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1、公差与测量技术公差与测量技术-第第1010章章-圆锥结合的互换性圆锥结合的互换性第第1010章章 圆锥结合的互换性圆锥结合的互换性 10.1 10.1 概述概述 10.2 10.2 圆锥公差与配合圆锥公差与配合 10.3 圆锥角的检测圆锥角的检测 公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性2教学目的和要求教学目的和要求v教学目的：教学目的：了解圆锥结合结合的特点及与圆柱结合的区别。了解圆锥结合结合的特点及与圆柱结合的区别。掌握圆锥公差配合的特点。掌握圆锥公差配合的特点。掌握圆锥公差的标注。掌握圆锥公差的标注。v教学重点：圆锥公差与配合教学重点：圆锥公差与配合v教学难点：圆锥配合教学难点：圆锥配合
2、v教学要求：从圆锥与圆柱形状的不同，掌握圆锥公教学要求：从圆锥与圆柱形状的不同，掌握圆锥公差与配合的要求。差与配合的要求。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性310.1 概述概述 v一、圆锥的主要几何参数一、圆锥的主要几何参数v1.圆锥角圆锥角-是指在通过圆锥轴线的截面内，两条素是指在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角。线间的夹角。v2.圆锥直径圆锥直径-是指圆锥在垂直于其轴线的截面上的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直径，常用的圆锥直径有最大圆锥直径D、最小圆、最小圆锥直径锥直径d和给定截面圆锥直径和给定截面圆锥直径dX。v3.圆锥长度圆锥长度L-是
3、指最大圆锥直径截面与最小圆锥直是指最大圆锥直径截面与最小圆锥直径截面之间的轴向距离。径截面之间的轴向距离。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性4有关圆锥公差与配合及圆锥公差有关圆锥公差与配合及圆锥公差标注方法的标准标注方法的标准vGBT 1572001产品几何技术规范产品几何技术规范 圆锥的锥圆锥的锥度和角度系列度和角度系列 vGB/T 157541995技术制图技术制图 圆锥的尺寸和公差圆锥的尺寸和公差注法注法vGBT 113342005产品几何量技术规范产品几何量技术规范（GPS）圆锥公差圆锥公差 vGBT 123602005产品几何量技术规范产品几何量技术规范（GPS）圆锥配合圆锥配
4、合等国家标准。等国家标准。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性5圆锥结合与圆柱结合圆锥结合与圆柱结合v圆锥结合圆锥结合是机器、仪器及工具结构中常用的是机器、仪器及工具结构中常用的典型结合。圆锥配合与圆柱配合相比较，前典型结合。圆锥配合与圆柱配合相比较，前者具有同轴度精度高、紧密性好、间隙或过者具有同轴度精度高、紧密性好、间隙或过盈可以调整、可利用摩擦力来传递转矩等优盈可以调整、可利用摩擦力来传递转矩等优点。点。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性6圆柱结合和圆锥结合圆柱结合和圆锥结合公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性7公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性8圆锥尺寸标注圆锥尺寸
5、标注公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性9二、有关圆锥公差的术语二、有关圆锥公差的术语v1公称圆锥公称圆锥:v公称圆锥是指设计时给定的理想形状的圆锥。公称圆锥是指设计时给定的理想形状的圆锥。v公称圆锥可用两种形式确定：公称圆锥可用两种形式确定：v 一个公称圆锥直径（最大圆锥直径一个公称圆锥直径（最大圆锥直径D、最小、最小圆锥直径圆锥直径d和给定截面圆锥直径和给定截面圆锥直径dX）公称圆锥）公称圆锥长度长度L、公称圆锥角、公称圆锥角或公称锥度或公称锥度C。v 两个公称圆锥直径和公称圆锥长度两个公称圆锥直径和公称圆锥长度L。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性10公差与测量技术112极限圆
6、锥、圆锥直径公差和圆锥直径公差区极限圆锥、圆锥直径公差和圆锥直径公差区v极限圆锥极限圆锥是指与公称圆锥是指与公称圆锥共轴且圆锥角相等、直径共轴且圆锥角相等、直径分别为上极限直径和下极分别为上极限直径和下极限直径的两个圆锥限直径的两个圆锥。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性123极限圆锥角、圆锥角公差和圆锥角公差区极限圆锥角、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，它极限圆锥角是指允许的上极限或下极限圆锥角，它们分别用符号们分别用符号max和和min表示。表示。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性13三、有关圆锥配合的术语三、有关圆锥配合的术语 v1圆锥配合及
7、其种类圆锥配合及其种类v 圆锥配合有结构型圆锥配合和位移型圆锥配圆锥配合有结构型圆锥配合和位移型圆锥配合两种。合两种。v 结构型圆锥配合结构型圆锥配合v结构型圆锥配合是指由内、外圆锥本身的结构结构型圆锥配合是指由内、外圆锥本身的结构或由结构尺寸确定装配位置，内、外圆锥公差或由结构尺寸确定装配位置，内、外圆锥公差区之间的相互关系。区之间的相互关系。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性14结构型圆锥配合可以是间隙配合、过结构型圆锥配合可以是间隙配合、过渡配合或过盈配合。渡配合或过盈配合。由由轴轴肩肩接接触触得得到到的的间间隙隙配配合合 1轴肩 2.外圆锥 3.内圆锥 由结构尺寸由结构尺寸 得到
8、过盈配合得到过盈配合1.外圆锥基准平面 2.内圆锥基准平面第10章 圆锥结合的互换性15v 位移型圆锥配合位移型圆锥配合v位移型圆锥配合是指由规定内、外圆锥在装配时作一定相对轴向位移型圆锥配合是指由规定内、外圆锥在装配时作一定相对轴向位移（位移（Ea）确定的相互关系。）确定的相互关系。v位移型圆锥配合可获得间隙配合或过盈配合。位移型圆锥配合可获得间隙配合或过盈配合。由轴向位移由轴向位移Ea形成圆锥间隙配合形成圆锥间隙配合 由给定装配力由给定装配力Fs形成圆锥过盈配合形成圆锥过盈配合1.实际初始位置 2.终止位置 1.实际初始位置 2.终止位置 公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性16v 圆
9、锥直径配合量圆锥直径配合量v圆锥配合在配合直径上允许的间隙或过盈的变圆锥配合在配合直径上允许的间隙或过盈的变动量（动量（TDf）-是一绝对值。是一绝对值。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性17 10.2 10.2 圆锥公差与配合圆锥公差与配合v一、圆锥公差项目一、圆锥公差项目v1圆锥直径公差圆锥直径公差 v圆锥直径公差圆锥直径公差 TD是以公称圆锥直径（一是以公称圆锥直径（一般取最大圆锥直径般取最大圆锥直径D）为公称尺寸，按）为公称尺寸，按GBT18003规定的标准公差规定的标准公差 公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性182圆锥角公差圆锥角公差v圆锥角公差圆锥角公差AT共分共分12
10、个公差等级，它们分别个公差等级，它们分别用用ATl、AT2、ATl2表示，其中表示，其中ATl精度精度最高，等级依次降低，最高，等级依次降低，ATl2精度最低。精度最低。GBT 11334-2005圆锥公差圆锥公差规定的圆锥角规定的圆锥角公差的数值公差的数值 公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性19v3圆锥的形状公差圆锥的形状公差v圆锥的形状公差圆锥的形状公差TF推荐按推荐按GB/T 11841996中附录中附录B“图样上注出公差值的规定图样上注出公差值的规定”选取。选取。常用素线直线度公差和横截面圆度公差。在图常用素线直线度公差和横截面圆度公差。在图样上可以按需要对圆锥标注这两项形状公差
11、或样上可以按需要对圆锥标注这两项形状公差或其中的某一项公差，或者标注圆锥的面轮廓度其中的某一项公差，或者标注圆锥的面轮廓度公差。公差。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性20二、圆锥公差的给定及标注方法二、圆锥公差的给定及标注方法v面轮廓度法面轮廓度法v面轮廓度法是指给出圆锥的理论正确圆锥角（或锥度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（）、理论正确圆锥直径（D或或 d ）和圆锥长度）和圆锥长度L，标注面轮廓度公差，标注面轮廓度公差，v它是常用的圆锥公差给定方法，由面轮廓度公差带确它是常用的圆锥公差给定方法，由面轮廓度公差带确定最大与最小极限圆锥把圆锥的直
12、径偏差、圆锥角偏定最大与最小极限圆锥把圆锥的直径偏差、圆锥角偏差、素线直线度误差和横截面圆度误差等都控制在面差、素线直线度误差和横截面圆度误差等都控制在面轮廓度公差带内。这相当于包容要求。轮廓度公差带内。这相当于包容要求。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性21面轮廊度法标注圆锥公差的示例面轮廊度法标注圆锥公差的示例（a）图样标注 （b）公差带公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性22基本锥度法基本锥度法v基本锥度法基本锥度法是指给出圆锥的公称圆锥是指给出圆锥的公称圆锥角和圆锥直径公差角和圆锥直径公差TD。标注公称圆锥。标注公称圆锥直径（直径（D或或d）及其极限偏差（按相）及其极限偏差（
13、按相对于该直径对称分布取值）对于该直径对称分布取值）v基本锥度法通常适用于有配合要求的结构基本锥度法通常适用于有配合要求的结构型内、外圆锥。型内、外圆锥。第10章 圆锥结合的互换性23基本锥度法标注圆锥公差的示例基本锥度法标注圆锥公差的示例（a）图样标注 （b）公差带公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性24公差锥度法公差锥度法v公差锥度法公差锥度法是指同时给出圆锥直径（最大或最是指同时给出圆锥直径（最大或最小圆锥直径）极限偏差和圆锥角极限偏差，并小圆锥直径）极限偏差和圆锥角极限偏差，并标注圆锥长度，它们各自独立，分别满足各自标注圆锥长度，它们各自独立，分别满足各自的要求的要求,可以按独立原
14、则解释可以按独立原则解释.v公差锥度法适用于非配合圆锥；也适用于对某公差锥度法适用于非配合圆锥；也适用于对某给定截面直径有较高要求的圆锥和密封。给定截面直径有较高要求的圆锥和密封。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性25公差锥度法标注圆锥公差的示例公差锥度法标注圆锥公差的示例公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性26三、圆锥直径公差带三、圆锥直径公差带(公差区公差区)的选择的选择v1结构型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带结构型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的选择的选择v结构型圆锥配合也分基孔制配合和基轴制配结构型圆锥配合也分基孔制配合和基轴制配合。合。-优先选用基孔制配合优先选用基孔制配合
15、 v结构型圆锥配合的配合性质由相互结合的内、结构型圆锥配合的配合性质由相互结合的内、外圆锥直径公差带之间的关系决定。外圆锥直径公差带之间的关系决定。-可以可以是间隙配合、过渡配合或过盈配合是间隙配合、过渡配合或过盈配合 公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性272位移型圆锥配合的内、外圆锥位移型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的选择直径公差带的选择v位移型圆锥配合的配合性质由内、外圆锥接触位移型圆锥配合的配合性质由内、外圆锥接触时的初始位置开始的轴向位移或者由在该初始时的初始位置开始的轴向位移或者由在该初始位置上施加的装配力决定。因此，内、外圆锥位置上施加的装配力决定。因此，内、外圆锥直径公差
16、带仅影响装配时的初始位置，不影响直径公差带仅影响装配时的初始位置，不影响配合性质。配合性质。v 位移型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的位移型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的基本偏差，采用基本偏差，采用H/h或或JS/js。其轴向位移的极。其轴向位移的极限值按限值按GB/T 18011999规定的极限间隙或极规定的极限间隙或极限过盈来计算。限过盈来计算。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性28v例例 有一位移型圆锥配合，锥度有一位移型圆锥配合，锥度C为为1:30，内、外，内、外圆锥的公称直径为圆锥的公称直径为60mm，其内、外圆锥直径公差，其内、外圆锥直径公差带确定为带确定为H7/h6；要求
17、装配后得到；要求装配后得到H7/u6的配合性的配合性质。试计算由初始位置开始的最小与最大轴向位移质。试计算由初始位置开始的最小与最大轴向位移和位移公差。和位移公差。v解解v按按60H7/u6，由表（极限间隙和极限过盈表）查，由表（极限间隙和极限过盈表）查得：得：Ymax=0.057mm，Ymin=0.106mm。v计算得：计算得：v 最小轴向位移最小轴向位移 Eamin=|Ymin|/C=0.05730=1.71mm v最大轴向位移最大轴向位移 Eamax=|Ymax|/C=0.10630=3.18mmv轴向位移公差轴向位移公差 TE=EamaxEamin=1.47mm公差与测量技术第10章
18、圆锥结合的互换性2910.3 圆锥角的检测圆锥角的检测v一、直接测量圆锥角一、直接测量圆锥角v直接测量圆锥角直接测量圆锥角是指用万能角度尺、光学测是指用万能角度尺、光学测角仪等计量器具测量实际圆锥角的数值。角仪等计量器具测量实际圆锥角的数值。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性30二、用量规检验圆锥角偏差二、用量规检验圆锥角偏差v内、外圆锥的圆锥角实际偏差可分别用圆锥量内、外圆锥的圆锥角实际偏差可分别用圆锥量规检验。规检验。用圆锥量规检验圆锥角偏差用圆锥量规检验圆锥角偏差（a）圆锥塞规 （b）圆锥坏规公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性3132三、间接测量圆锥角三、间接测量圆锥角v间接
19、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。通常使用指示式计量器具和正锥角的实际值。通常使用指示式计量器具和正弦尺、量块、滚子、钢球进行测量。弦尺、量块、滚子、钢球进行测量。公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性33例：用两个标准钢球（例：用两个标准钢球（D和和d）测量圆锥角。通过测量大小钢球）测量圆锥角。通过测量大小钢球至零件上平面的距离至零件上平面的距离L1和和L2；计算出内圆锥角半角；计算出内圆锥角半角/2。v 用标准钢球测量圆锥角用标准钢球测量圆锥角如果已知两
20、个标准钢球的直径分如果已知两个标准钢球的直径分别为别为D=20和和d=16;通过测通过测量大小钢球至零件上平面的距离量大小钢球至零件上平面的距离分别为分别为L1=64.64和和L2=42.56；试计算内圆锥角半角；试计算内圆锥角半角/2。(答答案案:5.716）公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性34利用正弦尺、量块和指示利用正弦尺、量块和指示表测量圆锥角的示例。测表测量圆锥角的示例。测量时，将尺寸为量时，将尺寸为h的量块组的量块组4安放在平板安放在平板5的工作面的工作面（测量基准）上，然后把（测量基准）上，然后把正弦尺正弦尺3的两个圆柱分别放的两个圆柱分别放置在平板置在平板5的工作面上和量的工作面上和量块组块组4的上测量面上。的上测量面上。1指示表；指示表；2被测圆锥；被测圆锥；3正弦尺；正弦尺；4量块组；量块组；5平板；平板；公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性35v复习思考题：复习思考题：v1.圆锥配合与圆柱配合有何不同？圆锥配合圆锥配合与圆柱配合有何不同？圆锥配合的特点有哪些？的特点有哪些？v2.圆锥公差的给定方法有几种？标注方法有圆锥公差的给定方法有几种？标注方法有几种？你会正确标注吗？几种？你会正确标注吗？v3.圆锥配合有几种型式？各自的特点是什么圆锥配合有几种型式？各自的特点是什么？公差与测量技术第10章 圆锥结合的互换性36结束结束