《公差配合与技术测量》课件-项目4：圆锥公差与配合

员锥基本术语及定

义 →内圆锥(圆锥孔)

外圆锥(圆锥轴)

一、圆锥基本术语及定义圆锥的两个分类圆锥表面：与轴线成一定角度，且一端相交于轴线的一条线段(母线),

围绕着该轴线旋转所形成的表面。圆锥：由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。

一、圆锥基本术语及定义圆

锥

角：在通过圆锥轴线的截面内，

两条素线间的夹角，用符号α表

示。相互结合的内、外圆锥，其

基本圆锥角是相等的。圆锥素线角：圆锥素线与其轴线之

间的夹角，它等于圆锥角的一半，

即α/2。

一、圆锥基本术语及定义圆锥直径：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、给定截面处圆锥直径dx。

一、圆锥基本术语及定义

一、圆锥基本术语及定义圆锥长度最大圆锥直径截面与最小圆锥直径截面之间的轴向距离，用符号L表示。给定截面与基准端面之间的距离，用符号Lx表示。锥度□两个垂直于圆锥轴线截面的圆锥直径之差与该

两截面的轴向距离之比，用符号C

表示。即C=①-d)/L=2tan(α/2)□通常，锥度用比例或分数形式表示，C=1:10或C=1/10

一

、圆锥基本术语及定义基

本

值推

算

值基

本

值推

算

值系列1系列2圆

锥

角

α锥

度

C系列1系

列

2圆

锥

角

α锥

度

C120°一一1:0.2886751:101:201:81:121:1579'9.6"5°43'29.3”4°46'18.8”

3°49'5.9”2°51'51.1"7.152669°5.724810°4.771888°3.818305°2.864192°一一一一90°60°45°一一1:0.50000075°一一1:0.651613一一1:0.8660251:1.207107一般用途的锥度与圆锥角系列一、圆锥基本术语及定义基

本

值推

算

值基

本

值推

算

值系列1系列2圆

锥

角

α锥

度

C系列1系列2圆

锥

角

α锥

度

C120°90°60°45°75°一一一一一一一一1:0.2886751:0.5000001:0.6516131:0.8660251:1.2071071:101:201:81:121:1579'9.6"5°43'29.3”4°46'18.8”

3°49'5.9”2°51'51.1"7.152669°5.724810°4.771888°3.818305°2.864192°一一一一一般用途的锥度与圆锥角系列一、圆锥基本术语及定义锥

度C圆

锥

角

α适

用7:24(1:3.429)16°35'39.4”16.594290°机床主轴工具配合1:19.0023°0'53"3.014554°莫氏锥度No.51:19.1802°59'12”2.986590°莫氏锥度No.61:19.2122°58'54”2.981618°莫氏锥度No.0特殊用途的锥度与圆锥角系列一、圆锥基本术语及定义圆锥配合长度：内、外圆锥配合面的轴向距离，用符号Lp表示。

一、圆锥基本术语及定义

一、圆锥基本术语及定义

基面距是指内、外圆锥基准平面之间的距离，用符号a表示，如图所示。基面距用来确定内、外圆锥之间最终的轴向相对位置，基面距a的位置取决于

所选的圆锥配合的基本直径。圆锥配合的基本直径是指外圆锥小端直径de与内圆锥大端直径Di。(a)

(b)内圆锥的大端直径为基本直

径，基面距就指的是内外圆

锥大端之间的轴向距离。外圆锥的小端直径作为基本

直径，基面距指的是内外圆

锥小端之间的距离。

一、圆锥基本术语及定义(a)

(b)

二、公差基本术语及定义公称圆锥口即设计时给定的圆锥，它是一种理想形状的圆

锥

。口

它可以由一个公称圆锥直径、公称圆锥角(或公称锥度)和公称圆锥长度三个基本要素

确

定

。

二

、公差基本术语及定义

实际圆锥实际圆锥是实际存在，可通过测量得到的圆锥，实际圆锥直径da(图a)。在实际圆锥的任一轴截面内，分别包容圆锥上对应两条实际素线且距离为最小的两对平行直线之间的夹角称为实际圆锥角

αa(图b)。在不同的轴向截面内，实际圆锥角不一定相同。A—A

圆锥素线

实际圆锥角aaa)b)

二

、公差基本术语及定义极限圆锥、极限圆锥直径□极限圆锥是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，

如图所示。口极限圆锥上的任一直径Dmax、Dmim

和dmax、dmin

称为极限圆锥直径。圆锥直径公差区圆锥公差一、圆锥直径公差Tb、圆锥直径公差区口两个极限圆锥所限定的区域称为圆锥直径公差区。口圆锥直径允许的变动量称为圆锥直径公差，用符号Tb表示，且是绝对值。□圆锥直径公差在整个圆锥长度内都适用。

二

、给定截面圆锥直径公差Tbs口

在垂直于圆锥轴线的给定圆锥截面内，圆

锥直径的允许变动量称为给定截面圆锥直

径公差，用代号Tds

表示。□仅适用于该给定截面。口在给定圆锥截面同心圆所限定的区域称为

给定截面圆锥直径公差区。给定截面圆锥直径公差区极限圆锥角允许的上极限或下极限圆锥角称为极限圆

锥角，它们分别用符

号αmax和αmin表示。圆锥角公差圆锥角公差是指圆锥角的允许变动量。圆锥角公差区amaxATa/2

三、极限圆锥角、圆锥角公差ATfAI/2\amin以

角度为单位时，用代号ATa

表示。→

以长度为单位时，用代号ATD

表示。\CminamaxATa/2

三、极限圆锥角、圆锥角公差AT圆锥角公差区ATp/2ATD=ATa×L×10-3式

中

，ATα单位为μrad,ATD

单位为μm,

L单位为mm。极限圆锥角及αmax和αmin限定的区域称为圆锥角公差区。

AT(ATa

、ATD)为绝对值。\CminamaxATa/2

三、极限圆锥角、圆锥角公差AT圆锥角公差区ATp/2国

家

标

准

规

定

，圆锥角公差AT

共分12个公差等级，用符号ATI

,AT2,……,ATI2表示，其中AT

精度最高，AT12精度最低。圆锥角公差值随着圆锥长度的增加而变大。用角度来表示的话，随着圆锥长度增加，角度却是要减小的。

三、极限圆锥角、圆锥角公差AT

三、极限圆锥角、圆锥角公差AT因为圆锥长度越大，加工时其圆锥角精度越不容易保证。圆锥角公差值随着圆锥长度的增加反而减小。三、极限圆锥角、圆锥角公差ATTD

与AT

的关系口一般情况下，当对圆锥角公差AT没有特殊要求时，可不必单独规定圆锥角公差，而是用

圆锥直径公差T加以限制。口如果对圆锥角公差有更高的要求时(如圆锥量规),除规定直径公差外，还应给定圆锥角公差。口从加工角度考虑，圆锥角公差AT与尺寸公差IT相应等级的加工难度大体相当，即精度相

三、极限圆锥角、圆锥角公差AT

圆锥角公差带的配置为了加工和检测方便，圆锥角公差可用角度值ATa

或线性值ATD给定，圆锥角的极限偏差可按单向取值或者双向(对称或不对称)取值，如图所示。为了保证内、外圆锥接触的均匀性，圆锥角公差带通常采用对称于基本圆锥角分布。a)

α+AT

b)a-AT

c)a±AT/2AT/2AT/2(AT/4AT/4

四、圆锥的形状公差TF

圆锥的形状公差包括圆锥素线直线度公差、倾斜度公差和圆度公差等。对于要求较高的圆锥工件，应单独按要求给定形状公差TF,TF

的数值按GB/T1184—1996《形状和位置公差》选取。对于要求不高的圆锥工件，其形状误差一般也用直径公差TD控制。

四

、圆锥的形状公差TF

圆锥公差的给定方法一给出圆锥的公称圆锥角(或锥度C)

和圆锥直径公差TD

,由

TD确定两个极限圆锥。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。

四

、圆锥的形状公差TF圆锥公差的给定方法二同时给出给定截面圆锥直径公差TDs

和圆锥角公差AT。给定截面圆锥直径和圆锥角应分别满足这两项公差的要求。圆锥公差的给定

方法二当对圆锥形状公羞有更高要求时，可再给出圆锥形状公差TF。ATa/2ATa/2给定截面s/2ATa/2圆锥公差的标注

一、圆锥尺寸的标注在零件图样上，对圆锥只要标注一个圆锥直径

(D、d

或dx)、

圆锥角和圆锥长度

(L或L),

或者标注最大与最小圆锥直径D

、d

和圆锥长度L,

则该圆锥就被完全确定了。标

注

方

法图

例标

注

方

法图

例由最大端圆锥直径D、圆

锥角α和圆锥长度L组合由最小端圆锥直径d、圆锥角α和圆锥长度L组合由给定截面处直径d₂

、圆锥角α、给定截面的长度L,

和圆锥总长度L'组合增加附加尺寸号，

,此时2应加括号作为参考尺寸由最大端圆锥直径D、最小端圆锥直径d及圆锥长

度L组合标注方法图

例标注方法图

例由锥度C、最大端

圆锥直径D及圆锥长

度L组合由锥度C、给定截面处直径d,、给定截

面长度L,及圆锥总长

度L'组合由锥度C、最小端

圆锥直径d及圆锥长

度L组合采用莫氏锥度时，

用相应标准中规定的

标记表示二、锥度的标注锥度的标注在零件图样上，锥度用特定的图形符号和比例(或分数)来标注。在图样上标注了锥度，就不必标注圆锥角，两者不应重复标注。

二、锥度的标注

三、圆锥公差的标注

面轮廓度法1:41:40.350一般圆锥公差可按面轮廓度法进行标注。给出圆锥理论正确直径、理论正确圆锥角(锥度)、长度。φ400tφ基本锥度法基本锥度法通常适用于有配合要求的结构型内、外圆锥。给定圆锥直径极限偏差，

理论正确圆锥角。

三

、圆锥公差的标注0

031

39.969o40.03130°30°→

这种方法使用很少；一般情况下是对于那些圆锥的要求非常高；

有密封要求而且不需要配合的圆锥。

三、圆锥公差的标注公差锥度法圆锥角给了公差，直径也给了公差。既要满足直径公差，也要满足圆锥

角公差。圆锥表面最大界限30°±30L

圆锥表面最小界限三、圆锥公差的标注D

±0.3□同时给出圆锥直径极限偏差和圆锥角极限偏

差，不构成两个同轴圆锥面公差带的标注方

法。它们各自独立，分别满足要求。□公差锥度法仅适用于对某些给定截面圆锥直径有较高要求的圆锥和密封及非配合圆锥。

三

、圆锥公差的标注公差锥度法圆锥表面最小界限圆锥表面最大界限未注公差就是在图样上可能没有看到公差，但并不表示它的公差

就不要求。

四、国标规定的未注公差角度尺寸的极限偏差公差等级长

度

(

m

m

)≤10>10—50>50—120>120—140>400f(精密级)±1°±30′±20'±10′±5'm(中等级)c(粗糙级)±1°30'±1°±30'±15'±10′v(最粗级)±3°±2°±1°±30'±20′

四、国标规定的未注公差角度尺寸的极限偏差未注公差角度尺寸的极限偏差(摘自GB/T

1804-2000)圆锥配合3内外圆锥配对研磨后装配，具有良好的自锁性和密封性。一、圆锥配合的特点

优点2配合间隙或过盈的大小可以自由调

整

。1对中性良好，装拆简

便

。缺点：结构上比较复杂，其加工和检测较困难。

一、圆锥配合的特点

二、圆锥配合的种类圆锥配合是指基本圆锥相同的内、外圆锥直径之间，由于结合松紧的不同所形成的相互关系，可分为三类。间隙配合□

配合时具有一定的间隙，用于作相对运动的

圆锥配合。□如车床主轴的圆锥轴颈与滑动轴承的配合。过渡配合配合间隙等于零或稍有过盈的配合，用于保证定心精度和要求密封性的配合，也称紧密配合。过渡配合如各种气密或水密装置，通常配对研磨，不具有互换

性

。过渡配合是指可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。二、圆锥配合的种类b)b)a)al圆锥配合的形成有两种方式：结构型及位移型圆锥配合。

三、圆锥配合的形成

三、圆锥配合的形成结构型圆锥配合内、外圆锥的轴肩接触得到间隙配合、过

渡配合和过盈配合。图1由轴肩接触形成间隙配合结构型圆锥配合由保证基面距形成间隙配合、过渡配合和过盈配合。图2由保证基面距形成的圆锥过盈配合

三、圆锥配合的形成初始位置就是让内圆锥和外圆锥接触到走不动了，但是不要用力

的时候

。

三、圆锥配合的形成

三

、圆锥配合的形成位移型圆锥配合□图1所示是在不受力的情况下，内、外

圆锥相接触；□由实际初始位置Pa

开始，内圆锥向左作

轴向位移Ea;口到达终止位置Pr

而获得的间隙配合。图1由相对轴向位移形成间隙配合位移型圆锥配合□图2

所示为由实际初始位置Pa

开始；□

对内圆锥施加一定的装配力，使内圆锥

向右产生轴向位移Ea;口到达终止位置Pr

而获得的过盈配合。实际初始位置装配力一Pa图2由施加一定装配力形成过盈配合终止位置EaPf

三、圆锥配合的形成

一、比较(相对)测量法是用定角度量具与被测角度相比较，用光隙法或涂色法估计被测角度的偏差。比较测量法常用的量具有：角度量块、90°角尺、圆锥量规、角度或锥度样板

等

。一、比较(相对)测量法

角度量块及角尺角度量块、90°角尺、角度样板圆锥量规□用于检验成批生产的内、外圆锥的锥度和基面

距偏差。检验内锥体用锥度塞规，检验外锥体

用锥度环规。□用圆锥量规检验工件时，首先用涂色法检验工

件的锥度，根据着色接触情况判断锥角偏差。口若颜色均匀地被擦去，说明锥角偏差小；若颜色均匀性差的话，那么偏差就是比较大的。一、比较(相对)测量法再用圆锥量规检验基面距偏差，基面距处于圆锥量规上相距Z的两条刻线之间为合格，Z

为允许的轴向位移量单位为mm。

一、比较(相对)测量法对于精度不高的工件，常用

游标万能角度尺进行测量。对精度高的工件，则需用光

学分度头、测角仪或圆光栅进行测量。

二、直接测量法

二、直接测量法测角仪圆光栅间接测量法□正弦规是锥度