第八章 圆锥公差与检测
公差第8章 圆锥和角度的公差与配合
第8章 圆锥和角度的公差与配合学习目的和要求1．了解圆锥配合的特点、基本参数、形成方法和基本要求。
2．熟悉圆锥公差项目和给定方法；了解圆锥的配合种类及形成；掌握圆锥公差的标注。
3．熟悉角度公差。
4．了解锥度和角度的检测方法。
圆锥结合是一种常用的典型配合，在机械、仪器和工具中应用广泛。
锥度与锥角的标准化，对保证圆锥配合的互换性具有重要意义。
国家于2001年颁布了GB ／T157─200l 《圆锥的锥度与锥角系列》、GB ／T11334─2005《圆锥公差》GB ／T15754─1995《技术制图 圆锥的尺寸和公差标注》等标准，本章仅介绍这些标准的主要内容。
8．1 概 述8．1．l 圆锥配合的特点与圆柱配合相比较，圆锥配合具有如下特点：1．相配合的内、外两圆锥在轴向力的作用下，能自动对准中心，保证内、外圆锥体轴线具有较高的同轴度，且装拆方便。
2．圆锥配合的间隙和过盈，可随内、外圆锥体的轴向相互位置不同而得到调整，而且能补偿零件的磨损，延长配合的使用寿命。
3．圆锥的配合具有较好地自锁性和密封性。
圆锥配合虽然有以上优点，但它与圆柱体配合相比，影响互换性的参数比较复杂，加工和检验也较麻烦，故应用不如圆柱配合广泛。
8．1．2 圆锥配合的基本参数锥度与锥角的基本参数有圆锥表面、圆锥、圆锥长度、圆锥角、圆锥直径和锥度。
1．圆锥表面：由与轴线成一定角度，且一端 相交于轴线的一条线段(母线)，围绕着该轴线旋 转形成的表面，如图8-1所示。
2．圆锥体：由圆锥表面与一定尺寸所限定的几 何体。
3．圆锥长度L ：最大圆锥直径截面与最小圆 锥直径截面之间的轴向距离。
4．圆锥角α：在通过圆锥轴线的截面内， 图8-1 圆锥表面的形成 两条素线问的夹角。
5．圆锥直径：指与圆锥轴线垂直截面内的直径。
6．锥度C ：两个垂直圆锥轴线截面的圆 锥直径D 和d 之差与其两截面问的轴向距离 L 之比，如图8-2所示，即 C=LdD - (8 -1) 锥度C 与圆锥角α的关系为： 图8-2 圆锥的几何参数C=2 tan2α=1：21或cot 2α(8 -2)锥度一般用比何或分式表示，例如：C=1：20或1/20。
第八章圆锥的公差配合及检测
第二节
一、 圆锥公差的术语及定义
圆锥公差
1、公称圆锥：设计时给定的理想圆锥。（见图）
第二节
圆锥公差
2、极限圆锥；实际圆锥允许变动的界线。 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．
3、圆锥直径公差TD ：允许圆锥直径的变动量。即 允许的最大极限圆锥直径Dmax(或 dmax)与最小极 限圆锥直径Dmin(或dmin)之差：
第八章
圆锥的公差配合及检测
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 是机器、仪器和工具结构中常用 的联接与配合形式。
圆锥配合的特点 与圆柱配合相比，圆锥配合具有以下特点。
(1)圆锥结合具有较高的同轴度，对中性好，如 图所示。 (2)圆锥结合的配合性质可以调整。
(3)圆锥结合具有密封性好，内、外圆锥的表面 经过配对研磨后，配合起来具有良好的自锁 性和密封性，常被用在防止漏气、漏水等场 合。
第一节、锥度与锥角
一、常用术语及定义 1 、圆 锥
与轴线成一定角度，且一端相交于轴线的一条直 线（母线），围绕着该轴线旋转形成的圆锥表面（图 8一1）与一定尺寸所限定的几何体，称为圆锥。 外圆锥是外部表面为圆锥表面的几何体（图8一2） 内圆锥是内部表面为圆锥表面的几何体（图8一3）
圆锥角、圆锥直径
2、位移型圆锥配合
用调整内，外圆锥相对轴向位置的方法。 (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而形成配合。这种方式可以得到间隙配合和过盈配合。 如图 (a)所示为间隙配合的示例。 (4)由内、外圆锥实际初始位置Pa开始，施加一定的装配力 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 (b)所示。
第8章 圆锥的公差配合及检测
图8-1
图8-2
图8-3
5
锥度与锥角
6.锥度C：两个垂直于圆锥轴线的截面的圆 锥直径差与该两截面间的轴向距离之比。
•
Dd C L
锥度C与圆锥角α的关系为 1
C 2 tan
1 : cot 2 2 2
锥度关系式反映了圆锥直径、圆锥长度、圆锥角和锥度之 间的相互关系。 锥度一般用比例或分数形式表示。
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检验内、外椎体和锥角（度）的方法很多，常用 的检测方法列于表8-6，以供测量时选用参考。
2.圆锥配合的基本功能要求
配合表面接触均匀：要求内外锥体的锥度 大小尽可能一致，使各截面间的配合间隙 或过盈大小均匀，提高配合的紧密程度。
保证基面距（外圆锥和内圆锥基面间的距 离）在规定的范围内：要求圆锥配合不仅 锥度一致，还要求圆锥截面上的直径必须 具有一定的配合精度。
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二、圆锥配合的确定
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用圆锥量规检验工件的轴 向位移量时，圆锥量规的一 端有两条刻线（塞规）或台 阶（套规），其间的距离Z就 是允许的轴向位移量。若被 测椎体端面在量规的两条刻 线或台阶的两端面之间，则 被验椎体的轴向位移量合格 （图8-19）。
二、用平台规测量
平台测量是用平板、量块、正弦尺、 指示表和滚柱（或钢球）等常用计量器 具组合进行测量。这种测量方法的特点 是测量与被测角度有关的线值尺寸，通 过三角函数计算出被测角度值。 正弦尺是锥度测量常用的计量器具，分宽型和窄型两类， 每种型式又按两圆柱中心距L分为100mm和200mm两种，其主要 尺寸的偏差和工作部分的形状、位置误差都很小。在检测锥 度时，不确定度为1~5μm，通常测量公称锥角小于30°的锥 度。
几何量公差与检测 圆锥公差
5.图样上标注方法：标注在公称直径尺寸
12.5
其余 0.2 A-B
A B
T44X10-8
E
E
29
45
1680 150
1300
+2.5
1 .6 1.6
1 5°
6.3
0' ±2
15°±20
技术要求
11.4 1.积累公差 被测螺距长度mm 公差mm 小于等于60 0.020 小于等于300 0.035 小于等于1000 0.055 小于等于2000 0.065 2.中径尺寸一致性公差0.036mm 图9-16车床丝杆公差和技术要求标注示例
dmin
第五节、机床梯形螺纹丝杆和的精度与公差
梯形螺纹是传动螺纹中最为普遍的一种，它具 有传动平稳可靠的优点。许多机械产品中采 用梯形螺纹将旋转运动转为直线运动。
30° 15° 15°
P P/2
H1/2
H/2 H/2 H
0.366P
D 1d
D 2， d 2
0.366P
D 1， d 1
90
°
螺纹轴线
图9-14梯形螺纹的
1）. 螺旋线轴向公差，征对3-6级高精度丝杆
2）. 3）. 4）. 5）. 6）. 螺距公差和螺距累积公差 中经尺寸一致性公差 大径表面对螺纹轴线的径向园跳公差 牙侧角极限偏差 大径、中经和小经的极限偏差
4.丝杆和螺母的标记
由产品代号T、尺寸规格(公称直径X螺距)、 旋向代号、和精度等级代号依次书写。例： 公称直径40mm、螺距7mm、6级精度的左 旋丝杆螺纹 T40X7LH—6 线上
Pa P f
Pf
Pa
图8-7轴向位移形成的圆锥间隙配合
第八章-圆锥公差与检测教程文件
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第八章
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§1 圆锥公差与配合的基本术语和基本概念
一、圆锥的主要几何参数
1.圆锥角——是指在通过圆锥轴线的截面内，两条 素线间的夹角。
2. 圆锥直径——是指圆锥在垂直于其轴线的截面上 的直径，常用的圆锥直径有最大圆锥直径D、最小 圆锥直径d。
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二、用量规检验圆锥角偏差
内、外圆锥的圆锥角实际偏差可分别用圆锥量规 检验。
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三、间接测量圆锥角
间接测量圆锥角是 指测量与被测圆锥角有 一定函数关系的若干线 性尺寸，然后计算出被 测圆锥角的实际值。
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⑴ 面轮廓度法 面轮廓度法是指给出圆锥的理论正确圆锥角（或 锥度C ）、理论正确圆锥直径（D或d）和圆锥长度L， 标注面轮廓度公差。
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面轮廊度法标注圆锥公差的示例
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⑵ 基本锥度法
基本锥度法是指给出圆锥的公称圆锥角和 圆锥直径公差TD。标注公称圆锥直径（D或d） 及其极限偏差（按相对于该直径对称分布取 值）。
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2．极限圆锥、圆锥直径公差和圆锥直径公差区
极限圆锥是指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。
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3. 极限圆锥角、圆锥角公差和圆锥角公差区 极限圆锥角是指允许的上极限或下极限圆锥角，它们分
圆锥的公差与配合及检测
• 圆锥的公差与配合概述 • 圆锥的公差 • 圆锥的配合 • 圆锥的检测 • 圆锥的公差与配合的应用 • 圆锥的公差与配合的未来发展
01
圆锥的公差与配合概述
圆锥公差与配合的定义
圆锥公差
圆锥的尺寸、几何参数允许的变 动范围或容许误差。
圆锥配合
圆锥之间或圆锥与其他元件之间 的装配关系，包括间隙、过盈等 。
02
在测量时，需注意选择合适的 测量位置，一般选择在圆锥的 轴线上进行测量，以获取更准 确的测量结果。
03
圆锥表面粗糙度的公差范围需 要根据实际需求和标准进行确 定，以确保圆锥的配合精度和 使用性能。
圆锥形状误差检测
圆锥形状误差检测是衡量圆锥形状精度的关键 环节，通常采用比较测量法或光干涉法进行测 量。
02
圆锥的公差
圆锥直径公差
圆锥直径公差是指圆锥直径的实际值与基本尺寸之间的 允许变动量。
根据不同的精度等级，直径公差可分为IT0至IT18共20 个等级，其中IT表示国际公差。
公差的大小取决于圆锥的精度等级和加工方法，用于保 证圆锥的尺寸精度和互换性。
圆锥直径公差通常用字母F表示，并标注在圆锥直径尺 寸后面。
圆锥角度检测
圆锥角度检测是衡量圆锥形状的重要参数，通常采用角度测量仪进行测量。
在测量时，需注意圆锥角度的测量位置，一般选择在圆锥的轴线上进行测 量，以获取更准确的测量结果。
圆锥角度的公差范围也需要根据实际需求和标准进行确定，以确保圆锥的 配合精度。
圆锥表面粗糙度检测
01
圆锥表面粗糙度检测是衡量圆 锥表面质量的重要参数，通常 采用表面粗糙度测量仪进行测 量。
在机械制造中，圆锥的公差与配合是保证机械设备 运转精度、稳定性和寿命的重要因素。
圆锥的公差配合与检测
例7-1某结构型圆锥根据传递转矩的需要，最大 过盈量Ymax = 159µｍ，最小过盈量Ymin= 70µ ｍ，基本直径为φ100µm，锥度C =1:50，试确 定其内、外圆锥的直径公差代号。 注：本题解题过程见黑板。 第六节 锥度的检测 一、量规检验法 大批量生产条件下，圆锥的检验多用圆锥量规。 注：用课件和教具讲授如下内容： 间接测量法abαhl 二、间接测量法 注：用课件结合下图进行简单讲解。
本章小结 应小结如下内容： 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α、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/T11334—2005）规定了四项圆 锥公差（见表7-1）及两种圆锥公差给定方法。
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。 5．圆锥的检测方法有量规检验法和间接 测量法。
当对形状公差有更高要求时，可 再给出圆锥的形状公差。 该法通 常适用于对给定圆锥截面直径有 较高要求的情况。如某些阀类零 件中，两个相互结合的圆锥在规 定截面上要求接触良好，以保证 密封性。
第四节 圆锥配合 GB/T12360—2005《圆锥配合》规 定了圆锥配合的形成、术语及定义 和一般规定。标准适用于锥度C从1: 3至1: 500、圆锥长度从6至630 mm、 圆锥直径至500 mm的光滑圆锥的配 合。 一、圆锥配合的种类和基本功能要 求（自学）
互换性与测量技术第八章
三、锥度和角度的间接量法
第一节 基本术语及定义
二、圆锥公差的术语及定义
1．基本圆锥：设计时给定的圆锥，它是一种理想圆锥。 2．实际圆锥：实际圆锥是实际存在而可以通过测量得到的圆 锥。 3．极限圆锥和极限圆锥直径：极限圆锥和直径公差带与基本 圆锥共轴且圆锥角相等、直径分别为最大极限尺寸和最小极 限尺寸的两个圆锥称为极限圆锥。 4．圆锥直径公差和圆锥直径公差带：圆锥直径允许的变动量 称为圆锥直径公差，圆锥直径公差在整个圆锥长度内都适用。 5．给定截面圆锥直径公差和给定截面圆锥直径公差带：在垂 直于圆锥轴线的给定的圆锥截面内，圆锥直径的允许变动量 称为给定截面圆锥直径公差。
第一节 基本术语及定义
三、圆锥配合的术语及定义
1．圆锥配合：基本圆锥相同的内、外圆锥直径之
间，由于连接不同所形成的相互关系称为圆锥配合。圆 锥配合分为下列三种：具有间隙的配合称为间隙配合。 主要用于有相对运动的圆锥配合中，如车床主轴的圆锥 轴颈与滑动轴承的配合；具有过盈的配合称为过盈配合。 常用于定心传递扭矩，如带柄铰刀、扩孔钻的锥柄与机 床主轴锥孔的配合；可能具有间隙或过盈的配合称为过 渡配合，其中要求内、外圆锥紧密接触，间隙为零或稍 有过盈的配合称为紧密配合，它用于对中定心或密封。 为了保证良好的密封性，通常将内、外锥面成对研磨， 此时相配合的零件无互换性。
3．极限轴向位移和轴向位移公差：互结合的
内、外圆锥从实际初始位置移动到终止位置的距离 所允许的界限称为极限轴向位移。得到最小间隙或 最小过盈的轴向位移称为最小轴向位移；得到最大 间隙或最大过盈的轴向位移称为最大轴向位移。 4．初始位置和极限初始位置：在不施加力的 情况下，相互结合的内、外圆锥表面接触时的轴向 位置称为初始位置。初始位置所允许的变动界限称 为极限初始位置。其中一个极限初始位置为最小极 限内圆锥与最大极限外圆锥接触时的位置；另一个 极限初始位置为最大极限内圆锥与最小极限外圆锥 接触时的位置。实际初始位置必须位于极限初始位 置的范围内。
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第八章圆锥公差与检测
一．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）
1．圆锥配合时，可沿轴向进行相互位置的调整，因而比圆柱结合的互换性好。
（√）2．圆锥直径和锥度的制造误差都会引起圆锥配合基面距的变化。
（√）3．圆锥斜角误差对基面距无任何影响。
（×）
4．圆锥直径公差带用圆柱体公差与配合标准符号表示，其公差等级与该标准相同。
（√）
5．对于有配合要求的圆锥，推荐采用基孔制；对于没有配合要求的内、外圆锥，最好选用基本偏差JS和js。
（√）
二、填空题
27．圆锥配合的种类有间隙配合、过渡配合、过盈配合三类。
28．根据结合方式的不同，圆锥配合分为两种类型：结构型圆锥配合、位移型圆锥配合。
3．圆锥配合与圆柱配合相比较，其特点有自动定心好、配合性质可以调整、密封性好。
三、问答题：
1．圆锥公差的给定方法有哪几？各适用于什么场合？怎样标注？
对于一个具体给定的圆锥，并不需要将所规定的四项公差全部给出，而应根据零件的
功能要求给出所需的公差项目。
（1）给定圆锥直径公差T D和圆锥角α（或锥度C）
此时由T D确定了两个极限圆锥，圆锥角误差、圆锥直径误差和形状误差都应控制在此两极限圆锥所限定的区域内——即圆锥直径公差带内。
其实质是包容要求，标注时应在直径公差值后加注○T。
当对圆锥角公差和圆锥形状公差有更高要求时，可再加注圆锥角公差AT和圆锥形状公差T F，但AT a和T F只能占T D的一部分。
这种给定方法是设计中常用的一种方法，适用于有配合要求的内、外圆锥。
（2）给定圆锥角公差AT和给定截面内的圆锥直径公差T DS
此时，AT只用来控制截面的实际直径，AT只用来控制圆锥角误差，它们各自分别满足要求，其关系相当于独立原则。
当对圆锥形状精度有较高要求时，再单独给出形状公差T F。
它适用于对圆锥的某给定截面有较高要求的情况。
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