互换性与技术测量8第八章圆锥

1、第八章第八章 圆锥的公差与配合圆锥的公差与配合概述概述几何参数误差对圆锥配合的影响几何参数误差对圆锥配合的影响圆锥的公差与配合圆锥的公差与配合8.1 概述概述1 1）保证结合件相互自动对准中心；（钻柄）保证结合件相互自动对准中心；（钻柄）2 2）配合性质可以调整，即可以调整配合间隙和过盈的大）配合性质可以调整，即可以调整配合间隙和过盈的大 小满足不同的要求；（精密机床主轴承）小满足不同的要求；（精密机床主轴承）3 3）配合紧密且便于装拆；（气门、带轮与轴）配合紧密且便于装拆；（气门、带轮与轴）4 4）圆锥结合的结构较复杂，加工和检测较困难，故不如）圆锥结合的结构较复杂，加工和检测较困难，故不如

2、圆柱配合应用广泛。圆柱配合应用广泛。一、圆锥结合的特点一、圆锥结合的特点二、圆锥配合分类二、圆锥配合分类1 1）间隙配合）间隙配合 零件易拆开，内外圆锥能相对运动；零件易拆开，内外圆锥能相对运动；2 2）紧密配合）紧密配合 可以防止漏水和漏气，这类配合不具有互可以防止漏水和漏气，这类配合不具有互 换性；（内外锥研磨后形成配合，如气门）换性；（内外锥研磨后形成配合，如气门）3 3）过盈配合）过盈配合 这类配合具有自锁性，用以传递扭矩。这类配合具有自锁性，用以传递扭矩。三、圆锥配合的基本参数三、圆锥配合的基本参数1 1、常用术语及定义、常用术语及定义1 1）圆锥表面）圆锥表面 与轴线成一定角度，且

3、一端相交于轴线的与轴线成一定角度，且一端相交于轴线的一条直线（母线），围绕该轴线旋转形成的表面，见图一条直线（母线），围绕该轴线旋转形成的表面，见图8-18-1。2 2）圆锥）圆锥 由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。圆锥由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。圆锥分为内圆锥和外圆锥分为内圆锥和外圆锥 孔（内锥）孔（内锥） 轴（外锥）轴（外锥） 。图图8-1 8-1 圆锥表面圆锥表面 图图8-3 8-3 内圆锥内圆锥图图8-2 8-2 外圆锥外圆锥2 2、圆锥结合的主要参数、圆锥结合的主要参数圆锥素线角（半角）圆锥素线角（半角）圆锥直径圆锥直径 eeiidDdD圆锥长度圆锥长度eiLL 圆锥配合长

4、度圆锥配合长度H锥度锥度一般以比例表示：一般以比例表示：1:201:20基面距基面距 a a轴向位移轴向位移EaEa aE圆锥角圆锥角a8.2 圆锥几何参数误差对圆锥配合的影响圆锥几何参数误差对圆锥配合的影响一、圆锥直径误差对基面距的影响一、圆锥直径误差对基面距的影响 圆锥直径和锥度的制造都会有误差，引起圆锥配合基圆锥直径和锥度的制造都会有误差，引起圆锥配合基面距的变化和表面实际接触状况，下面分析其影响。面距的变化和表面实际接触状况，下面分析其影响。1 1、圆锥直径误差对基面距的影响、圆锥直径误差对基面距的影响 基面距是指外圆锥基面（通常为轴肩）与内圆锥基基面距是指外圆锥基面（通常为轴肩）与内

5、圆锥基面（通常为端面）之间的距离，用面（通常为端面）之间的距离，用 表示，见图表示，见图8-48-4 。图图8-4 8-4 基面距基面距e ei 当内、外圆锥配合时，设以当内、外圆锥配合时，设以DiDi为配合直径，基面为配合直径，基面距在大端（图距在大端（图8-5a8-5a），内外锥角无误差，仅直径有误），内外锥角无误差，仅直径有误差。假定内外圆锥直径误差分别为差。假定内外圆锥直径误差分别为 、 ，则基面距，则基面距偏差为偏差为 为：为：图图8-5 8-5 内外圆锥配合内外圆锥配合当当 时，时， 大于大于0 0 , ,则基面距减小，则基面距减小， 为负值；反之，则为负值；反之，则基面距增大。基

6、面距增大。二、圆锥角误差对基面距的影响二、圆锥角误差对基面距的影响 设基面仍在最大端，设基面仍在最大端，DiDi为配合直径，无直径误差，为配合直径，无直径误差，只有圆锥角误差，将出现只有圆锥角误差，将出现两种情况两种情况：图图8-68-6圆锥角误差对基面距的影响圆锥角误差对基面距的影响a)a) ) )1 1）若内圆锥的锥角）若内圆锥的锥角 小于外圆锥的锥角小于外圆锥的锥角 ，即，即 如图如图8-6a8-6a所示。此时引起的基面距变化很小，可略去所示。此时引起的基面距变化很小，可略去不计；如圆锥角误差较大，则接触面小，传递扭矩将不计；如圆锥角误差较大，则接触面小，传递扭矩将急剧减小，易磨损，且圆

7、锥曲线可能产生较大的倾斜，急剧减小，易磨损，且圆锥曲线可能产生较大的倾斜，影响圆锥配合的同轴度。影响圆锥配合的同轴度。2 2）若内圆锥的锥角）若内圆锥的锥角 大于外圆锥的锥角大于外圆锥的锥角 ，即，即 如图如图8-6b8-6b所示。此时，内外圆锥将小端接触。所示。此时，内外圆锥将小端接触。 锥角误差引起的基面距变化量为锥角误差引起的基面距变化量为 ，则有：，则有： 一般情况下，直径误差和圆锥角误差同时存在，当一般情况下，直径误差和圆锥角误差同时存在，当 ，基面距最大可能变化量为：，基面距最大可能变化量为： 8.3 圆锥的公差与配合圆锥的公差与配合一、圆锥公差及其给定方法一、圆锥公差及其给定方法

8、 圆锥公差项目有四项：圆锥公差项目有四项：T T、ATAT、T TF F、1 1）圆锥直径公差）圆锥直径公差 ( (一般选内锥一般选内锥H H，JSJS外锥外锥h,js)h,js) 它为允许圆锥直径的变动量。其公式为：它为允许圆锥直径的变动量。其公式为：DT最大极限圆锥与最小极限圆锥都称为极限圆锥，最大极限圆锥与最小极限圆锥都称为极限圆锥，它与基本它与基本圆锥同轴，圆锥同轴，且圆锥角且圆锥角相等。相等。图图8-7 8-7 圆锥直径公差圆锥直径公差2 2）圆锥角度公差）圆锥角度公差 ATAT AT AT为圆锥角的变动量。其数值为允许的最大与最小圆为圆锥角的变动量。其数值为允许的最大与最小圆锥角之

9、差（如图锥角之差（如图8-88-8），用公式表示为：），用公式表示为：圆锥角公差共分为圆锥角公差共分为1212个等级个等级 AT1级最高，级最高，AT12级最低。级最低。常用常用AT5-AT10AT5-AT10也可按未注公差对待。也可按未注公差对待。GBGB规定规定f f、m m、c c、v v四级四级（见表（见表8-38-3）图图8-8 8-8 圆锥角公差带圆锥角公差带3 3）圆锥的形状公差）圆锥的形状公差 形状公差一般只规定下列两种：形状公差一般只规定下列两种：圆锥素线直线度公差：圆锥素线直线度公差：在圆锥轴向平面内，允许实际素在圆锥轴向平面内，允许实际素 线形状的最大变动量。（公差值要比

10、尺寸公差小）线形状的最大变动量。（公差值要比尺寸公差小） 圆锥素线直线度的公差带，是在给定截面上，距离为圆锥素线直线度的公差带，是在给定截面上，距离为公差值公差值 的两条平行线间的区域（图的两条平行线间的区域（图8-78-7）。）。截面圆度公差：截面圆度公差：在圆锥截面上，允许截面形状的最大变在圆锥截面上，允许截面形状的最大变动量。动量。 截面圆度公差常是以半径差为公差值截面圆度公差常是以半径差为公差值 的两同心圆的两同心圆间的区域（图间的区域（图8-78-7）。）。4 4）给定截面圆锥直径公差）给定截面圆锥直径公差 在垂直于圆锥轴线的给定截面内，允许圆锥直径的变在垂直于圆锥轴线的给定截面内，

11、允许圆锥直径的变动量。（特殊情况才标注，但同时要给动量。（特殊情况才标注，但同时要给ATAT公差）公差） 一般圆锥配合只标一个大径公差，间接控制角度误差、一般圆锥配合只标一个大径公差，间接控制角度误差、形状误差、给定截面公差。（一管四）形状误差、给定截面公差。（一管四）FTFTFTDST二、圆锥配合二、圆锥配合 圆锥配合是以基本圆锥相同的内外圆直径之间，由于圆锥配合是以基本圆锥相同的内外圆直径之间，由于结合不同所形成的相互关系。标准中规定了结构型圆锥配结合不同所形成的相互关系。标准中规定了结构型圆锥配合和位移型圆锥配合两种类型。合和位移型圆锥配合两种类型。1 1）结构型圆锥配合）结构型圆锥配合

12、 它是由内外圆锥本身的结构和基面距，来确定装配它是由内外圆锥本身的结构和基面距，来确定装配后的最终轴向相对位置而获得的配合。这种配合方式可以后的最终轴向相对位置而获得的配合。这种配合方式可以得到间隙配合、得到间隙配合、过渡配合和过盈过渡配合和过盈配合见图配合见图8-98-9。a a图获得指定圆图获得指定圆锥间隙配合；锥间隙配合；b b图获得指定圆图获得指定圆锥过盈配合。锥过盈配合。 此种结构优先此种结构优先选用基孔制选用基孔制图图8-9 8-9 结构型圆锥配合结构型圆锥配合2 2）位移型圆锥配合）位移型圆锥配合 它是由内外圆锥的相对轴向位移或产生轴向位移的它是由内外圆锥的相对轴向位移或产生轴向

13、位移的装配力（轴向力）的大小，来确定最终轴向相对位置装配力（轴向力）的大小，来确定最终轴向相对位置而获得的配合。这种方式可得到间隙配合和过盈配合。而获得的配合。这种方式可得到间隙配合和过盈配合。公差带选公差带选 H H或或JS hJS h或或jsjs图图8-9 8-9 位移型圆锥配合位移型圆锥配合 对于结构型圆锥配合和位移型圆锥配合，在确定相对于结构型圆锥配合和位移型圆锥配合，在确定相结合内外圆锥轴向位置的方式上有各自特点，因而在进结合内外圆锥轴向位置的方式上有各自特点，因而在进行圆锥配合的计算和给定圆锥公差带时需要区别对待，行圆锥配合的计算和给定圆锥公差带时需要区别对待，它们的主要不同之处如下表：它们的主要不同之处如下表： 3)圆锥检验n由于圆锥加工成型后，无论是尺寸误差、还是角度误差的检验都比较困难。所以一般只靠机床精度保证。车间无法精检。n精度较高的圆锥检验时采用综合量规。n用综合量规检验时测量轴向位移。（把径向公差换算成轴向位移）圆锥配合的主要内容和要求圆锥配合的主要内容和要求了解圆锥配合特点了解圆锥配合特点了解圆锥配合的主要参数及误差（直径误差、锥角误差）了解圆锥配合的主要参数及误差（直径误差、锥角误差）理解两种误差对基面距的影响理解两种误差对基面距的影响