圆锥结合新修订国家标准：
GB/T 157-2001：《锥度与锥角系列》 GB/T 11334-2005：《圆锥公差》
第8章 圆锥的公差配合及检测
互换性与技术测量
概述
圆锥结合的特点：
圆锥结合具有较好的自锁性和密封性。内外圆锥表面成对研磨，虽无互换性， 但配合起来具有良好的自锁性和密封性（有过盈，钻头锥炳与主轴联接） 。 不足之处：圆锥配合结构复杂，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。
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 （1）圆锥直径 。可表示为 公差TD及圆锥直 TD = Dmax－Dmin 径公差区 = dmax－dmin 其公差区是由两个极 限圆锥所限定的区域 ，如下页图所示
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.2 圆锥公差
圆锥公差 项目及代号 定义
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.1 锥度与锥角
8.1.1 常用术语及定义
互换性与技术测量
圆锥：与轴线成一定角度，且一端相交与轴线的一根 直线（母线），围绕该轴线旋转形成的圆锥表面与一 定尺寸所限定的几何体。外圆锥是外部表面为圆锥表 面的几何体；内圆锥是内部表面为圆锥表面的几何体。
圆锥角 ：在与圆锥平行并 通过轴线的截面内，两条素 线（圆锥表面与轴向截面的 交线）间的夹角称为圆锥角。 圆锥角的代号为，斜角 （锥角之半）的代号为/2。
一、圆锥公差项目 为了满足圆锥联结功能和使用要求，国家标准GB/T 11334 -《圆锥公差》规定了四项公差项目：
圆锥直径公差TD 圆锥角公差AT 圆锥形状公差TF 给定截面圆锥直径公差TDS
第8章 圆锥的公差配合及检测
8.2 圆锥公差
圆锥公差 项目及代号 定义
互换性与技术测量
8.2.2 圆锥公差值和给定方法