9第九章-圆锥要素的精度解析

第九章圆锥要素的精度

一、圆锥体协作的主要参数

二、圆锥要素精度的评定指标

三、圆锥要素的精度设计

四、圆锥要素的检测第九章圆锥要素的精度

圆锥协作的特点：

1.可自动定心

2.协作自锁性好

3.密封性好

4.间隙及过盈可以自由调整第九章圆锥要素的精度

一、圆锥体协作的主要参数

1.常用术语及定义

①圆锥表面

一端与轴线相交的

一条直线（称为素线或

母线），围绕该轴线旋

转一周形成的表面。第九章圆锥要素的精度

一、圆锥体协作的主要参数

1.常用术语及定义

②圆锥

由圆锥表面与

确定尺寸所限定的

几何体。分为外圆

锥和内圆锥。一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

①圆锥角（锥角α）

是指在通过圆锥轴

线的截面内，两条

素线间的夹角。

（αi，αe）一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

②圆锥直径

圆锥在垂直于轴线

截面上的直径。

最大圆锥直

径D（Di，De）。一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

②圆锥直径

圆锥在垂直于轴线

截面上的直径。

最小圆锥直

径d（di，de）。一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

②圆锥直径

圆锥在垂直于轴线

截面上的直径。

随意给定

截面圆锥直径

dx（与端面距离x）。一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

③圆锥长度L

圆锥的最大直径与

最小直径之间

的轴向距离。

（Li，Le）一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

④锥度C

圆锥的最大直径与其小直径之差对圆锥长度之比C。

锥度常用比例或分数形式表示，例如C=1:5，或C=1/5。一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

⑤圆锥协作长度H

内、外圆锥协作面

的轴向距离。一、圆锥体协作的主要参数

2.圆锥协作的主要参数

⑥基面距a

相互结合的内、外

圆锥基准面间

的距离。二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

①圆锥直径公差TD

圆锥直径的允许变

动量。ATα/2二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

②圆锥角度公差AT

圆锥角的允许变

动量。ATα/2二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

②圆锥角度公差AT

圆锥角的允许变

动量。

分12个等级，

AT1，AT1，…AT12二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

③圆锥的形态公差TF

a.圆锥素线直线度公差

在圆锥轴向平面内，允许实际素线形态的最大变动量。

公差带是在给定截面上，距离为公差值TF的两条平行直线间的区域。二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

③圆锥的形态公差TF

a.圆锥素线直线度公差

公差带TF二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

③圆锥的形态公差TF

b.截面圆度公差

在圆锥轴线法向平面上，允许截面形态的最大变动量。

公差带是半径差为公差值TF的两同心圆间的区域。二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

③圆锥的形态公差TF

b.截面圆度公差

公差带TF二、圆锥要素精度的评定指标

1.圆锥公差项目

④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，允

许圆锥直径的

变动量。二、圆锥要素精度的评定指标

2.圆锥公差的精度设计

①选定圆锥直径公差TD

圆锥角误差和圆锥形态误差都应限制在圆锥直径公差带内。

适用场合：

有协作要求的内、外圆锥体，如圆锥滑动轴承、钻头的锥柄等。二、圆锥要素精度的评定指标

2.圆锥公差的精度设计

①选定圆锥直径公差TD

假如对圆锥角公差、圆锥形态公差有更高要求时，可再给出圆锥角公差AT和圆锥形态公差TF。

此时，AT和TF仅占圆锥直径公差的一部分。二、圆锥要素精度的评定指标

2.圆锥公差的精度设计

②选定圆锥截面直径公差TDS和圆锥角公差AT

TDS是在一个给定截面内对圆锥直径进行要求，只对这个截面有效。

AT不包涵在圆锥截面直径公差带内。

两种公差相互独立，应分别满足要求。二、圆锥要素精度的评定指标

2.圆锥公差的精度设计

②选定圆锥截面直径公差TDS和圆锥角公差AT

二、圆锥要素精度的评定指标

2.圆锥公差的精度设计

②选定圆锥截面直径公差TDS和圆锥角公差AT

适用场合：

对圆锥工件的给定截面有较高精度要求时，例如阀类零件，为使圆锥协作在给定截面上有良好接触，以保证有良好的密封性，常接受这种公差。二、圆锥要素精度的评定指标

3.圆锥的表面粗糙度μm二、圆锥要素精度的评定指标

4.未注公差角度的极限偏差

圆锥要素未注公差角度的极限偏差，执行GB/T1804-2000。

分四个等级，用小写英文字母表示为：

f（精密级），m（中等级），c（粗糙级），v（最粗级），数值见附表2-7。三、圆锥要素的精度设计

1.圆锥协作

①圆锥协作的定义

是指公称圆锥相同的内、外圆锥直径之间结合所形成的相互关系。

②圆锥协作的种类

间隙协作、过渡协作、过盈协作。三、圆锥要素的精度设计

1.圆锥协作

②圆锥协作的种类

适用场合：

间隙协作主要适用于圆锥协作面间有相对运动的部件，如车床主轴的圆锥轴颈与滑动轴承的协作；三、圆锥要素的精度设计

1.圆锥协作

②圆锥协作的种类

适用场合：

过渡协作主要适用于有密封要求的场合，如带锥柄的铰刀、扩孔钻的锥柄与机床主轴锥孔的协作等；三、圆锥要素的精度设计

1.圆锥协作

②圆锥协作的种类

适用场合：

过盈协作可以在承载状况下利用内、外圆锥间的摩擦自锁，传递很大的扭矩，不工作时，内、外圆锥体可以拆开，便于装卸刀具。三、圆锥要素的精度设计

1.圆锥协作

③圆锥协作的形成

通过规定相互结合的内、外圆锥的相对轴向位置形成协作，有两种形式。

a.结构型圆锥协作

由内、外圆锥本身的结构或基面距确定装配位置，并因此获得的协作。三、圆锥要素的精度设计

结构型圆锥协作举荐接受基孔制三、圆锥要素的精度设计

1.圆锥协作

③圆锥协作的形成

通过规定相互结合的内、外圆锥的相对轴向位置形成协作，有两种形式。

b.位移型圆锥协作

由规定内、外圆锥在装配时作确定相对轴向位移（Ea）确定的相互关系。三、圆锥要素的精度设计

位移型圆锥协作举荐接受H、h或JS、js三、圆锥要素的精度设计

位移型圆锥协作轴向位移极限值（Eamax、Eamin）和轴向位移公差TE可按下式计算：

a.间隙协作

Eamax=Xmax/C

Eamin=Xmin/C

TE=Eamax-Eamin=(Xmax-Xmin)/C式中，C为锥度；Xmax、Xmin为协作极限间隙。三、圆锥要素的精度设计

位移型圆锥协作轴向位移极限值（Eamax、Eamin）和轴向位移公差TE可按下式计算：

b.过盈协作

Eamax=|Ymax|/C

Eamin=|Ymin|/C

TE=Eamax-Eamin=(|Ymax|-|Ymin|)/C式中，C为锥度；Ymax、Ymin为协作极限过盈。三、圆锥要素的精度设计

2.公差要求在图样上的标注

①圆锥尺寸的标注

尺寸标注三、圆锥要素的精度设计

2.公差要求在图样上的标注

①圆锥尺寸的标注

锥度标注2.公差要求在图样上的标注

②圆锥公差的标注

a.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。

2.公差要求在图样上的标注

②圆锥公差的标注

（a）给定圆锥角面轮廓度法标注示例2.公差要求在图样上的标注

②圆锥公差的标注

（b）给定锥度面轮廓度法标注示例2.公差要求在图样上的标注

②圆锥公差的标注

b.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）。基本锥度法通常适用于有协作要求的结构型内、外圆锥。2.公差要求在图样上的标注

②圆锥公差的标注（a）图样标注（b）说明基本锥度法标注示例三、圆锥要素的精度设计

3.圆锥要素精度设计实例三、圆锥要素的精度设计

3.圆锥要素精度设计实例三、圆锥要素的精度设计

3.圆锥要素精度设计实例2.公差要求在图样上的标注

②圆锥公差的标注

c.公差锥度法

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，

并标注圆锥长度。公差锥度法标注示例四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

是用角度量具与被测角度比较，用光隙法或涂色法估计被测角度的误差。

常用的量具有角度量块、直角尺、圆锥量规等。四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

①角度量块

主要用途：

a.检测某些角度测量工具（如万能角度尺）；

b.校对角度样板，精密机床加工时的角度调整或干脆测量工件角度。四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

①角度量块三角形四角形四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

①角度量块

成套的角度量块有36块组和94块组；

角度量块可以单独运用，也可以组合运用；

角度量块的精度等级分为1、2两级；

角度量块的工作测量范围为10°～350°四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

②直角尺

主要用途：

用于检验工件的直角

偏差。检验时，借目测光

隙大小和用塞尺来确定偏

差大小。直角尺四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

③圆锥量规

主要用途：

用来检验圆锥锥度C为1：3～1：50、圆锥长度L为6～630mm、圆锥直径至500mm的光滑圆锥。四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

③圆锥量规圆锥塞规用于检验内圆锥，工件圆锥端面介于圆锥量规的两刻线之间，则为合格。四、圆锥要素的检测

1.比较测量法

③圆锥量规圆锥环规用于检验外圆锥，工件圆锥端面介于圆锥量规的两刻线之间，则为合格。四、圆锥要素的检测

2.间接测量法

通过测量有关尺寸，再经过计算得到被测角度的方法。

适合小批量生产，运用工具有圆球、圆柱、平板和万能量具等。四、圆锥要素的检测

2.间接测量法

①角度的测量

将两个半径为R的

圆柱放在Oa与Ob两之间，

使它们相互接触，用量规

测量尺寸E。

sinα=O2c/O1O2=E/(2R)四、圆锥要素的检测

2.间接测量法

②锥角的测量

用两个半径为

R的圆柱测量外圆锥的锥角。

先测出尺寸N，然后用两块同时将圆柱垫高H，再测出尺寸M。在直角△abc中，可得

tan(α/2)=bc/ab=(M-N)/(2H)四、圆锥要素的检测

2.间接测量法

②锥角的测量

用两个半径不同

的圆球测量内圆锥的锥角。

先将R1的小球放入孔中，测出尺寸H1，再换R2的