互换性与技术测量：第7章 圆锥的公差与配合

1、华南理工大学机械与汽车工程学院1第7章 圆锥的公差与配合7.1 圆锥与圆锥配合1. 圆锥配合的特点（1）容易实现紧密配合。（2）配合形成的间隙或过盈可以方便地调整。（3）可自动定心。（4）圆锥结合的结构较为复杂，加工和检测也较为困难，故不如圆柱配合应用广泛。图7-1 圆柱配合和圆锥配合对比华南理工大学机械与汽车工程学院2第七章 圆锥的公差与配合2. 圆锥及其配合的基本参数圆锥的基本参数。（1）圆锥角。（2）圆锥素线角/2。（3）圆锥直径。（4）圆锥长度。（5）锥度。C =(D - d)/L2tan(/2)。常用比例表示。图7-2 圆锥的基本参数华南理工大学机械与汽车工程学院3第七章 圆锥的公差

2、与配合圆锥配合的基本参数。（1）圆锥配合长度。内、外圆锥配合面间的轴向距离，用H表示。（2）基面距。相互结合的内、外圆锥基面间的距离，用a表示。基面距用来确定内、外圆锥的轴向相对位置。基面距的位置取决于所指定的基本直径。若以内圆锥最大直径Di为基本直径，则基面距在大端；若以外圆锥最小直径de为基本直径，则基面距在小端。图7-3 圆锥配合的基本参数华南理工大学机械与汽车工程学院4第七章 圆锥的公差与配合3.圆锥配合种类与用途（1）间隙配合。内、外圆锥之间具有间隙，它可在装配过程中通过调整轴向相对位置获得，精细的调整可以得到很合适的松紧，磨损后间隙的改变亦很容易得到调整，这类配合常用于机床主轴锥形

3、轴颈与轴承套的可调间隙的装配。（2）紧密配合。内、外圆锥面贴紧，具有很好的密封性，可以防止液体、气体的泄漏。这类配合可用于管道接头或阀门，如内燃机的进、排气阀与阀体，燃气器具中的气路开关以及液压气动管路接头。（3）过盈配合。较大的轴向压紧力可以得到有过盈的配合，既可自动定心又可自锁，同时可以传递较大的扭矩，非常适用于经常需要拆换刀具等的安装结构，还可以用于锥销定位、车床尾架顶尖的安装等。由于圆锥结合的结构较为复杂，影响配合的因素除直径尺寸外，还有角度因素，加上加工检验也较困难，所以圆锥配合主要用在较重要或有特殊要求的结构上。华南理工大学机械与汽车工程学院5第七章 圆锥的公差与配合4. 圆锥配合

4、的形成方法及使用要求（1）由内、外圆锥的结构确定装配的最终位置而形成配合。图7-4所示为由轴肩接触确定最终位置的示例。（2）由内、外圆锥基准平面之间的尺寸确定装配后的最终位置而获得的配合。图7-5所示为由结构尺寸a得到过盈配合的示例。 图7-4 由轴肩接触确定最终位置 图7-5 由结构尺寸确定最终位置华南理工大学机械与汽车工程学院6第七章 圆锥的公差与配合4. 圆锥配合的形成方法及使用要求（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而形成的配合。这种形成方式可得到间隙或过盈配合，图7-6所示为间隙配合的示例。实际初始位置是指在不施加力的情况下相互结合的内、外圆锥表面接触时的

5、轴向位置。（4）由内、外圆锥实际初始位置Pa开始，施加一定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7-7所示。 图7-6 作一定轴向位移确定轴向位置 图7-7 施加一定装配力确定轴向位置华南理工大学机械与汽车工程学院7第七章 圆锥的公差与配合5. 锥度与锥角系列（1）一般用途圆锥的锥度与锥角 表7-1 般用途圆锥的锥度与锥角（摘自GB/T 157-2001）华南理工大学机械与汽车工程学院8第七章 圆锥的公差与配合5. 锥度与锥角系列 表7-2 一般用途圆锥的应用情况华南理工大学机械与汽车工程学院9第七章 圆锥的公差与配合5. 锥度与锥角系列（2）特殊用途圆锥的锥度与锥角 表

6、7-3 特殊用途圆锥的锥度与锥角（摘自GB/T 157-2001）华南理工大学机械与汽车工程学院10第七章 圆锥的公差与配合7.2 圆锥公差及其应用1. 圆锥几何误差对圆锥配合的影响（1）直径误差的影响对于结构型圆锥，由于基面距确定，直径误差影响圆锥配合的实际间隙或过盈的大小。影响情况和圆柱的一样。对于位移型圆锥，直径误差影响圆锥配合的实际初始位置，影响装配后的基面距。（2）圆锥角误差的影响不管是哪种类型圆锥配合，圆锥角误差都会影响接触均匀性。对于位移型圆锥，有时还影响基面距。（3）圆锥形状误差对配合的影响圆锥形状误差是指素线直线度误差和横截面的圆度误差，主要影响配合表面的接触精度。对于间隙配

7、合，它会使其间隙大小不均匀，磨损加快，影响使用寿命；对于过盈配合，它会使接触面积减小，传递转矩减小，连接不可靠；对于紧密配合，它会影响其密封性。华南理工大学机械与汽车工程学院11第七章 圆锥的公差与配合2. 圆锥公差（1）圆锥直径公差TD在圆锥任意一个径向截面上允许直径的变动量称为圆锥直径公差。其公差带为两个极限圆锥所限定的区域。极限圆锥是最大、最小极限圆锥的统称，它们与基本圆锥共轴且圆锥角相等，在垂直于轴线的任意截面上两圆锥的直径差相等。圆锥直径公差TD以圆锥大端直径作为基本尺寸，按GB/T 1800规定的标准公差和基本偏差中选取，公差配合的标注方法与圆柱体配合相同。图7-8 圆锥直径公差带

8、华南理工大学机械与汽车工程学院12第七章 圆锥的公差与配合2. 圆锥公差（2）圆锥角公差AT它是指圆锥角的允许变动量。圆锥角公差带是两个极限圆锥角所限定的区域。极限圆锥角是指允许的最大圆锥角max和最小圆锥角min（见图7-9）。GB/T 11334-2005对圆锥角公差规定了12个等级，其中ATl为最高公差等级，其余依次降低。AT4AT8级圆锥角公差数值如表7-4所示。图7-9 圆锥角公差带华南理工大学机械与汽车工程学院13第七章 圆锥的公差与配合表7-4 圆锥角公差数值（摘自GB/T 11334-2005）华南理工大学机械与汽车工程学院14第七章 圆锥的公差与配合2. 圆锥公差（3）圆锥的

9、形状公差TF圆锥的形状公差TF包括素线直线度公差和截面圆度公差，推荐按GB/T 1184-1996中附录B“图样上注出公差值的规定”选取。（4）给定截面圆锥直径公差TDS指在垂直于圆锥轴线的给定截面内圆锥直径的允许变动量，它仅适用于该给定截面的圆锥直径。其公差带是在给定的截面内两同心圆所限定的区域，如图7-10所示。TDS公差带所限定的是平面区城，TD公差带限定的是空间区域。图7-10 给定截面圆锥直径公差带华南理工大学机械与汽车工程学院15第七章 圆锥的公差与配合3. 圆锥公差的给定方法（1）给出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。此时，圆锥角误差和圆

10、锥的形状误差均应在极限圆锥所限定的区域内，如图7-11所示。通常适用于有配合要求的内、外圆锥。图7-11 标注方法一的示例及公差带华南理工大学机械与汽车工程学院16第七章 圆锥的公差与配合3. 圆锥公差的给定方法（2）给出给定截面圆锥直径公差TDS和圆锥角公差AT是独立的，应分别满足，如图7-12所示。通常适用于对给定圆锥截面直径有较高要求的情况。图7-12 标注方法二的示例及公差带华南理工大学机械与汽车工程学院17第七章 圆锥的公差与配合4. 圆锥公差的选用（1）直径公差的选用（2）圆锥角公差的选用5. 未注公差角度的极限偏差未注公差角度的极限偏差与线性尺寸的未注公差一样，属于一般公差，它是

11、在车间一般加工条件下可以保证的公差，不在图样上注出可使图样简洁，使其他重要的角度公差要求更加明了。表7-5 未注公差角度的极限偏差（摘自GB/T 1804-2000）华南理工大学机械与汽车工程学院18第七章 圆锥的公差与配合7.3 圆锥角和锥度的测量1. 锥度和角度的相对测量法用锥度或角度的定值量具与被测的锥度和角度相比较，用涂色法或光隙法估计被测锥度或角度的偏差。在成批生产中常用圆锥量规检验圆锥工件的锥度和基面距偏差。圆锥量规分为圆锥塞规和环规，图7-13（a）所示为不带扁尾的圆锥量规，如图7-13（b）所示为带扁尾的圆锥量规。华南理工大学机械与汽车工程学院19第七章 圆锥的公差与配合7.3

12、 圆锥角和锥度的测量1. 锥度和角度的相对测量法除圆锥量规外，对于外圆锥还可以用锥度样板（如图7-15所示）检验，合格的外圆锥最小圆锥直径应处在样板上两条刻线之间，锥度的正确性利用光隙判断。图7-14 圆锥量规检验示意图图7-15 锥度样板华南理工大学机械与汽车工程学院20第七章 圆锥的公差与配合2. 锥度和角度的绝对测量法万能角度尺结构如下：基尺4固定在尺座3上，游标1和扇形板6可以沿尺座移动，用制动头5制动。在扇形板上有卡块10装着角尺7，角尺上又有卡块9装着直尺8，2是微动装置。该万能角尺是根据游标原理制成的。在尺座上刻有基本角度标尺，尺上朝中心方向均匀地刺着12l条刻线，每两条刻线间的夹角是1；游标上共刻3l条刻线，每两条刻线问的夹角是（29/30），尺座和游标每一刻度间隔所夹角度之差为1（29/30）（1/30）2图7-16 万能角度尺华南理工大学