圓錐的公差及測量

1、圓錐的公差及測量圓錐的公差及測量【學習任務學習任務】1、用正弦規(guī)測量零件的錐度偏差；、用正弦規(guī)測量零件的錐度偏差；2、用萬能量角尺測零件角度。、用萬能量角尺測零件角度。在機械行業(yè)中圓錐配合是機械設備常用的典型結構，圓錐配合的特點是：可自動定心，對中性良好，而且裝拆簡便，配合間隙或過盈的大小可以自由調(diào)整，能利用自鎖性來傳遞扭矩以及具有良好的密封性等優(yōu)點，但是，圓錐配合在結構上比較復雜，其加工和檢測較困難。圓錐分內(nèi)圓錐（圓錐孔）和外圓錐（圓錐軸）兩種圓錐分內(nèi)圓錐（圓錐孔）和外圓錐（圓錐軸）兩種 。1)1)圓錐表面圓錐表面：與軸線成一定角度，且一端相交于軸線的一條線：與軸線成一定角度，且一端相交于軸

2、線的一條線段段( (母線母線) )，圍繞著該軸線旋轉所形成的表面。，圍繞著該軸線旋轉所形成的表面。2)2)圓錐圓錐：由圓錐表面與一定尺寸所限定的幾何體。：由圓錐表面與一定尺寸所限定的幾何體。3)3)圓錐角圓錐角 在通過圓錐軸線的截面內(nèi)，兩條素線間的夾角，在通過圓錐軸線的截面內(nèi)，兩條素線間的夾角，用符號用符號 表示。相互結合的內(nèi)、外圓錐，其基本圓錐角是相表示。相互結合的內(nèi)、外圓錐，其基本圓錐角是相等的。等的。4）圓錐素線角：圓錐素線與其軸線之間的夾角，它等于圓錐）圓錐素線角：圓錐素線與其軸線之間的夾角，它等于圓錐角的一半，即角的一半，即 /2 /2。基本術語及定義基本術語及定義圖圖4-2 4-2

3、 圓錐的主要幾何參數(shù)圓錐的主要幾何參數(shù)5)5)圓錐直徑圓錐直徑 圓錐在垂直于其軸線的截面上的直徑。常用的圓錐直徑有：圓錐在垂直于其軸線的截面上的直徑。常用的圓錐直徑有：最大圓錐直徑最大圓錐直徑D D、最小圓錐直徑、最小圓錐直徑d d、給定截面處圓錐直徑、給定截面處圓錐直徑d dx x 。6)6)圓錐長圓錐長度度 最大圓錐直徑截面與最小圓錐直徑截面之間的軸向距離，用符最大圓錐直徑截面與最小圓錐直徑截面之間的軸向距離，用符號號L L表示。給定截面與基準端面之間的距離，用符號表示。給定截面與基準端面之間的距離，用符號L Lx x 表示。表示。7)7)圓錐配合長度圓錐配合長度：內(nèi)、外圓錐配：內(nèi)、外圓錐

4、配合面的軸向距離，用符號合面的軸向距離，用符號Lp表示。表示。8)8)錐度錐度 兩個垂直于圓錐軸線兩個垂直于圓錐軸線截面的圓錐直徑之差與該兩截面截面的圓錐直徑之差與該兩截面的軸向距離之比，用符號的軸向距離之比，用符號C C表示。表示。即即 C=(DC=(Dd)/Ld)/L錐度錐度C C與圓錐角與圓錐角的關系為的關系為 C=2tan(/2)C=2tan(/2) 通常，錐度用比例或分數(shù)形式表通常，錐度用比例或分數(shù)形式表示，示， C=1：10或或C=1/109)9)基面距基面距 是指內(nèi)、外圓錐基準平面之間的距離，是指內(nèi)、外圓錐基準平面之間的距離，用符號用符號a a表示，如圖表示，如圖4-34-3所示

5、?；婢嘤脕泶_定內(nèi)、所示?；婢嘤脕泶_定內(nèi)、外圓錐之間最終的軸向相對位置，基面距外圓錐之間最終的軸向相對位置，基面距a a的位置的位置取決于所選的圓錐配合的基本直徑。取決于所選的圓錐配合的基本直徑。圓錐配合的基本直徑圓錐配合的基本直徑是指外圓錐小端直徑是指外圓錐小端直徑dede 與內(nèi)與內(nèi)圓錐大端直徑圓錐大端直徑D Di i。 一般用途的錐度與圓錐角系列一般用途的錐度與圓錐角系列特殊用途的錐度與圓錐角系列特殊用途的錐度與圓錐角系列1 1公稱圓錐公稱圓錐 即設計時給定的圓錐，它是一種理想形狀的圓錐。即設計時給定的圓錐，它是一種理想形狀的圓錐。 它可以由一個公稱圓錐直徑、公稱圓錐角（或公稱錐度）和公

6、稱圓錐度它可以由一個公稱圓錐直徑、公稱圓錐角（或公稱錐度）和公稱圓錐度三個基本要素確定。三個基本要素確定。 2 2實際圓錐實際圓錐實際圓錐是實際存在，可通過測量得到的圓錐，如圖所示。在實際圓錐上測實際圓錐是實際存在，可通過測量得到的圓錐，如圖所示。在實際圓錐上測量得到的直徑稱為實際圓錐直徑量得到的直徑稱為實際圓錐直徑da a( (圖圖a)a)。在實際圓錐的任一軸截面內(nèi)，分別。在實際圓錐的任一軸截面內(nèi)，分別包容圓錐上對應兩條實際素線且距離為最小的兩對平行直線之間的夾角稱為包容圓錐上對應兩條實際素線且距離為最小的兩對平行直線之間的夾角稱為實際圓錐角實際圓錐角a（圖（圖b b）。在不同的軸向截面內(nèi)，

7、實際圓錐角不一定相同。）。在不同的軸向截面內(nèi)，實際圓錐角不一定相同。極限圓錐和極限圓錐直徑極限圓錐和極限圓錐直徑 與公稱圓錐共軸且圓錐角相等，直徑分別為上極限直徑和下極限直徑的與公稱圓錐共軸且圓錐角相等，直徑分別為上極限直徑和下極限直徑的兩個圓錐。在垂直圓錐軸線的任一截面上，這兩個圓錐的直徑差都相等，如兩個圓錐。在垂直圓錐軸線的任一截面上，這兩個圓錐的直徑差都相等，如圖所示。圖所示。極限圓錐上的任一直徑極限圓錐上的任一直徑Dmax Dmax 、DminDmin和和dmax dmax 、dmin dmin 稱為極限圓錐稱為極限圓錐直徑直徑。圓錐直徑公差圓錐直徑公差T TD D和圓錐直徑公差區(qū)和圓

8、錐直徑公差區(qū) 圓錐直徑允許的變動量稱為圓錐直徑公差，用符號圓錐直徑允許的變動量稱為圓錐直徑公差，用符號T TD D表示，且是絕對值。表示，且是絕對值。圓錐直徑公差在整個圓錐長度內(nèi)都適用。兩個極限圓錐所限定的區(qū)域稱為圓圓錐直徑公差在整個圓錐長度內(nèi)都適用。兩個極限圓錐所限定的區(qū)域稱為圓錐直徑公差區(qū)。錐直徑公差區(qū)。極限圓錐角、圓錐角公差極限圓錐角、圓錐角公差國家標準規(guī)定，圓錐角公差AT共分12個公差等級，用符號AT1，AT2，AT12表示，其中AT1為最高公差等級，等級依次降低，AT12精度最低。圓錐角公差值隨著圓錐長度的增加反而減小，這是因為圓錐長度越大，加工時其圓錐角圓錐角公差值隨著圓錐長度的增

9、加反而減小，這是因為圓錐長度越大，加工時其圓錐角精度越容易保證。精度越容易保證。 1) 1) 允許的上極限或下極限圓錐角稱為極限圓錐角，它們分別用符號允許的上極限或下極限圓錐角稱為極限圓錐角，它們分別用符號maxmax和和minmin。表。表示。圓錐角公差是指圓錐角的允許變動量。示。圓錐角公差是指圓錐角的允許變動量。 以以角度角度為單位時，為單位時，用代號用代號ATAT表示表示； 以以長度長度為單位時，用代號為單位時，用代號ATATD D表示。表示。 2)2)極限圓錐角及極限圓錐角及maxmax和和minmin限定的區(qū)域稱為圓錐角公差區(qū)。限定的區(qū)域稱為圓錐角公差區(qū)。AT(ATAT(AT、ATA

10、TD D) )為絕對值為絕對值。ATATD D=AT=AT L L1010-3-3式中，AT單位為rad，ATD單位為m，L單位為mm。極限圓錐角和圓錐角公差區(qū)u圓錐角公差圓錐角公差ATAT為了加工和檢測方便，圓錐角公差可用角度值為了加工和檢測方便，圓錐角公差可用角度值ATATD D或或線性值線性值ATATa a給定，圓錐角的極限偏差可按單向取值或給定，圓錐角的極限偏差可按單向取值或者雙向（對稱或不對稱）取值，見圖者雙向（對稱或不對稱）取值，見圖4-64-6所示。為了所示。為了保證內(nèi)、外圓錐接觸的均勻性，圓錐角公差帶通常采保證內(nèi)、外圓錐接觸的均勻性，圓錐角公差帶通常采用用對稱于基本圓錐角分布對

11、稱于基本圓錐角分布。圓錐的形狀公差包括圓錐素線直線度公差、傾斜度公差和圓度公差等。對于要求不高的圓錐工件，其形狀誤差一般也用直徑公差TD控制。對于要求較高的圓錐工件，應單獨按要求給定形狀公差TF，TF的數(shù)值按GB/T 11841996形狀和位置公差選取。給定截面圓錐直徑公差和給定截面圓錐直徑公差區(qū)給定截面圓錐直徑公差和給定截面圓錐直徑公差區(qū) 在垂直于圓錐軸線的給定圓錐截面內(nèi)，圓錐直徑的允許變動量稱為在垂直于圓錐軸線的給定圓錐截面內(nèi)，圓錐直徑的允許變動量稱為給定截面圓錐直徑公差，用代號給定截面圓錐直徑公差，用代號TDS TDS 表示，如圖所示。它僅適用于表示，如圖所示。它僅適用于該給定截面。該給

12、定截面。在給定圓錐截個同心圓所限定的區(qū)域稱為給定截面圓錐直徑公差區(qū)。在給定圓錐截個同心圓所限定的區(qū)域稱為給定截面圓錐直徑公差區(qū)。給定截面圓錐直徑公差區(qū)給定截面圓錐直徑公差區(qū)u給定截面圓錐直徑公差給定截面圓錐直徑公差T TDSDS給出圓錐的公稱圓錐角 (或錐度C)和圓錐直徑公差TD，由TD確定兩個極限圓錐。圓錐角誤差、圓錐直徑誤差和形狀誤差都應控制在此兩極限圓錐所限定的區(qū)域內(nèi)即圓錐直徑公差帶內(nèi)。同時給出給定截面圓錐直徑公差TDS和圓錐角公差AT。圓錐尺寸的標注圓錐尺寸的標注在零件圖樣上，對圓錐只要標注一個圓錐直徑（在零件圖樣上，對圓錐只要標注一個圓錐直徑（D、d 或或 dx ）、圓錐角和）、圓錐

13、角和圓錐長度（圓錐長度（L或或 Lx ），或者標注最大與最小圓錐直徑），或者標注最大與最小圓錐直徑D、d和圓錐長度和圓錐長度L，見表見表1，則該圓錐就被完全確定了。則該圓錐就被完全確定了。 在零件圖樣上，錐度用特定的圖形符號和比例（或分數(shù)）來標注，見表2。標注方法標注方法在圖樣上標注了錐度，就不必標注圓錐角，兩者不應重復標注。在圖樣上標注了錐度，就不必標注圓錐角，兩者不應重復標注。面輪廓度法一般圓錐公差按面輪廓度法進行標注?；惧F度法基本錐度法通常適用于有配合要求的結構型內(nèi)、外圓錐。給定圓錐直徑公差，錐角為理論正確值。公差錐度法公差錐度法僅適用于對某些給定截面圓錐直徑有較高要求的圓錐和密封及非

14、配合圓錐。同時給出圓錐直徑公差和圓錐角公差，不構成兩個同軸圓錐面公差帶的標注方法。1 1圓錐配合的種類圓錐配合的種類 圓錐配合是指基本圓錐相同的內(nèi)、外圓錐直徑之間，由于結圓錐配合是指基本圓錐相同的內(nèi)、外圓錐直徑之間，由于結合松緊的不同所形成的相互關系，可分為三類。合松緊的不同所形成的相互關系，可分為三類。1)1)間隙配合間隙配合。配合時具有一定的間隙，用于作相對運動的圓。配合時具有一定的間隙，用于作相對運動的圓錐配合。如車床主軸的圓錐軸頸與滑動軸承的配合。錐配合。如車床主軸的圓錐軸頸與滑動軸承的配合。2)2)過渡配合過渡配合。配合時間隙等于零或稍有過盈的配合，用于保。配合時間隙等于零或稍有過盈

15、的配合，用于保證定心精度和要求密封性的配合，也稱緊密配合。如各種氣證定心精度和要求密封性的配合，也稱緊密配合。如各種氣密或水密裝置，通常配對研磨，不具有互換性。密或水密裝置，通常配對研磨，不具有互換性。3)3)過盈配合過盈配合。配合時具有一定的過盈，用于定心和傳遞轉矩。配合時具有一定的過盈，用于定心和傳遞轉矩的配合。如帶柄鉸刀、擴孔鉆的錐柄與機床主軸錐孔的配合。的配合。如帶柄鉸刀、擴孔鉆的錐柄與機床主軸錐孔的配合。2圓錐配合的形成圓錐配合的形成圓錐配合的形成有以下兩種方式：圓錐配合的形成有以下兩種方式：(1)結構型圓錐配合結構型圓錐配合 圖圖4-22所示為由內(nèi)、外圓錐的軸肩接觸得到間隙配合。所

16、示為由內(nèi)、外圓錐的軸肩接觸得到間隙配合。圖圖4-23所示為由保證基面距得到過盈配合。所示為由保證基面距得到過盈配合。圖4-22 由軸間接觸形成間隙配合圖4-23 由結構尺寸形成的圓錐過盈配合圖圖4-24 由相對軸向位移形成圓錐間隙配合由相對軸向位移形成圓錐間隙配合圖圖4-25 4-25 由施加一定裝配力形成圓錐過盈配合由施加一定裝配力形成圓錐過盈配合(2)(2)位移型圓錐配合位移型圓錐配合 圖圖4-244-24所示是在不受力的情況下，內(nèi)、外圓錐相接觸，由實際初始位置開所示是在不受力的情況下，內(nèi)、外圓錐相接觸，由實際初始位置開始，內(nèi)圓錐向左作軸向位移始，內(nèi)圓錐向左作軸向位移EaEa，到達終止位置

17、，到達終止位置P Pf f而獲得的間隙配合。而獲得的間隙配合。圖圖4-254-25所示為由實際初始位置所示為由實際初始位置PaPa開始，對內(nèi)圓錐施加一定的裝配力，使內(nèi)開始，對內(nèi)圓錐施加一定的裝配力，使內(nèi)圓錐向右產(chǎn)生軸向位移圓錐向右產(chǎn)生軸向位移EaEa。到達終止位置。到達終止位置P Pf f而獲得的過盈配合。而獲得的過盈配合。圓錐角和錐度的測量圓錐角和錐度的測量1 1、比較（相對）測量法、比較（相對）測量法是用定角度量具與被測角度相比較，用光隙法或涂色法估計被測角度的是用定角度量具與被測角度相比較，用光隙法或涂色法估計被測角度的偏差。比較測量法常用的量具有：角度量塊、偏差。比較測量法常用的量具有

18、：角度量塊、9090角尺、圓錐量規(guī)、角角尺、圓錐量規(guī)、角度或錐度樣板等，如圖度或錐度樣板等，如圖4-264-26所示。所示。（1 1）角度量塊）角度量塊圖4-26 角度量塊及90角尺 a）角度量塊 b）90角尺2)圓錐量規(guī)用于檢驗成批生產(chǎn)的內(nèi)、外圓錐的錐度和基面距偏差。檢驗內(nèi)錐體用錐度塞規(guī)，檢驗外錐體用錐度環(huán)規(guī)。用圓錐量規(guī)檢驗工件時，首先用涂色法檢驗工件的錐度。即在量規(guī)上沿母線方向薄薄地涂上2-3條顯示劑（紅丹粉或藍油，然后輕輕地和工件相對轉動t轉動轉角不大于180），根據(jù)著色接觸情況判斷錐角偏差，若均勻地被擦去，說明錐角偏差小。其后，再用圓錐量規(guī)檢驗基面距偏差，基面距處于圓錐量規(guī)上相距Z的兩條刻線之間為合格，Z為允許的軸向位移量單位為mm。1)1)對于精度不高的工件，常用游標萬能角度尺進行測量，對于精度不高的工件，常用游標萬能角度尺進行測量，2)2)對精度高的工件，則需用光學分度頭、測角儀或圓光柵進行測量。對精度高的工件，則需用光學分度頭、測角儀或圓光柵進行測量。2 2、直接測量法、直接測量法用光學分度頭和自準直