互换性 第八章 圆锥的公差配合及其检验

8.1 圆锥配合的分类和基本参数
圆锥长度L：圆锥的最大直 径截面与最小直径截面之间 的轴向距离。外圆锥长度为 Le，内圆锥长度为Li。
圆锥配合长度：内、 外圆锥配合面的轴 向距离，用符号H 表示
锥度：两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径之差与该两截面之 间的轴向距离之比，用符号C表示。如圆锥最大直径D和圆锥最 小直经d之差与圆锥长度L之比即为锥度C。
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课堂作业
有一外圆锥，锥度为1：20，圆锥最大直径 为100mm，圆锥长度为200mm。试确定圆锥 角、圆锥最小直径。
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8.2 圆锥公差
1. 圆锥直径公差(TD)
圆锥直径公差TD是指圆锥直径的允许变动量，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。
（一般取最 大圆锥直径 D为公称尺 寸）
8.2 圆锥公差
2. 圆锥角公差 (AT)
圆锥角公差AT是指圆锥角允许的变动量，即最大圆 锥角αmax与最小圆锥角αmin之差， 如图7.60所示。
8.2 圆锥公差
国家标准规定，圆锥角公差AT共分12个公差等级，
用符号AT1,AT2,……,AT12表示，AT4～AT10 圆锥公
差数值见表8-4（P.160）。
8.2 圆锥公差
一般情况下，可不必单独规定圆锥角公差，而是将 实际圆锥角控制在圆锥直径公差带内，此时圆锥角 与是圆锥直径公 差区内可能产生 的极限圆锥角。
8.2 圆锥公差
GB/T 11334—2005标准的附录A中列出了圆锥长度L
为100mm时圆锥直径公差TD所能限制的最大圆锥角
图7.78 圆锥量规
用平台测量
本章小结
介绍了: 圆锥配合的分类和基本参数 圆锥公差 圆锥配合 圆锥的公差注法 锥度与圆锥角的检测
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课堂作业
根据圆锥的配合特征，圆锥配合分为 结构 ____________________ 型圆锥配合和 ______________________ 型圆锥配合。 位移
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8.3 圆锥配合
2. 圆锥直径配合量（P.165） 圆锥直径配合量——圆锥配合在配合的直径上允许 的间隙或过盈的变动量，用符号TDf表示。
8.1 圆锥配合的分类和基本参数
圆锥角：在通过圆锥轴线 的截面内，两条素线之间 的夹角，用符号α表示
圆锥素线角：圆锥素线与 其轴线之间的夹角，它等 于圆锥角之半，即α/2
圆锥直径：与圆锥轴线垂直的截面内的直径，有内、 外圆锥的最大直径Di、De，内、外圆锥的最小直 径di、de，给定截面x处圆锥直径dx
8.3 圆锥配合
基准平面
8.3 圆锥配合
基准平面
8.3 圆锥配合
1) 基准平面间极限初始位置的计算
内、外圆锥基准平面之间的距离确定的极限初始位 置ZPmin和ZPmax的计算公式见表7.57。
8.3 圆锥配合
对于位移型圆锥配合，标准规定可按轴向公差进行 简化计算，其计算公式见表7.58。
算。
8.3 圆锥配合
图8-14 圆锥的轴向位移（P.165）
8.3 圆锥配合
4. 圆锥角偏差对圆锥配合的影响
(1) 内、外圆锥的圆锥角偏离其公称圆锥角的圆锥
角偏差，将影响圆锥配合表面的接触质量和对中
性能。
(2) 为了使圆锥配合尽可能获得较大的接触长度，
应选较小的圆锥直径公差(TD)，或在圆锥直径公
圆锥轴向极限偏 差的换算公式
P.170-171
课堂作业
相互结合的内、外圆锥的锥度为1：50，基 本圆锥直径为150mm，要求装配后得到H8／ u7的配合性质。试计算所需的轴向位移和 轴向位移公差。
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参考P.167 例题8-1
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8.3 圆锥配合
锥度C=1∶10时，按照GB/T 1800.3—1998规定的基 本偏差计算所得的外圆锥的轴向基本偏差(ez)见表 7.53。 锥度C=1∶10时，按照GB/T 1800.3—1998规定的标 准公差计算所得的外圆锥的轴向公差(Tz)见表7.54 。 当锥度不等于1∶10时，圆锥的轴向基本偏差和轴 向公差按表7.53和表7.54给出的数值，乘以表7.55 和表7.56的换算系数进行计算。
对于结构型圆锥配合，圆锥直径配合量也等于内、 外圆锥的直径公差之和，即
间隙配合： TDf=Xmax-Xmin 过盈配合： TDf=Ymax-Ymin 过渡配合： TDf=Xmax-Ymax

TDf=Tdi+TDe
TDi、TDe——内、外锥的直径公差 X——间隙量 Y——过盈量 对于位移型圆锥配合，其直径配合公差TDf 等于最大、最小间隙（或过盈）之差，也 等于轴向位移公差TE和锥度C之积： TDf=Xmax-Xmin=Ymax-Ymin=C· TE
8.1 圆锥配合的分类和基本参数
基面距：相互结合的内、 外圆锥基准面间的距离， 用符号a表示
轴向位移：相互结合的内、外圆锥，从实际初始位 置Pa到终止位置Pf所移动的距离，用符号Ea表示
图7.58 圆锥配合轴向位移
锥度及其应用
一般用途圆锥的锥度与锥角（表8-1）（P.155） 表8-1中，设计时，优先采用第一系列，当不能 满足要求时，才选用第二系列。 圆锥的锥度与锥角的应用（表8-2） 特殊用途圆锥的锥度与锥角（表8-3）
课堂作业
对中性好 圆锥配合的主要特点是______________ 、 配合性质可以调整 _______________________ 、 配合紧密且便于拆装 ___________________________ 。
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8.1 圆锥配合的分类和基本参数
3. 圆锥配合的基本参数 (1)圆锥角 (2)圆锥素线角 (3)圆锥直径 (4)圆锥长度 (5)圆锥配合长度 (6)锥度 (7)基面距 (8)轴向位移
8.3 圆锥配合
(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而形成配合。这种方式可以得到间 隙配合和过盈配合。如图(a)所示为间隙配合的示例 。 （位移型圆锥配合）
8.3 圆锥配合
(4) 由内、外圆锥实际初始位置Pa开始，施加一定 的装配力产生轴向位移而形成配合。这种方式只能 得到过盈配合。 如图(b)所示。 （位移型圆锥配合）
8.3 圆锥配合
2) 基准平面间极限终止位置的计算
对于位移型圆锥配合，基准平面之间极限终止位 置的计算公式见表7.59。
8.4 圆锥的公差注法
生产中通常采用—— 基本锥度法（P.172） 公差锥度法
8.5 锥度与圆锥角的检测
1. 用圆锥量规测量 2. 用平台测量
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用圆锥量规测量
8.3 圆锥配合
(1) 由内、外圆锥的结构确定装配的最终位置而获得 配合。（结构型圆锥配合） 这种方式可以得到间隙配合、过渡配合和过盈配合。 如图(a)所示为由轴肩 接触得到间隙配合的 示例。
8.3 圆锥配合
(2) 由内、外圆锥基准平面之间的尺寸确定装配的 最终位置而形成配合。这种方式可以得到间隙配合 、过渡配合和过盈配合。 如图(b)所示为由结构 尺寸a得到过盈配合的 示例。 （结构型圆锥配合）
互换性与技术测量 基础
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第8章
圆锥的公差配合及检验
本章的主要内容
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 圆锥配合的分类和基本参数 圆锥公差 圆锥配合 圆锥的公差注法 锥度与圆锥角的检测
8.1 圆锥配合的分类和基本参数
1. 圆锥配合分类
(1) 间隙配合。相互配合的内、外圆锥能相对运动 。例如机床顶尖、车床主轴的圆锥轴颈与滑动轴承 配合等。 (2) 紧密配合。紧密配合很严密，可以防止漏气、 漏水。为了使配合的圆锥面有良好的密封性，内、 外圆锥要成对研磨，因而这类圆锥不具有互换性。
误差，见表7.51。
8.2 圆锥公差
8.2 圆锥公差
如果对圆锥角公差有更高的要求时(例如圆锥量规 等)，除规定其直径公差TD外，还应给定圆锥角公 差AT。
圆锥角的极限偏差可按单向或双向(对称或不对称 )取值。
8.2 圆锥公差
3. 圆锥的形状公差(TF)
圆锥的形状公差：包括圆锥素线直线度公差、倾斜
差带内给出更高要求的圆锥角公差。
5. 圆锥轴向极限偏差（P.170）
8.3 圆锥配合 圆锥的某一极限圆锥与其公称圆锥轴向位置的偏离。
规定：下极限圆锥与公称圆锥的偏离为轴向上偏差(esz 、ESz)、上极限圆锥与公称圆锥的偏离为轴向下偏差 (eiz、EIz)，轴向公差为Tz。
8.3 圆锥配合
8.3 圆锥配合
ez的数值
8.3 圆锥配合
8.3 圆锥配合
8.3 圆锥配合
8.3 圆锥配合
8.3 圆锥配合
8.3 圆锥配合
6. 基准平面间极限初始(终止)位置的计算 GB/T 12360—2005标准的附录C给出了相互配合 的圆锥基准平面之间的距离(基面距)确定的极限 初始(终止)位置的计算方法。 基准平面可选在圆锥直径的大端或小端，如图 7.70和图7.71所示。
② 圆锥结合的配合性质可以调整。
③ 圆锥结合具有密封性好，内、外圆锥的表面经过
配对研磨后，配合起来具有良好的自锁性和密封 性，常被用在防止漏气、漏水等场合。
8.1 圆锥配合的分类和基本参数
在圆锥结合中，内外锥在轴向力的作用下，做轴 向相对运动，间隙逐渐减少，使结合件的轴线自 动对中，从而具有较高的同轴度。
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8.3 圆锥配合
3. 圆锥配合的一般规定 1) 对于结构型圆锥配合推荐优先采用基孔制。 （P.30）（P.22）。 2) 对于位移型圆锥配合的内圆锥直径公差带代号的
基本偏差推荐选用H和JS，外圆锥直径公差带的基本
偏差代号推荐选用h和js。
其轴向位移的极限值(Eamin、Eamax)按（P.167）计
8.3 圆锥配合
1. 圆锥配合的特征 配合特征——通过相互结合的内、外圆锥规定的 轴向位置来形成间隙或过盈。 间隙或过盈是在垂直于圆锥表面方向起作用，但 按照垂直于圆锥轴线方向给定并测量。 根据确定相互结合的内、外圆锥轴向位置方法的 不同，圆锥配合有结构型圆锥配合和位移型圆锥 配合两种。
度公差和圆度公差等。
对于要求不高的圆锥工件，其形状误差一般也用直
径公差TD控制。
对于要求较高的圆锥工件，应单独按要求给定形状
公差TF ， TF的数值按GB/T 1184—1996选取。
8.2 圆锥公差
4. 给定截面圆锥直径公差(TDS) 给定截面圆锥直径公差TDS是指在垂直圆锥轴线的 给定截面内，圆锥直径的允许变动量。其圆锥直 径公差区为在给定的圆锥截面内，由两个同心圆 所限定的 区域。
(3) 过盈配合。过盈配合具有自锁性，过盈量大小 可调，用以传递扭矩，而且装卸方便。例如机床主 轴锥孔与刀具(钻头、立铣刀等)锥柄的配合。
机床顶尖圆锥配合（图示）
8.1 圆锥配合的分类和基本参数
2.圆锥配合的特点（与圆柱配合相比）
① 圆锥结合具有较高的同轴度，对中性好，如图
7.56所示。