互换性与技术测量互换性与技术测量四川大学制造学院四川大学制造学院 第八章第八章-圆锥的公差配合及检测圆锥的公差配合及检测第五版教材主要内容主要内容 第八章第八章 圆锥的公差配合及检测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xLddxD学学 习习 指指 导导 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基准平面axLddxD圆锥结合的特点：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 8.1 锥度与锥角锥度与锥角 1. 1.圆锥表面圆锥表面：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. 2.圆锥圆锥：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 8.1.1 常用术语及定义常用术语及定义/2圆锥表面轴线母线 3. 3.圆锥角圆锥角 ：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/28.1 8.1 锥度与锥角锥度与锥角 4.4.圆锥直径圆锥直径：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 5.5.圆锥长度圆锥长度L 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 8.1.1 常用术语及定义常用术语及定义 6. 6.锥度锥度C 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xLddxD8.1 8.1 锥度与锥角锥度与锥角 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 8.1.2 锥度与锥角系列锥度与锥角系列锥度与锥角系列：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：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：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标记应 用 范 围120节气阀，汽车、拖拉机阀门90重型顶尖、重型中心孔，阀的阀销锥体，沉头螺钉751013mm埋头螺钉，沉头及半沉头铆钉头60顶尖，中心孔，弹簧夹头，埋头钻45埋头及半埋头铆钉30摩擦离合器，弹簧夹头13受轴向力易拆开的结合面，摩擦离合器15受轴向力的结合面，锥形摩擦离合器，磨床主轴17重型机床顶尖，旋塞锥度与锥角的应用锥度与锥角的应用( (续续) )：第8章 圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量标记应 用 范 围18联轴器和轴的结合面110受轴向力、横向力和扭矩的结合面，电机及机器的锥形轴伸，主轴承调节套筒112滚动轴承的衬套115受轴向力零件的结合面，主轴齿轮的结合面120机床主轴，刀具刀杆的尾部，锥形绞刀，心轴130锥形绞刀，套式绞刀及扩孔钻的刀杆尾部，主轴颈150圆锥销，锥形绞刀，量规尾部1100受陡震及静变载荷的不需拆开的联结件（如心轴等）1200受陡震及冲击变载荷的不需拆开的联结件（如圆锥螺栓、导轨镶条等）8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差 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 8.2.1 圆锥公差的术语及定义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）xLddxDC8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差 2. 极限圆锥极限圆锥：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.圆锥直径公差圆锥直径公差T TD D：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 8.2.1 圆锥公差的术语及定义圆锥公差的术语及定义8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差 4.圆锥直径公差区（带）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 8.2.1 圆锥公差的术语及定义圆锥公差的术语及定义Dmin圆锥素线的形状公差区(带)实际圆锥极限圆锥L圆锥直径公差区(带)AATD/2DmaxdmindmaxTD/2A圆锥圆度公差区(带)A8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差 5.圆锥角公差圆锥角公差ATAT(AT(AT 或或ATATD D) )：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 8.2.1 圆锥公差的术语及定义圆锥公差的术语及定义L圆锥角公差区 ATD/2minAT/2 max 圆锥角公差另一种表示形式：ATD -长度单位微米ATD = AT L10-3AT-角度单位微弧度； 6.圆锥角公差区圆锥角公差区( (带带) )：两个极限圆锥角所限定的区域8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差 7. 给定截面圆锥直径公差给定截面圆锥直径公差T TDSDS：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 8.2.1 圆锥公差的术语及定义圆锥公差的术语及定义xdxAAA-ATDS/2给定截面圆锥直径公差区 8. 给定截面圆锥直径公差区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 8.2 圆锥公差圆锥公差 9.圆锥的形状公差圆锥的形状公差T TF F：圆锥形状公差T TF F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 8.2.1 圆锥公差的术语及定义圆锥公差的术语及定义8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差一、圆锥公差项目一、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 8.2.2 圆锥公差值和给定方法圆锥公差值和给定方法8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差第8章 圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量8.2.2 8.2.2 圆锥公差值和给定方法圆锥公差值和给定方法圆锥公差项目及代号定义公差值及有关规定（1）圆锥直径公差TD及圆锥直径公差区TD是圆锥直径的允许变动量它等于两个极限圆锥直径之差，并适用于圆锥的全长可表示为 TD = DmaxDmin = dmaxdmin 其公差区是由两个极限圆锥所限定的区域，如下页图所示TD的公差等级和数值及以公差带的代号以公称圆锥直径（一般取最大圆锥直径D）为公称尺寸按圆柱公差GB/T1800.31998极限与配合标准规定选取。
对于有配合要求的圆锥，其内、外圆锥直径公差区位置，按GB123601990圆锥配合中有关规定选取对于无配合要求的圆锥，其内、外圆锥直径公差带位置，建议选用基本偏差Js、js确定内、外圆锥的公差区位置图例：圆锥直径公差图例：圆锥直径公差T TD D及圆锥直径公差区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Dmin圆锥素线的形状公差带实际圆锥极限圆锥L圆锥直径公差区AATD/2DmaxdmindmaxTD/2A圆锥素线的形状公差带A8.2 8.2 圆锥公差圆锥公差第8章 圆锥的公差配合及检测互换性与技术测量8.2.2 8.2.2 圆锥公差值和给定方法圆锥公差值和给定方法圆锥公差项目及代号定义公差值及有关规定（2）圆锥角公差AT及其公差区圆锥角的允许变动量称为圆锥角公差，其数值为上极限与下极限圆锥角之差，可表示为AT = max min 圆锥角公差的公差区是两个极限圆锥角所限定的区域，如下图所示AT按加工精度的高低分为12个等级，其中AT1级精度最高，AT12级精度最低，AT4AT9级圆锥角公差数值见表8-4圆锥角公差AT，可用角度值AT或线性值ATD给定。
AT与ATD的换算关系为：ATD = ATL10 式中AT D的单位为m；AT的单位为微弧度（rad）；L的单位为m。