1、互換性與技術(shù)測(cè)量,四川大學(xué)制造學(xué)院 朱魯闖,第八章-圓錐的公差配合及檢測(cè),第五版教材,主要內(nèi)容,第八章 圓錐的公差配合及檢測(cè) 第一節(jié) 圓錐的錐度與錐角 第二節(jié) 圓錐公差 第三節(jié) 圓錐配合 第四節(jié) 錐度的測(cè)量,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,學(xué) 習(xí) 指 導(dǎo),本章學(xué)習(xí)的目的是掌握?qǐng)A錐結(jié)合的特點(diǎn)、基本功能要求和配合的形成方法，為合理選用圓錐的公差與配合，進(jìn)行圓錐尺寸精度設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)要求是掌握?qǐng)A錐結(jié)合的特點(diǎn)及錐度與錐角、圓錐公差中的術(shù)語定義；掌握?qǐng)A錐公差項(xiàng)目及給定方法；掌握?qǐng)A錐配合的形成方法以及結(jié)構(gòu)型圓錐配合的確定方法。了解位移型圓錐配合的確定方法。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè)

2、,互換性與技術(shù)測(cè)量,概述,錐度在機(jī)器結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。圓錐配合是各種機(jī)械常用的聯(lián)結(jié)和配合型式。 圓錐結(jié)合具有較高的同軸度、配合自鎖性好、密封性好、間隙和過盈可以調(diào)整、能傳遞一定扭矩、傳動(dòng)副簡單可靠、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。 錐度公差的標(biāo)準(zhǔn)化，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證零、部件的互換性不可缺少的環(huán)節(jié)。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,概述,舊的圓錐結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)： GB 157-1989：錐度與錐角系列 GB 11334-1989：圓錐公差 GB 12360-1990：圓錐配合 GB 11852-1989：圓錐量規(guī)公差與技術(shù)條件 圓錐結(jié)合最新國家標(biāo)準(zhǔn)： GB/T 157-2001：產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)

3、范(GPS) 圓錐的錐度與角度系列 GB/T 11334-2005：圓錐公差 GB/T 12360-2005：圓錐配合 GB/T 11852-2003：圓錐量規(guī)公差與技術(shù)條件,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,圓錐及圓錐結(jié)合圖例,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,概述,圓錐結(jié)合的特點(diǎn)： 間隙或過盈可以調(diào)整。通過內(nèi)、外圓錐面的軸向位移，可以調(diào)整間隙或過盈來滿足不同的工作要求；能補(bǔ)償磨損，延長使用壽命；但在圓柱配合中，間隙、過盈的大小不能調(diào)整。 對(duì)中性好，即易保證配合的同軸度要求。由于間隙可以調(diào)整，因而可以消除間隙，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外圓錐軸線的對(duì)中（內(nèi)外圓錐在軸向力的作用下自動(dòng)對(duì)

4、中，以保證內(nèi)外圓錐體的軸線具有較高精度的同軸度）。容易拆卸，且經(jīng)多次拆裝不降低同軸度。而圓柱間隙配合中，孔與軸的軸線不重合。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,概述,圓錐結(jié)合的特點(diǎn)： 圓錐結(jié)合具有較好的自鎖性和密封性。內(nèi)外圓錐表面成對(duì)研磨，雖無互換性，但配合起來具有良好的自鎖性和密封性（有過盈，鉆頭錐炳與主軸聯(lián)接） 。 不足之處：圓錐配合結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響互換性的參數(shù)比較多，加工和檢驗(yàn)都比較困難，不適合于孔軸軸向相對(duì)位置要求較高的場(chǎng)合。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.1 錐度與錐角,1.圓錐表面：與軸線成一定角度，且一端相交與軸線的一根直線(母線)，圍繞著該軸線

5、旋轉(zhuǎn)形成的表面。 2.圓錐：由圓錐表面與一定尺寸所限定的幾何體。外圓錐是外表面為圓錐表面的幾何體；內(nèi)圓錐是內(nèi)表面為圓錐表面的幾何體。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.1.1 常用術(shù)語及定義,3.圓錐角：在通過圓錐軸線的截面內(nèi)兩條素線間的夾角稱為圓錐角。圓錐角的代號(hào)為，斜角（圓錐角之半）的代號(hào)為/2。,8.1 錐度與錐角,4.圓錐直徑：圓錐在垂直于軸線截面上的直徑。常用圓錐直徑有：最大圓錐直徑D、最小圓錐直徑d和給定截面圓錐直徑dx。 5.圓錐長度L：最大圓錐直徑D與最小圓錐直徑d之間的軸向距離。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.1.1 常用術(shù)語及定義,6

6、.錐度C：兩個(gè)垂直圓錐軸線截面的圓錐直徑差與該兩截面間的軸向距離之比稱為錐度。常用比例或分式表示。,8.1 錐度與錐角,鍍角與錐度系列：為減少加工圓錐形體零件所用專用刀具（定值刀）、量具種類與規(guī)格而采用國家標(biāo)準(zhǔn)的形式進(jìn)行規(guī)定。 一般用途：GB/T 157-2001規(guī)定21種（見表8-1），其中第一系列優(yōu)先選用，第二系列為第一系列不滿足時(shí)選用。適用于一般機(jī)械零件中的光滑圓錐表面。 國標(biāo)GB/T 157-2001規(guī)定了特殊用途圓錐的錐度與錐角系列（見表8-2），它通常只適用于表中說明欄所規(guī)定的應(yīng)用范圍。 特殊用途的莫氏錐度在工具行業(yè)中應(yīng)用極廣。其有關(guān)參數(shù)、尺寸及公差在國標(biāo)GB/T 1443-198

7、5中專門規(guī)定。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.1.2 錐度與錐角系列,錐度與錐角系列：,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,一般用途圓錐的錐度與錐角（摘自GB/T 157-2001）,錐度與錐角系列：,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,一般用途圓錐的錐度與錐角(續(xù))（摘自GB/T 157-2001）,錐度與錐角的應(yīng)用：,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,錐度與錐角的應(yīng)用(續(xù))：,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2 圓錐公差,國準(zhǔn)GB/T 11334-2005圓錐公差，適用于錐角C=1:31:500，圓錐長度L=6

8、630的光滑圓錐工件。 1.公稱圓錐：設(shè)計(jì)給定的理想形狀的圓錐。公稱圓錐可以用兩種方式確定：,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.1 圓錐公差的術(shù)語及定義,給定兩個(gè)公稱圓錐直徑和一個(gè)公稱圓錐長度（D、d、L）； 給定一個(gè)公稱圓錐直徑(D、d、dx)、公稱圓錐長度L、公稱圓錐角（或公稱錐度C）。,8.2 圓錐公差,2. 極限圓錐：實(shí)際圓錐允許變動(dòng)的界限。分為最大、最小極限圓錐。極限圓錐與公稱圓錐共軸且圓錐角相等，直徑分別為上極限直徑和下極限直徑的兩個(gè)圓錐。在垂直圓錐軸線的任一截面上，這兩個(gè)圓錐的直徑差都相等。合格的實(shí)際圓錐必須在兩個(gè)極限圓錐限定的空間區(qū)域內(nèi)。 3.圓錐直徑公差

9、TD：圓錐直徑的允許變動(dòng)量。其數(shù)值等于允許的上極限圓錐直徑與下極限圓錐直徑之差： TD = Dmax Dmin = dmax dmin,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.1 圓錐公差的術(shù)語及定義,8.2 圓錐公差,4.圓錐直徑公差區(qū)（帶）：兩個(gè)極限圓錐所限定的區(qū)域。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.1 圓錐公差的術(shù)語及定義,8.2 圓錐公差,5.圓錐角公差A(yù)T(AT或ATD)：圓錐角的允許變動(dòng)量。 AT=(maxmin),第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.1 圓錐公差的術(shù)語及定義,圓錐角公差另一種表示形式：,AtD -長度單位

10、微米。,AtD = AtL10-3,At-角度單位微弧度；,6.圓錐角公差區(qū)(帶)：兩個(gè)極限圓錐角所限定的區(qū)域。,8.2 圓錐公差,7. 給定截面圓錐直徑公差TDS：在垂直于圓錐軸線的給定截面內(nèi)，圓錐直徑允許的變動(dòng)量。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.1 圓錐公差的術(shù)語及定義,x,dx,A,A,A-A,TDS/2,給定截面圓錐直徑公差區(qū),8. 給定截面圓錐直徑公差區(qū)：在給定的圓錐截面內(nèi)，由兩個(gè)同心圓所限定的區(qū)域。,8.2 圓錐公差,9.圓錐的形狀公差TF：圓錐形狀公差TF包含兩種： 圓錐素線直線度公差：在圓錐軸向平面內(nèi)，允許實(shí)際素線形狀的最大變動(dòng)量。其公差區(qū)(帶)是在給

11、定截面上，距離為公差值TF的兩條平行直線間的區(qū)域； 截面圓度公差：在圓錐軸線法向截面上，允許截面形狀的最大變動(dòng)量。其公差區(qū)(帶)是半徑差為公差值TF的兩同心圓間的區(qū)域。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.1 圓錐公差的術(shù)語及定義,8.2 圓錐公差,一、圓錐公差項(xiàng)目 為了滿足圓錐聯(lián)結(jié)功能和使用要求，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11334-2005圓錐公差規(guī)定了四項(xiàng)公差項(xiàng)目： 圓錐直徑公差TD 圓錐角公差A(yù)T 圓錐形狀公差TF 給定截面圓錐直徑公差TDS,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.2 圓錐公差值和給定方法,8.2 圓錐公差,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互

12、換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.2 圓錐公差值和給定方法,圖例：圓錐直徑公差TD及圓錐直徑公差區(qū),第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,極限圓錐與圓錐公差區(qū),8.2 圓錐公差,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.2 圓錐公差值和給定方法,圖例：圓錐角公差A(yù)T及其公差區(qū),第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,極限圓錐角與圓錐角公差區(qū),圖例：圓錐角公差A(yù)T及其公差區(qū),第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,圓錐角的極限偏差,8.2 圓錐公差,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.2 圓錐公差值和給定方法,圖例：給定截面圓錐直徑公差TDS及其

13、公差區(qū),第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,給定截面圓錐直徑公差與公差區(qū),8.2 圓錐公差,二、圓錐公差給定方法 對(duì)一個(gè)具體的圓錐零件，并不都需要給定上述四項(xiàng)公差，而是按圓錐零件的功能要求和工藝特點(diǎn)選取公差項(xiàng)目。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種圓錐公差的給定方法： 給定圓錐的公稱圓錐角（或錐度C）和圓錐直徑公差TD。由TD確定兩個(gè)極限圓錐。 同時(shí)給出給定截面圓錐直徑公差TDS和圓錐角公差A(yù)T。 TDS僅控制該給定截面圓錐直徑公差。 TDS和AT分別規(guī)定公差并需要分別滿足。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.2 圓錐公差值和給定方法,8.2 圓錐公差,方法一 ： 給出圓

14、錐的理論正確圓錐角（或錐度C）和圓錐直徑公差TD，由TD確定兩個(gè)極限圓錐，所給出的圓錐直徑公差具有綜合性。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.2 圓錐公差值和給定方法,圖例：圓錐公差給定方法一標(biāo)注,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,圓錐公差給定方法方法一（包容要求）標(biāo)注,8.2 圓錐公差,方法二 ：同時(shí)給出給定截面圓錐直徑公TDS和圓錐角公差。并分別滿足要求。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.2.2 圓錐公差值和給定方法,8.3 圓錐配合,GB/T 12360-2005圓錐配合適用于錐度C=1：31：500，圓錐長度L=6630mm；圓錐

15、直徑D500mm的光滑圓錐的配合。 圓錐配合是由相同尺寸（公稱圓錐直徑、公稱圓錐角或公稱錐度）的內(nèi)、外圓錐形成配合，公差帶數(shù)值按大徑D確定，其間隙或過盈在垂直于軸線方向上形成，與錐角大小無關(guān)。 根據(jù)內(nèi)、外錐相對(duì)于軸線位置的不同，可以獲得間隙、過渡或過盈配合等不同配合性質(zhì)的配合。 按內(nèi)、外圓錐相對(duì)位置的確定方法可分成二種： 1）結(jié)構(gòu)型圓錐配合 2）位移型圓錐配合,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.1 圓錐配合的特征,8.3 圓錐配合,結(jié)構(gòu)型圓錐配合：用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，使內(nèi)、外圓錐保持固定的相對(duì)軸向位置，以圓錐直徑公差區(qū)相對(duì)位置形成不同配合。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性

16、與技術(shù)測(cè)量,8.3.1 圓錐配合的特征,由軸肩接觸確定最終位置,由結(jié)構(gòu)尺寸確定最終位置,8.3 圓錐配合,位移型圓錐配合：調(diào)整內(nèi)、外圓錐相對(duì)軸向位置的方法獲得不同配合。（用于間隙或過盈配合，不用于過渡配合）,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.1 圓錐配合的特征,作一定軸向位移確定軸向位置,施加一定裝配力確定軸向位置,8.3 圓錐配合,結(jié)構(gòu)型圓錐配合的性質(zhì)與圓柱體配合相同，是由內(nèi)外圓錐直徑公差帶相對(duì)位置決定。故下述術(shù)語主要對(duì)位移型圓錐配合適用。 實(shí)際初始位置Pa：不施加軸向力時(shí)，相互結(jié)合的內(nèi)、外實(shí)際圓錐的表面接觸時(shí)的軸向位置。 極限初始位置（P1，P2）：實(shí)際初始位置允許變

17、動(dòng)的兩個(gè)界限。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.2 圓錐配合的術(shù)語及定義,合格的內(nèi)、外圓錐相接觸時(shí)，Pa一定位于P1和P2之間。,8.3 圓錐配合,3）初始位置公差Tp：實(shí)際初始位置的變動(dòng)量。它實(shí)際是P1P2的距離。 4）終止位置pf：相互結(jié)合的內(nèi)、外圓錐，為得到要求配合性質(zhì)（間隙或過盈）所規(guī)定的相對(duì)軸向位置。pf由給定的軸向位移值或軸向裝配力來達(dá)到。 5）軸向位移Ea：內(nèi)圓錐或外圓錐，從初始位置Pa到終止位置pf軸向移動(dòng)的距離（決定間隙或過盈大?。?第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.2 圓錐配合的術(shù)語及定義,8.3 圓錐配合,6）極限軸向位移（

18、Ea max， Ea min）：軸向距離允許變動(dòng)的界限。即Ea的允許變動(dòng)界限： 最大軸向位移Ea max是使圓錐配合得到最大間隙Xmax或最大過盈Xmax時(shí)，內(nèi)或外圓錐到達(dá)終止位置的軸向位移 最小軸向位移Ea min是使圓錐配合得到最小間隙Ymin或最小過盈Ymin時(shí)，內(nèi)或外圓錐到達(dá)終止位置的軸向位移,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.2 圓錐配合的術(shù)語及定義,7）軸向位移公差TE：軸向位移時(shí)允許變動(dòng)量。它等于最大、最小軸向位移之差。,軸向位移公差反映了配合松緊的變化情況，它的給定取決于配合精度的要求。,8.3 圓錐配合,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8

19、.3.2 圓錐配合的術(shù)語及定義,-實(shí)際初始位置；-最小過盈位置；-最大過盈位置,Pa,Ea max,TE,Ymax/2,Ymin/2,Ea min,8.3 圓錐配合,8）極限圓錐直徑配合量TDf：圓錐配合在配合直徑上允許的間隙或過盈的變動(dòng)量。（等同圓柱軸孔配合的“配合公差”）： 對(duì)于結(jié)構(gòu)型圓錐配合： 圓錐直徑間隙配合量： TDf = Xmax - Xmin 圓錐直徑過盈配合量： TDf = Ymin - Ymax 圓錐直徑過渡配合量： TDf = Xmax- YDmax 圓錐直徑配合量： TDf = TDi + TDe 對(duì)于位移型圓錐配合 圓錐直徑間隙配合量： TDf = Xmax - Xmi

20、n = TE X C 圓錐直徑過盈配合量： TDf = Ymin - Ymax = TE X C,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.2 圓錐配合的術(shù)語及定義,8.3 圓錐配合,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.3 圓錐配合的確定結(jié)構(gòu)型圓錐配合,8.3 圓錐配合,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.3 圓錐配合的確定位移型圓錐配合,例題：圓錐配合,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,例題：圓錐配合基本直徑D=100，c=1:50，要求形成H8/u7相同配合性質(zhì)，計(jì)算軸向位移？ 由GB18011999知，100 H8/u7

21、為基孔制過盈配合。,+ 0 -,H8,u7,54m,124m,159m,例題：圓錐配合,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,例題：圓錐配合基本直徑D=100，c=1:50，要求形成H8/u7相同配合性質(zhì)，計(jì)算軸向位移？,8.3 圓錐配合,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.3.4 圓錐角偏差對(duì)圓錐配合的影響 8.3.5 圓錐軸向極限偏差的計(jì)算 8.3.6 相配內(nèi)、外圓錐的公差標(biāo)注 （自學(xué)）,8.4 錐度的測(cè)量,一.用圓錐量規(guī)測(cè)量 大批量生產(chǎn)條件下，圓錐的檢驗(yàn)多用圓錐量規(guī)。 圓錐量規(guī)用來檢驗(yàn)實(shí)際內(nèi)、外圓錐工件的錐度和直徑偏差。檢驗(yàn)內(nèi)圓錐用圓錐塞規(guī)，檢驗(yàn)外圓錐用圓錐環(huán)規(guī)，如右圖所示。,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,圓錐量規(guī)圖示,第8章 圓錐的公差配合及檢測(cè),互換性與技術(shù)測(cè)量,8.4 錐度的測(cè)量,二.用平臺(tái)測(cè)量-間接測(cè)量法 通過平板、量塊、正弦規(guī)、指示計(jì)和滾柱（或鋼球）等常用計(jì)量器具組合，測(cè)量錐度或角度有關(guān)的尺寸，按幾何關(guān)系換算出被測(cè)的錐度