《互换性与测量技术基础》课件-第九章　圆锥结合的互换性

互换性与测量技术基础多媒体教学CAI主编王伯平机械工业出版社目录第一章绪论第二章光滑圆柱结合的公差与配合第三章测量技术基础第四章几何公差及检测第五章表面粗糙度第六章光滑工件尺寸的检测第七章滚动轴承与孔、轴结合的互换性第八章尺寸链第九章圆锥结合的互换性第十章螺纹结合的互换性第十一章键和花键的互换性第十二章圆柱齿轮传动的互换性习题退出第九章圆锥结合的互换性第一节概述第二节圆锥配合的主要参数第三节圆锥公差与配合结束圆锥配合误差分析的动画演示圆锥结合的主要参数动画演示第一节概述1.圆锥结合的特点

1）保证结合件相互自动对准中心。

2）配合性质可以调整，即可以调整配合间隙和过盈的大小来满足不同的要求。

3）配合紧密且便于装拆。

4）圆锥结合的结构较复杂，加工和检测较困难，故不如圆柱配合应用广泛。

2.圆锥配合的种类

1）间隙配合

这类配合有间隙，零件易拆开，内外圆锥能相对运动。

2）紧密配合

这类配合很严密，可以防止漏水和漏气，这类配合不具有互换性。

3）过盈配合

这类配合具有自锁性，用以传递扭矩。圆锥体配合的主要参数

1）常用术语及定义

（1）圆锥表面与轴线成一定角度，且一端相交于轴线的一条直线段（母线），围绕着该轴线旋转形成的表面。见图9-2。

（2）圆锥

由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。圆锥分为内圆锥和外圆锥。图9-3为外圆锥，图9-4为内圆锥。图9-2圆锥表面图9-3外圆锥图9-4内圆锥第二节圆锥配合的主要参数

图9-5圆锥直径、长度、锥角圆锥结合的主要参数动画演示

2）圆锥结合的主要参数（1）圆锥角α（2）圆锥直径（3）圆锥的长度（4）锥度C（5）基面距b第三节圆锥公差与配合一、锥度与锥角系列二、圆锥公差标注三、圆锥配合标准四、圆锥尺寸及公差标注一、锥度与锥角系列GB/T157--2001《产品几何量技术规范（GPS）圆锥的锥角与锥度系列》标准中规定了一般用途和特殊用途两种圆锥的锥度与锥角，适用于光滑圆锥。

1.一般用途圆锥的锥角与锥度国家标准中一般用途的锥度与锥角规定了21个基本值系列，见有关表。锥角从120°到小于1°，或锥度从1:0.289到1:500。选用时，应优先选用表中第一系列，当不能满足需要时，选第二系列。

2.特殊用途圆锥的锥角与锥度国家标准中对特殊用途圆锥的锥度与锥角规定了24个基本值系列，见有关表，它仅适用于表中所说明的特殊行业和用途。二、圆锥公差标注圆锥公差图标《锥度与锥角系列》GB/T157--2001是等效采用国际标准ISO1119-1998《产量几何量技术规范（GPS）锥度锥角系列》制订，适用于锥度C从1:3--1:500，圆锥长度L从6--630mm的光滑圆锥工件。圆锥公差的项目有4项：

1.圆锥直径公差

它为允许圆锥直径的变动量。其公式为：

最大极限圆锥与最小极限圆锥都称为极限圆锥，它与基本圆锥同轴，且圆锥角相等。圆锥直径公差数值从国标GB/T1800.3-1998中选用。图9-7圆锥直径公差

2.圆锥角公差AT

它为圆锥角的变动量。其数值为允许的最大与最小圆锥角之差（图9-8），用公式表示为

ATα=αmax-αmin

圆锥角公差AT共分12个等级，AT1级最高AT12级最低。其公差数值见有关表。

圆锥角公差有两种表示形式：1）ATα——以角度单位微弧度1μrad≈1/5秒（"）或以度、分、秒（º、'、"）表示圆锥角公差值。2）ATD——以长度单位微米表示公差值，它是用与圆锥轴线垂直且距离为L的两端直径变动量之差表示。ATD与ATα的关系式：ATD=ATαL×10-3图9-8圆锥角公差带

3.圆锥的形状公差TF

它包括下列两种：

（1）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。

圆锥素线直线度的公差带，是在给定截面上，距离为公差值TF的两条平行线间的区域（图9-9）。

（2）截面圆度公差

在圆锥法向截面上，允许截面形状的最大变动量。截面圆度公差常是以半径差为公差值TF的两同心圆间的区域（图9-9）。

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。

圆锥配合误差分析的动画演示三、圆锥配合标准GB/T12360-2005《圆锥配合》适用于锥度C从1：3至1：500，圆锥长度从L从6--630mm的光滑圆锥间的配合。圆锥配合是以基本圆锥相同的内，外圆直径之间，由于结合不同所形成的相互关系。标准中规定了结构型圆锥配合和位移型圆锥配合两种类型。

1.结构型圆锥配合

它是由内外圆锥本身的结构和基面距，来确定装配后的最终轴向相对位置而获得的配合。这种配合方式可以得到间隙配合、过渡配合和过盈配合。（图9-12）a.图获得指定圆锥间隙配合。b.图获得指定圆锥过盈配合。图9-12结构型圆锥配合2.位移型圆锥配合

它是由内、外圆锥的相对轴向位移或产生轴向位移的装配力（轴向力）的大小，来确定最终轴向相对位置而获得的配合。这种方式可得到间隙配合和过盈配合（图9-15）。

对位移型圆锥配合，其配合性质取决于内外圆锥相对轴向位移Ea。Ea的极限值（Eamax、Eamin）和轴向位移公差TE，按以下公式计算：(1)对于间隙配合Eamax=Smax÷C；Eamin=Smin÷C；TE=Kamax-Kamin=(Smax-Smin)÷C(2)对于过盈配合Eamax=δmax÷C；Eamin=δmin÷C；TE=Kamax-Kamin=(δmax-δmin)÷C图9-13位移型圆锥配合对结构型圆锥配合和位移型圆锥配合，在确定相结合内、外圆锥轴向位置的方式上有各自的特点，因而在进行圆锥配合的计算和给定圆锥公差带时需要区别对待，它们的主要不同之处列于表9-5中。结构型圆锥配合，推荐优先采用基孔制。四、圆锥尺寸及公差标注1.圆锥尺寸的标注（1）尺寸标注国标规定的圆锥尺寸标注方法如图9-14。（2）锥度标注锥度在图样上的标注如图9-15。图9-14圆锥尺寸的标注图9-15圆锥锥度的标注2.圆锥公差的标注

它有两种方法：

1）只标注圆锥某一线值尺寸的公差，将锥度和其他的有关尺寸作为标准尺寸（理想尺寸标注在方框内，不注公差）。a.给定圆锥角的圆锥公差注法。b.给定锥度的圆锥公差注法。这一标注方法的特点，是在垂直于圆锥轴线的所有截面内公差值的大小均相同。图9-16给定公差角的标注图9-17给定锥度的公差标注

2）在标注圆锥某一尺寸（D或L）的公差外，还要标注其锥度的公差。这种标注方法的特点是在垂直于圆锥轴线的不同截面内，公差大小不同。如图9-20。在锥度公差和某一尺寸公差的组合下，形成了圆锥表面最大界限和最小界限。具体采用哪种方法标注，根据圆锥零件的使用要求。图9-20标注圆锥尺寸公差和锥度公差

3.相配合的圆锥的公差