第8章圆锥的公差配合及检测新.ppt
互换性与技术测量,四川大学制造学院 朱鲁闯,第八章-圆锥的公差配合及检测,第五版教材,主要内容,第八章 圆锥的公差配合及检测 第一节 圆锥的锥度与锥角 第二节 圆锥公差 第三节 圆锥配合 第四节 锥度的测量,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,学 习 指 导,本章学习的目的是掌握圆锥结合的特点、基本功能要求和配合的形成方法，为合理选用圆锥的公差与配合，进行圆锥尺寸精度设计打下基础。学习要求是掌握圆锥结合的特点及锥度与锥角、圆锥公差中的术语定义；掌握圆锥公差项目及给定方法；掌握圆锥配合的形成方法以及结构型圆锥配合的确定方法。了解位移型圆锥配合的确定方法。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,概述,锥度在机器结构中应用广泛。圆锥配合是各种机械常用的联结和配合型式。圆锥结合具有较高的同轴度、配合自锁性好、密封性好、间隙和过盈可以调整、能传递一定扭矩、传动副简单可靠、装拆方便等优点。锥度公差的标准化，是提高产品质量，保证零、部件的互换性不可缺少的环节。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,概述,旧的圆锥结合国家标准：GB 157-1989：锥度与锥角系列GB 11334-1989：圆锥公差GB 12360-1990：圆锥配合GB 11852-1989：圆锥量规公差与技术条件圆锥结合最新国家标准：GB/T 157-2001：产品几何量技术规范(GPS)圆锥的锥度与角度系列GB/T 11334-2005：圆锥公差GB/T 12360-2005：圆锥配合GB/T 11852-2003：圆锥量规公差与技术条件,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,圆锥及圆锥结合图例,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,概述,圆锥结合的特点：间隙或过盈可以调整。通过内、外圆锥面的轴向位移，可以调整间隙或过盈来满足不同的工作要求；能补偿磨损，延长使用寿命；但在圆柱配合中，间隙、过盈的大小不能调整。对中性好，即易保证配合的同轴度要求。由于间隙可以调整，因而可以消除间隙，实现内外圆锥轴线的对中（内外圆锥在轴向力的作用下自动对中，以保证内外圆锥体的轴线具有较高精度的同轴度）。容易拆卸，且经多次拆装不降低同轴度。而圆柱间隙配合中，孔与轴的轴线不重合。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,概述,圆锥结合的特点：圆锥结合具有较好的自锁性和密封性。内外圆锥表面成对研磨，虽无互换性，但配合起来具有良好的自锁性和密封性（有过盈，钻头锥炳与主轴联接）。不足之处：圆锥配合结构复杂，影响互换性的参数比较多，加工和检验都比较困难，不适合于孔轴轴向相对位置要求较高的场合。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.1 锥度与锥角,1.圆锥表面：与轴线成一定角度，且一端相交与轴线的一根直线(母线)，围绕着该轴线旋转形成的表面。2.圆锥：由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。外圆锥是外表面为圆锥表面的几何体；内圆锥是内表面为圆锥表面的几何体。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.1.1 常用术语及定义,3.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。圆锥角的代号为，斜角（圆锥角之半）的代号为/2。,8.1 锥度与锥角,4.圆锥直径：圆锥在垂直于轴线截面上的直径。常用圆锥直径有：最大圆锥直径D、最小圆锥直径d和给定截面圆锥直径dx。5.圆锥长度L：最大圆锥直径D与最小圆锥直径d之间的轴向距离。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.1.1 常用术语及定义,6.锥度C：两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径差与该两截面间的轴向距离之比称为锥度。常用比例或分式表示。,8.1 锥度与锥角,镀角与锥度系列：为减少加工圆锥形体零件所用专用刀具（定值刀）、量具种类与规格而采用国家标准的形式进行规定。一般用途：GB/T 157-2001规定21种（见表8-1），其中第一系列优先选用，第二系列为第一系列不满足时选用。适用于一般机械零件中的光滑圆锥表面。国标GB/T 157-2001规定了特殊用途圆锥的锥度与锥角系列（见表8-2），它通常只适用于表中说明栏所规定的应用范围。特殊用途的莫氏锥度在工具行业中应用极广。其有关参数、尺寸及公差在国标GB/T 1443-1985中专门规定。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.1.2 锥度与锥角系列,锥度与锥角系列：,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,一般用途圆锥的锥度与锥角（摘自GB/T 157-2001）,锥度与锥角系列：,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,一般用途圆锥的锥度与锥角(续)（摘自GB/T 157-2001）,锥度与锥角的应用：,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,锥度与锥角的应用(续)：,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2 圆锥公差,国准GB/T 11334-2005圆锥公差，适用于锥角C=1:31:500，圆锥长度L=6630的光滑圆锥工件。1.公称圆锥：设计给定的理想形状的圆锥。公称圆锥可以用两种方式确定：,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.1 圆锥公差的术语及定义,给定两个公称圆锥直径和一个公称圆锥长度（D、d、L）；给定一个公称圆锥直径(D、d、dx)、公称圆锥长度L、公称圆锥角（或公称锥度C）。,8.2 圆锥公差,2.极限圆锥：实际圆锥允许变动的界限。分为最大、最小极限圆锥。极限圆锥与公称圆锥共轴且圆锥角相等，直径分别为上极限直径和下极限直径的两个圆锥。在垂直圆锥轴线的任一截面上，这两个圆锥的直径差都相等。合格的实际圆锥必须在两个极限圆锥限定的空间区域内。3.圆锥直径公差TD：圆锥直径的允许变动量。其数值等于允许的上极限圆锥直径与下极限圆锥直径之差：TD=Dmax Dmin=dmax dmin,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.1 圆锥公差的术语及定义,8.2 圆锥公差,4.圆锥直径公差区（带）：两个极限圆锥所限定的区域。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.1 圆锥公差的术语及定义,8.2 圆锥公差,5.圆锥角公差AT(AT或ATD)：圆锥角的允许变动量。AT=(maxmin),第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.1 圆锥公差的术语及定义,圆锥角公差另一种表示形式：,AtD-长度单位微米。,AtD=AtL10-3,At-角度单位微弧度；,6.圆锥角公差区(带)：两个极限圆锥角所限定的区域。,8.2 圆锥公差,7.给定截面圆锥直径公差TDS：在垂直于圆锥轴线的给定截面内，圆锥直径允许的变动量。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.1 圆锥公差的术语及定义,x,dx,A,A,A-A,TDS/2,给定截面圆锥直径公差区,8.给定截面圆锥直径公差区：在给定的圆锥截面内，由两个同心圆所限定的区域。,8.2 圆锥公差,9.圆锥的形状公差TF：圆锥形状公差TF包含两种：圆锥素线直线度公差：在圆锥轴向平面内，允许实际素线形状的最大变动量。其公差区(带)是在给定截面上，距离为公差值TF的两条平行直线间的区域；截面圆度公差：在圆锥轴线法向截面上，允许截面形状的最大变动量。其公差区(带)是半径差为公差值TF的两同心圆间的区域。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.1 圆锥公差的术语及定义,8.2 圆锥公差,一、圆锥公差项目为了满足圆锥联结功能和使用要求，国家标准GB/T 11334-2005圆锥公差规定了四项公差项目：圆锥直径公差TD 圆锥角公差AT 圆锥形状公差TF 给定截面圆锥直径公差TDS,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.2 圆锥公差值和给定方法,8.2 圆锥公差,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.2 圆锥公差值和给定方法,图例：圆锥直径公差TD及圆锥直径公差区,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,极限圆锥与圆锥公差区,8.2 圆锥公差,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.2 圆锥公差值和给定方法,图例：圆锥角公差AT及其公差区,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,极限圆锥角与圆锥角公差区,图例：圆锥角公差AT及其公差区,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,圆锥角的极限偏差,8.2 圆锥公差,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.2 圆锥公差值和给定方法,图例：给定截面圆锥直径公差TDS及其公差区,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,给定截面圆锥直径公差与公差区,8.2 圆锥公差,二、圆锥公差给定方法对一个具体的圆锥零件，并不都需要给定上述四项公差，而是按圆锥零件的功能要求和工艺特点选取公差项目。我国国家标准规定了两种圆锥公差的给定方法：给定圆锥的公称圆锥角（或锥度C）和圆锥直径公差TD。由TD确定两个极限圆锥。同时给出给定截面圆锥直径公差TDS和圆锥角公差AT。TDS仅控制该给定截面圆锥直径公差。TDS和AT分别规定公差并需要分别满足。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.2 圆锥公差值和给定方法,8.2 圆锥公差,方法一：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，所给出的圆锥直径公差具有综合性。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.2 圆锥公差值和给定方法,图例：圆锥公差给定方法一标注,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,圆锥公差给定方法方法一（包容要求）标注,8.2 圆锥公差,方法二：同时给出给定截面圆锥直径公TDS和圆锥角公差。并分别满足要求。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.2.2 圆锥公差值和给定方法,8.3 圆锥配合,GB/T 12360-2005圆锥配合适用于锥度C=1：31：500，圆锥长度L=6630mm；圆锥直径D500mm的光滑圆锥的配合。圆锥配合是由相同尺寸（公称圆锥直径、公称圆锥角或公称锥度）的内、外圆锥形成配合，公差带数值按大径D确定，其间隙或过盈在垂直于轴线方向上形成，与锥角大小无关。根据内、外锥相对于轴线位置的不同，可以获得间隙、过渡或过盈配合等不同配合性质的配合。按内、外圆锥相对位置的确定方法可分成二种：1）结构型圆锥配合 2）位移型圆锥配合,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.1 圆锥配合的特征,8.3 圆锥配合,结构型圆锥配合：用适当的结构，使内、外圆锥保持固定的相对轴向位置，以圆锥直径公差区相对位置形成不同配合。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.1 圆锥配合的特征,由轴肩接触确定最终位置,由结构尺寸确定最终位置,8.3 圆锥配合,位移型圆锥配合：调整内、外圆锥相对轴向位置的方法获得不同配合。（用于间隙或过盈配合，不用于过渡配合）,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.1 圆锥配合的特征,作一定轴向位移确定轴向位置,施加一定装配力确定轴向位置,8.3 圆锥配合,结构型圆锥配合的性质与圆柱体配合相同，是由内外圆锥直径公差带相对位置决定。故下述术语主要对位移型圆锥配合适用。实际初始位置Pa：不施加轴向力时，相互结合的内、外实际圆锥的表面接触时的轴向位置。极限初始位置（P1，P2）：实际初始位置允许变动的两个界限。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.2 圆锥配合的术语及定义,合格的内、外圆锥相接触时，Pa一定位于P1和P2之间。,8.3 圆锥配合,3）初始位置公差Tp：实际初始位置的变动量。它实际是P1P2的距离。4）终止位置pf：相互结合的内、外圆锥，为得到要求配合性质（间隙或过盈）所规定的相对轴向位置。pf由给定的轴向位移值或轴向装配力来达到。5）轴向位移Ea：内圆锥或外圆锥，从初始位置Pa到终止位置pf轴向移动的距离（决定间隙或过盈大小）。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.2 圆锥配合的术语及定义,8.3 圆锥配合,6）极限轴向位移（Ea max，Ea min）：轴向距离允许变动的界限。即Ea的允许变动界限：最大轴向位移Ea max是使圆锥配合得到最大间隙Xmax或最大过盈Xmax时，内或外圆锥到达终止位置的轴向位移最小轴向位移Ea min是使圆锥配合得到最小间隙Ymin或最小过盈Ymin时，内或外圆锥到达终止位置的轴向位移,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.2 圆锥配合的术语及定义,7）轴向位移公差TE：轴向位移时允许变动量。它等于最大、最小轴向位移之差。,轴向位移公差反映了配合松紧的变化情况，它的给定取决于配合精度的要求。,8.3 圆锥配合,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.2 圆锥配合的术语及定义,-实际初始位置；-最小过盈位置；-最大过盈位置,Pa,Ea max,TE,Ymax/2,Ymin/2,Ea min,8.3 圆锥配合,8）极限圆锥直径配合量TDf：圆锥配合在配合直径上允许的间隙或过盈的变动量。（等同圆柱轴孔配合的“配合公差”）：对于结构型圆锥配合：圆锥直径间隙配合量：TDf=Xmax-Xmin 圆锥直径过盈配合量：TDf=Ymin-Ymax 圆锥直径过渡配合量：TDf=Xmax-YDmax 圆锥直径配合量：TDf=TDi+TDe 对于位移型圆锥配合 圆锥直径间隙配合量：TDf=Xmax-Xmin=TE X C 圆锥直径过盈配合量：TDf=Ymin-Ymax=TE X C,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.2 圆锥配合的术语及定义,8.3 圆锥配合,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.3 圆锥配合的确定结构型圆锥配合,8.3 圆锥配合,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.3 圆锥配合的确定位移型圆锥配合,例题：圆锥配合,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,例题：圆锥配合基本直径D=100，c=1:50，要求形成H8/u7相同配合性质，计算轴向位移？由GB18011999知，100 H8/u7为基孔制过盈配合。,+0-,H8,u7,54m,124m,159m,例题：圆锥配合,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,例题：圆锥配合基本直径D=100，c=1:50，要求形成H8/u7相同配合性质，计算轴向位移？,8.3 圆锥配合,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.3.4 圆锥角偏差对圆锥配合的影响8.3.5 圆锥轴向极限偏差的计算8.3.6 相配内、外圆锥的公差标注（自学）,8.4 锥度的测量,一.用圆锥量规测量 大批量生产条件下，圆锥的检验多用圆锥量规。圆锥量规用来检验实际内、外圆锥工件的锥度和直径偏差。检验内圆锥用圆锥塞规，检验外圆锥用圆锥环规，如右图所示。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,圆锥量规图示,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,8.4 锥度的测量,二.用平台测量-间接测量法 通过平板、量块、正弦规、指示计和滚柱（或钢球）等常用计量器具组合，测量锥度或角度有关的尺寸，按几何关系换算出被测的锥度或角度。下页图示是用正弦规测量锥度。下页图所示是用正弦规测量外圆锥锥度。测量前先按公式h=Lsin（式中为公称圆锥角；L为正弦规两圆柱中心距）计算并组合量块组，然后按图所示进行测量。工件锥度偏差C=(h ah b)式中h a、h b分别为指示表在a、b两点的读数，为a、b两点间距离。,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,锥度的测量-正弦尺测量圆锥量规,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,锥度的测量-用圆柱测外圆锥角,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,锥度的测量-用钢球测量内锥角,第8章 圆锥的公差配合及检测,互换性与技术测量,Sin=,本 章 小 结,1.圆锥结合的特点 圆锥结合具有较高的同轴度，自锁性好，密封性好，间隙和过盈可以调整等优点。2.主要术语 圆锥结合的主要术语有：圆锥角、圆锥直径（最大圆锥直径D、最小圆锥直径d）、锥度C、公称圆锥、实际圆锥、实际圆锥直径、极限圆锥、极限圆锥直径。3.圆锥公差 圆锥公差（GB/T113342005）规定了四项圆锥公差及两种圆锥公差给定方法。,互换性与技术测量,第8章 圆锥的公差配合及检测,本 章 小 结,4.圆锥配合 圆锥配合的种类分为三种，分别是间隙配合、过盈配合、紧密配合（也称过渡配合）。圆锥配合有别于圆柱配合的主要特点是：通过内、外圆锥相对轴向位置调整间隙或过盈，可得到不同配合性质的配合。圆锥配合时，按确定内、外圆锥相对位置的方法的不同，可分为结构型圆锥配合和位移型圆锥配合。了解和掌握它们的特点及配合的确定。5.圆锥的检测方法有量规检验法和间接测量法。,互换性与技术测量,第8章 圆锥的公差配合及检测,
