1、1,第七章 圓錐結(jié)合的精度設(shè)計(jì)與檢測,內(nèi) 容 提 要,圓錐結(jié)合的特點(diǎn)和基本參數(shù)； 圓錐公差項(xiàng)目及其給定方法； 圓錐配合的形成； 圓錐公差的標(biāo)注； 錐度和 圓錐角的檢測。,2,第7章 圓錐結(jié)合的精度設(shè)計(jì)與檢測,7.1 概 述,7.1.1 圓錐配合的特點(diǎn),與圓柱配合相比較，圓錐配合有如下主要優(yōu)點(diǎn)：,1. 對(duì)中性好,如圖7.1(b) 所示，在圓錐配合中，內(nèi)、外圓錐在軸向 力的作用下能自動(dòng)對(duì)中，以保證內(nèi)、外圓錐體的軸線具有 較高精度的同軸度，并能快速裝拆。,圖7.1 圓柱配合和圓錐配合的比較,3,2. 配合的間隙或過盈可以調(diào)整,圓錐配合中，間隙或過盈的大小可以通過內(nèi)、外圓錐 的軸向相對(duì)移動(dòng)來調(diào)整，并且

2、裝拆方便(如圖7.1所示)。,3. 密封性好,內(nèi)、外圓錐的表面經(jīng)過配對(duì)研磨后，配合起來具有良 好的自鎖性和密封性。,圓錐配合的缺點(diǎn)：,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、影響互換性參數(shù)比較多、加工和檢測也比 較困難，故其應(yīng)用不如圓柱配合廣泛。,圖7.1 圓柱配合和圓錐配合的比較,4,7.1.2 圓錐配合的基本參數(shù),圓錐配合中的基本參數(shù)如圖7.2所示。,圖7.2圓錐配合的基本參數(shù),1. 圓錐角（）,圓錐角是指通過圓錐軸線 的截面內(nèi)，兩條素線間的 夾角，用符號(hào) 表示。,2. 圓錐素線角（/2）),圓錐素線角是指圓錐素線 與其軸線間的夾角，它等于/2。,3. 圓錐直徑,圓錐直徑是指與圓錐軸線垂直的截面內(nèi)的直徑。,圓錐直徑分：

3、內(nèi)、外圓錐的最大直徑Di、De，最小直徑di、de和任意給定截面內(nèi)的圓錐直徑dx（與端面的距離為 x）。,設(shè)計(jì)時(shí)，一般選內(nèi)圓錐的最大直徑或外圓錐的的最小 直徑作為基本直徑。,5,4. 圓錐長度 (L),圓錐長度是指圓錐的最大直徑與其最小直徑之間的距離。,圖7.2圓錐配合的基本參數(shù),5. 圓錐配合長度（H）,圓錐配合長度是指內(nèi)、外 圓錐配合面的軸向距離H。,6. 錐度 （C),錐度是指圓錐的最大直徑與其 最小直徑之差對(duì)圓錐長度之比C。,錐度常用比例或分?jǐn)?shù)形式表示，例如 C=1:20,或C=1/20等。,國標(biāo)規(guī)定了一般用途圓錐的錐度和錐角系列如表7.1所示。,國標(biāo)規(guī)定了特殊用途圓錐的錐度和錐角系列

4、如表7.2所示。,6,7. 基面距 （a）,基面距是指相互結(jié)合 的內(nèi)、外圓錐基準(zhǔn)面的距離a。,圖7.2圓錐配合的基本參數(shù),8. 軸向位移 (Ea ),軸向位移是指相互結(jié)合的內(nèi)、 外圓錐，從實(shí)際初始位置（Pa） 到終止位置（Pf）移動(dòng)的(軸向） 距離Ea。如圖7.3所示。,圖7.3 軸向位移,7,7.2 圓 錐 公 差 與 配 合,7.2.1 圓錐公差,為了保證內(nèi)、外圓錐的互換性和使用要求，GB/T11334規(guī)定的圓錐公差項(xiàng)目如下：,1. 圓錐直徑公差（TD）,圓錐直徑公差是指圓錐直徑 的允許變動(dòng)量，如圖7.4所示。,7.4 圓錐直徑公差帶,其TD以基本圓錐直徑為基本尺寸從GB/T1800.3中

5、查得，它適用于圓錐的全長（L)。,基本尺寸一般取最大圓錐直徑D。,8,2. 圓錐角公差 （AT),圓錐角公差是指圓錐角允許的變動(dòng)量，如圖7.5所示。,圖7.5 圓錐角公差帶,圓錐角公差可用兩種形式表示：,（1）以角度單位表示：,(2) 以長度單位表示：,9,GB規(guī)定圓錐角公差A(yù)T共分12個(gè)公差等級(jí)，用符號(hào)AT1, AT2,AT12表示，其公差值見表7.3所示。,10,一般情況下，可不單獨(dú)規(guī)定圓錐角公差，而是用圓錐直 徑公差來控制圓錐角，如圖7.6所示。,圖7.6 直徑公差控制 的極限圓錐角,表7.4列出了L=100mm時(shí)圓錐直徑公差所能控制的最大圓錐角誤差。,11,對(duì)于圓錐角公差有更高要求的零

6、件時(shí)，除規(guī)定其直徑公 差（TD）外，還應(yīng)給定圓錐角公差(AT)。,圓錐角的極限偏差可按單向或雙向取值，如圖7.7.所示。,圖7.7 圓錐角偏差給定形式,12,3. 圓錐的形狀公差（ tF ）,圓錐的形狀 公差：,圓錐素線直線度公差,圓錐圓度公差,對(duì)于精度要求不高的圓錐工件，其形狀公差由直徑公差（TD）控制。,對(duì)于精度要求較高的圓錐工件，應(yīng)按要求單獨(dú)規(guī)定形狀公差 tF。,tF 的數(shù)值從GB/T1184中選取。,13,4. 給定截面圓錐直徑公差 （TDS）,給定截面圓錐直徑公差TDS是指在垂直圓錐軸線的給定 截面內(nèi)，圓錐直徑的允許變動(dòng)量，如圖7.8所示。,圖7.8 給定截面圓錐直徑公差 帶,TDS

7、的數(shù)值以給定截面的直徑dx為基本尺寸，從GB/T1800.3選取。,14,一般情況下，也不需要規(guī)定給定截面的圓錐直徑公差， 只有對(duì)圓錐工件有特殊要求時(shí)，才規(guī)定此項(xiàng)公差，但同時(shí)還 要規(guī)定圓錐角公差A(yù)T,它們之間的關(guān)系如圖7.9所示。,圖7.9 TDS與AT的關(guān)系,由圖7.9可見，給定截面的圓錐直徑公差TDS不能控制圓 錐角誤差A(yù)T,兩者相互無關(guān)，應(yīng)分別要求。,15,7.2.2 圓錐配合,GB/T123602005產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范（GPS） 圓 錐配合適用于錐度C從1：3至1：500，基本圓錐長度L從 6至630mm,直徑至500mm的光滑圓錐的配合。,1. 圓錐配合的基準(zhǔn)制和配合種類,圓錐配合

8、的基準(zhǔn)制分：基孔制和基軸制兩種。標(biāo)準(zhǔn)推薦 優(yōu)先采用基孔制。,圓錐配合種類（相互配合的內(nèi)、外圓錐基本尺寸應(yīng)相同）：,（1）間隙配合,即具有間隙的圓錐配合，其間隙大小在裝配時(shí)和使用中 通過內(nèi)、外圓錐的軸向相對(duì)位移進(jìn)行調(diào)整，它主要用于滑動(dòng) 軸承機(jī)構(gòu)中。,16,（2）過盈配合,即具有過盈的圓錐配合，其過盈大小也可以調(diào)整。在 承載情況下，它利用內(nèi)、外圓錐間的摩擦力自鎖傳遞轉(zhuǎn)矩。,（3）過渡配合,即可能具有間隙，也可能具有過盈的圓錐配合。要求內(nèi)、 外圓錐緊密配合，它用于對(duì)中定心或密封。,2. 圓錐配合的形成,圓錐配合的 形成分,結(jié)構(gòu)型,位移型,17,(1) 結(jié)構(gòu)型圓錐配合,由內(nèi)、外圓錐的結(jié)構(gòu)確定裝配的最終

9、位置, 由內(nèi)、外圓錐基準(zhǔn)平面之間的尺寸確定裝配的最終位置,如圖7.10（a)所示為由軸肩接觸得到的間隙配合示例。,圖7.10 配合的形成,如圖7.10（ b）所示為由機(jī)構(gòu)尺寸 a 得到的過盈配合示例。,18,（2）位移型圓錐配合, 由內(nèi)、外圓錐的實(shí)際初始位置Pa開始，做一定的軸向 位移Ea而形成的配合。它只可以得到間隙或過盈配合。,圖7.3（a）所示為間隙配合的示例。,圖7.3 軸向位移, 由內(nèi)、外圓錐的實(shí)際初始位置Pa開始，施加一定裝配 力，產(chǎn)生軸向位移Ea 而形成配合，它只能得到過盈配合， 如圖7.3（b）所示。,19,7.2.3 圓錐公差的標(biāo)注方法,1. 基本錐度法標(biāo)注,（1） 給定圓錐

10、直徑公差TD的標(biāo)注,如圖7.11所示，此時(shí)，圓錐的直徑偏差、錐角偏差和圓錐 形狀誤差都由圓錐直徑公差控制。,圖7.11 給定圓錐直徑公差的標(biāo)注,若對(duì)圓錐角和其素線精度有更高要求時(shí)，應(yīng)另給出它們的 公差，但其數(shù)值應(yīng)小于圓錐的直徑公差值。,20,（2）給定截面圓錐直徑公差 TDS的標(biāo)注,給定截面圓錐直徑公差 TDS ，可以保證兩個(gè)相互配合的 圓錐在規(guī)定的截面上具有良好的密封性，如圖7.12所示。,圖7.12 給定截面圓錐直徑公差的標(biāo)注,21,(3) 給定圓錐形狀公差的標(biāo)注,如圖7.13所示為給定直線度公差的標(biāo)注示例。,圖7.13 給定圓錐的形狀公差的標(biāo)注,圖7.13 中直線度公差帶在圓錐直徑公差帶

11、內(nèi)浮動(dòng)。,22,(4) 相配合圓錐公差的標(biāo)注,相配合圓錐公差的標(biāo)注方法如圖7.14所示。,圖7.14相配合圓錐公差的標(biāo)注方法,23,2. 公差錐度法的標(biāo)注,公差錐度法適用于非配合的圓錐，也適用于給定截面圓 錐直徑有較高精度要求的圓錐。其標(biāo)注方法如圖7.15所示。,圖7.15 公差錐度法的標(biāo)注示例,24,7.2.4 未注公差角度尺寸的極限偏差,未注公差角度尺寸的極限偏差數(shù)值見表7.5所示。,1. 基本尺寸,未注公差角度尺寸角度短邊長度,未注公差圓錐圓錐素線長度,2. 標(biāo)注,用標(biāo)準(zhǔn)號(hào)和公差等級(jí)標(biāo)注在在圖樣或技術(shù)文件上。,例如選用中等級(jí)時(shí)，則標(biāo)注為： GB/T1084m,25,7.3 圓 錐 與 圓

12、 錐 角 的 檢 測,7.3.1 用通用量儀直接測量,1. 對(duì)于精度要求不高的角度工件,2. 對(duì)于精度要求較高的角度工件,用光學(xué)分度頭的分度值有1、10、5、1等。測角儀的分度值最高可達(dá)0.1，它的測量精度更高。,錐度與圓錐角的檢測方法很多，常用的檢測方法有 以下幾種。,通常用萬能量角器進(jìn)行測量，其分度值有5和2兩種。,通常用光學(xué)分度頭或測角儀進(jìn)行測量。,26,7.3.2 用通用量具間接測量,通常測量與被測圓錐角有一定函數(shù)關(guān)系的有關(guān)線性尺寸, 然后計(jì)算出被測圓錐角的大小。,通常使用平板、千分尺、鋼球、量塊和正弦規(guī)等進(jìn) 行測量。,圖7.16 所示用正弦規(guī)測量外錐體錐角的示意圖。,圖7.16 用正

13、弦規(guī)測量外錐體,量塊組的高度為,錐度偏差為,換算成錐角偏差，近似為,27,7.3.3 用量規(guī)檢驗(yàn),圓錐量規(guī)分：錐度塞規(guī)和環(huán)規(guī)兩種，如圖7.17所示,圖7.17 用圓錐量規(guī)檢驗(yàn),1. 用量規(guī)檢驗(yàn)圓錐工件時(shí)，用涂色方法檢驗(yàn)圓錐角偏 差，要求在錐體的大端接觸:,對(duì)于高精度的圓錐工件，接觸線長度不低于85%；,對(duì)于精密的圓錐工件，接觸線長度不低于80%；,對(duì)于普通的圓錐工件，接觸線長度不低于75%；,28,2. 除檢驗(yàn)接觸線長度外，同時(shí)，還要檢驗(yàn)工件的基面距 變化,若被測件的基面在m區(qū)域內(nèi)，則基面距合格。,3. 圓錐量規(guī)的檢驗(yàn),對(duì)于塞規(guī)，因?yàn)槭峭獬叽?，可以用通用量具或量儀 進(jìn)行測量。,對(duì)于環(huán)規(guī)，因?yàn)槭?/p>

14、內(nèi)尺寸，所以要用專門的校對(duì) 塞規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)。,在圓錐量規(guī)的基準(zhǔn)端面刻有兩圈相距為m的線，或做一個(gè)軸向距為m的臺(tái)階。,29,習(xí) 題 七,一、思 考 題,1. 圓錐結(jié)合的公差與配合有那些特點(diǎn)？,2. 有一圓錐體，其尺寸參數(shù)為D、d、L、c、a，試說明在 零件圖上是否需要吧這些參數(shù)的尺寸和極限偏差都注上， 為什么？,3. 圓錐公差的標(biāo)注方法有哪幾種？它們各適用于什 么場合？,4. 為什么鉆頭、鉸刀、銑刀等的尾柄與機(jī)床主軸孔連 接多采用圓錐結(jié)合？從使用要求出發(fā)，這些工具錐體 有那些要求？,30,二、 作 業(yè) 題,1. 設(shè)有一外圓錐，其最大直徑為100mm,最小直徑為99mm，長度為100mm,試計(jì)算其圓錐角、圓錐素線角和錐度值。,2. C6201車床尾座頂針套與頂針結(jié)合采用莫氏4號(hào)錐 度，頂針的基本圓