公差配合与检测技术 第8章 圆锥的互换性与检测

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1、第8章圆锥的互换性与检测课前导读圆锥面是组成机械零件的一种常用的典型几何要素，圆锥结合是常用的联接与配合形式，但影响互换性的参数比较多，加工和检测也较困难，故对圆锥规定了多项公差要求，以满足互换性和机器的使用要求。基础知识圆锥配合的基本几何参数重点知识圆锥公差及其给定方法难点知识圆锥配合的四种形成方式8.1概述8.1.1圆锥配合的特点影响圆锥结合的互换性的因素除了直径外，还多了个圆锥角，因此圆锥结合有圆柱结合不可替代的特点，归纳起来有以下四个方面：密封性能好；对中性能高；自锁性能强；间隙可以调整。如图8-1所示，为磨床砂轮主轴的圆锥轴颈与滑动轴承的配合，该配合的特点是相互结合的内、外圆锥能

2、相对运动，故间隙大小可以调整。如图8-2所示，为内燃机中凸轮配气机构，其中气门与气门座的配合采用了成对研磨的圆锥面，使得该配合具有良好的对中性和密封性。如图8-3所示，为铰刀的浮动连接，其中过渡套筒与车床尾座套筒的配合具有自锁性，且铰刀尾柄与活动锥套的过盈量大小可以调节，用以传递扭矩。8.1.2圆锥配合的基本几何参数1、圆锥角在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角，称为圆锥角α，如图8-4所示。对于内圆锥，用αi表示；对外圆锥，用αe表示。相互结合的内、外圆锥，其基本圆锥角是相等的。2、圆锥素线角指圆锥素线与其轴线间的夹角，它等于圆锥角之半，即α/2。5、圆锥配合长度指内、外圆锥配合面的

3、轴向距离，用符号Lp表示。6、锥度指圆锥的最大直径与其最小直径之差对圆锥长度之比，用符号C表示。即C==2tan。锥度常用比例或分数表示，例如C=1：20或C=1/20等。3、圆锥直径指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。任意给定截面圆锥直径dx（距锥面有一定距离）。设计时，一般选用内圆锥的最大直径Di或外圆锥的最小直径de作为基准直径。4、圆锥长度指圆锥的最大直径与其最小直径之间的距离。内、外圆锥长度分别为Li、Le来表示。D-daL27、基面距指相互结合的内、外圆锥基准面间的距离，用符号a表示。8、基本圆锥基本圆锥为设计给定的

4、圆锥。基本圆锥指的是在该圆锥上，所有几何参数均为其基本值。基本圆锥标准规定可用两种形式表示：（1）一个基本圆锥直径(最大圆锥直径D，最小圆锥直径d，给定截面圆锥直径dx)、基本圆锥长度L、基本圆锥角α或基本锥度C。（2）两个基本圆锥直径和基本圆锥度长度L。以上几何参数，均为基本尺寸。8.1.3锥度与锥角系列GB/T157-2001《锥度与锥角系列》国家标准中，将锥度与锥角系列分为两类，一类为一般用途圆锥的锥度与锥角，见表8-1；另一类为特殊用途的圆锥的锥度与锥角，见表8-2。特殊用途的锥度与锥角的应用，仅限于表8-2备注栏中所说明的场合。8.2圆锥公差8.2.1圆锥公差及其给定方法1、圆锥

5、直径公差（TD）GB/T11334—1989将圆锥公差分为：圆锥直径公差、圆锥角公差、圆锥的形状公差及给定截面圆锥直径公差，其特点如下。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（dmax）与最小极限圆锥直径Dmin（或dmin）之差，如图8-5所示。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8-6所示。2.圆锥角公差（AT）AT有两种表示方法：ATα与ATD。前者为角度值，后者为线性值。二者关系为：ATD=ATα×L×10-3国标规定，圆锥角公差AT共分12个公差等级，用符号AT1、AT2…、AT12表示，AT

6、4~AT9公差数值见表8-3。圆锥角的极限偏差可按单向或双向（对称或不对称）取值，如图8-8所示。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αmax与αmin是圆锥直径公差内可能产生的极限圆锥角，如图8-7所示。表8-4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误差Δαmax。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和圆度公差。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。如图8-7所示，对于要求较高的圆锥工件，应单独按要求给定形状公差TF，如需要其数值可按直线度和圆度公差等级表格中查

7、取。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。其公差带为在给定的圆锥截面内，由两个同心圆所限定的区域，如图8-9所示。给定截面圆锥直径公差数值是以给定截面圆锥直径dx为基本尺寸，可按尺寸标准公差表中查取。一般情况不规定给定截面圆锥直径公差，只有对圆锥工件有特殊需求（如阀类零件中，在配合的圆锥给定截面上要求接触良好，以保证密封性）时，才规定此项公差，但