第10章-圓錐的公差與檢測(cè)

第10章圓錐的公差與檢測(cè)10.1概述本章講述4學(xué)時(shí)：10.1.1圓錐配合的特點(diǎn)及種類1.圓錐配合的特點(diǎn)（1）在軸向力的作用下，內(nèi)、外圓錐相配時(shí)能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)中心，保證內(nèi)、外圓錐軸線具有較高的同軸度，且裝拆方便。（2）內(nèi)、外圓錐配合間隙或過盈大小可通過其軸向相對(duì)移動(dòng)來調(diào)整。（3）內(nèi)、外圓錐表面的配對(duì)研磨，使圓錐配合具有良好的自鎖性和密封性。（4）圓錐配合可利用較小的過盈量傳遞較大的扭矩2.圓錐配合的種類圓錐配合是指基本尺寸（圓錐直徑、圓錐角或錐度）相同的內(nèi)、外圓錐直徑之間，由于結(jié)合不同所形成的相互關(guān)系。根據(jù)內(nèi)、外圓錐直徑之間結(jié)合的不同，圓錐配合分為三類：（1）間隙配合配合具有間隙，在裝配和使用過程中間隙大小可調(diào)整。主要用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的圓錐體配合，如車床主軸的圓錐軸頸與圓錐軸承襯套的配合。（2）過盈配合配合具有過盈，過盈量可調(diào)整。借助于相互配合的圓錐面間的自鎖，可產(chǎn)生較大的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。如銑床主軸錐孔與銑刀錐柄的配合。（3）過渡配合（緊密配合）配合很緊密，間隙為零或有略小過盈。主要用于對(duì)中定心或密封的場(chǎng)合，如錐形旋塞、發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣閥與底座的配合等。為使配合的圓錐面有良好的密封性，通常內(nèi)、外圓錐面要成對(duì)研磨，故這類配合一般沒有互換性。10.1.2圓錐配合的基本參數(shù)1.圓錐角在通過圓錐軸線的截面內(nèi)，兩條素線之間的夾角，用表示。2.圓錐素線角是指圓錐素線與其軸線間的夾角，它等于圓錐角的一半。3.圓錐直徑與圓錐軸線垂直的截面內(nèi)圓的直徑。有內(nèi)、外圓錐的最大直徑Di、De，內(nèi)、外圓錐的最小直徑di、de，任意給定截面圓錐直徑dχ（距端面有一定距離）。設(shè)計(jì)時(shí)，一般選用內(nèi)圓錐的最大直徑或外圓錐的最小直徑作為基本直徑。4.圓錐長度圓錐的最大直徑與最小直徑之間的軸向距離。內(nèi)、外圓錐長度分別用Li、Le表示。5.錐度圓錐最大直徑與最小直徑之差與圓錐長度之比，用符號(hào)C表示。即C=（D-d）/L=2tan錐度常用比例或分?jǐn)?shù)表示，如C=1:20或C=1/20。10-1圓錐配合的基本參數(shù)6.基面距相互配合的內(nèi)、外圓錐基準(zhǔn)平面之間的距離，用符號(hào)α表示。如圖所示。7.圓錐配合長度內(nèi)、外圓錐面的軸向距離，用符號(hào)H表示。8.軸向位移相互配合的內(nèi)、外圓錐，從實(shí)際初始位置到終止位置移動(dòng)的距離，用符號(hào)Ea表示，如圖所示。10.1.3錐度與錐角系列為了盡可能減少加工圓錐工件所用的專用刀具和量具的品種規(guī)格，滿足生產(chǎn)需要，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T157-2001規(guī)定了機(jī)械工程一般用途圓錐的錐度與錐角系列，見書10-1表。10.2圓錐的配合10.2.1圓錐配合的形成方法內(nèi)、外圓錐的相對(duì)軸向位置移動(dòng)，可調(diào)整其配合的間隙或過盈，從而獲得不同的配合性質(zhì)。根據(jù)相互結(jié)合的內(nèi)、外圓錐軸向位置不同，圓錐配合的形成方法有四種。1.由內(nèi)、外圓錐的結(jié)構(gòu)確定裝配的最終位置而形成的配合這種方式可得到間隙配合、過度配合和過盈配合。如圖所示為軸肩接觸得到間隙配合的示例。2.由內(nèi)、外圓錐基準(zhǔn)平面之間的尺寸確定裝配的最終位置而形成的配合3.由內(nèi)、外圓錐實(shí)際初始位置Pa開始，作一定的相對(duì)軸向位移Ea而形成的配合4.由內(nèi)、外圓錐實(shí)際初始位置Pa開始，施加一定裝配力產(chǎn)生軸向位移而形成的配合10.2.2圓錐配合的基本要求1.根據(jù)使用要求圓錐配合應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙或過盈間隙或過盈是在垂直于圓錐表面方向起作用，應(yīng)按垂直于圓錐軸線方向給定并測(cè)量，但對(duì)于錐度小于或等于1:3的圓錐，兩個(gè)方向的數(shù)值差異很小，可忽略不計(jì)。2.圓錐配合的表面接觸要均勻表面接觸不均勻，則影響圓錐結(jié)合的緊密性和配合性。影響圓錐配合表面接觸均勻性的因素有錐角誤差和形狀誤差。為此應(yīng)控制內(nèi)、外錐角偏差和形狀誤差。3.有些圓錐配合要求實(shí)際基面距在規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)當(dāng)內(nèi)、外圓錐長度一定時(shí)，基面距過大，會(huì)使配合長度減小，影響結(jié)合的穩(wěn)定性和傳遞轉(zhuǎn)矩；若基面距過小，則使補(bǔ)償磨損的軸向調(diào)節(jié)范圍減小。影響基面距的主要因素有內(nèi)、外圓錐的直徑偏差和圓錐角偏差。10.3圓錐的公差及選用10.3.1圓錐公差國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圓錐公差有四項(xiàng)：圓錐直徑公差TD、圓錐角公差A(yù)T、圓錐的形狀公差TF和給定截面圓錐直徑公差TDS1.圓錐直徑公差TD1.圓錐直徑公差TD是指圓錐直徑允許的變動(dòng)量。它適用于圓錐全長，公差帶為軸向截面內(nèi)兩個(gè)極限圓錐所限定的區(qū)域，即允許的最大極限圓錐直徑Dmax(或dmax)與最小極限圓錐直徑Dmin(或dmin)之差，如圖所示。2.圓錐角公差A(yù)T圓錐角公差A(yù)T是指圓錐允許的變動(dòng)量，以弧度或角度為單位是用ATα表示；以長度為單位時(shí)用ATD表示。公差帶為在圓錐軸向截面內(nèi)，最大和最小極限圓錐角所限定的區(qū)域，如圖所示。3.圓錐的形狀公差TF圓錐的形狀公差主要是圓錐素線的直線度公差和圓錐截面的圓度公差。對(duì)要求不高的圓錐形工件，其形狀誤差一般用直徑公差TD控制；對(duì)要求較高的圓錐形工件，應(yīng)單獨(dú)按要求給定形狀公差TF，TF的數(shù)值從形狀和位置公差國家標(biāo)準(zhǔn)中選取。4.給定截面圓錐直徑公差TDS給定截面圓錐直徑公差TDS是指在垂直于圓錐軸線的給定截面內(nèi)圓錐直徑的允許變動(dòng)量。它僅適用于該給定截面的圓錐直徑，公差帶是在給定的截面內(nèi)兩同心圓所限定的區(qū)域，如圖所示。10.3.2圓錐公差的選用1.圓錐公差的給出方法一個(gè)具體的圓錐形工件，不需要給出上述四項(xiàng)公差要求，可根據(jù)工件使用要求給出公差項(xiàng)目，圓錐公差給出方法有兩種。第一種給出圓錐的理論正確圓錐角α（或錐度C）和圓錐直徑公差TD圓錐角度誤差和圓錐形狀誤差均應(yīng)在極限圓錐所限定的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)對(duì)圓錐角公差、圓錐的形狀公差有更高要求時(shí)，可再給出圓錐角公差A(yù)T、圓錐的形狀公差TF。此時(shí)，AT和TF僅占TD的一部分。這種給定圓錐公差的方法通常用于有配合要求的內(nèi)、外圓錐。第二種給出給定截面圓錐直徑公差TDS和圓錐角公差A(yù)TTDS和AT是獨(dú)立的，應(yīng)分別滿足這兩項(xiàng)公差要求，如圖所示。當(dāng)對(duì)圓錐形狀公差有更高要求時(shí)，可再給出圓錐的形狀公差TF。這種方法通常用于對(duì)給定圓錐截面直徑有較高要求的情況。2.圓錐公差選用（1）有配合要求的內(nèi)、外圓錐按第一種公差給定方法進(jìn)行圓錐精度設(shè)計(jì)，選用直徑公差。（2）配合面有較高接觸精度要求的內(nèi)、外圓錐應(yīng)按第二種給定方法進(jìn)行圓錐精度設(shè)計(jì)，同時(shí)給出給定截面圓錐直徑公差TDS和圓錐角公差A(yù)T（3）對(duì)非配合外圓錐一般選用基本偏差js。10.4圓錐的檢測(cè)10.4.1絕對(duì)測(cè)量法直接從角度計(jì)量器具上讀出被測(cè)角度。應(yīng)用的檢測(cè)量具有萬能角度尺、光學(xué)分度頭和測(cè)角儀，常用的量具是萬能角度尺。10.4.2比較檢驗(yàn)法比較檢驗(yàn)法是將被測(cè)量角度（或錐角）與相應(yīng)的量具比較，用光隙法或涂色法估計(jì)被測(cè)角度（或錐度）的誤差的檢驗(yàn)方法。應(yīng)用的檢測(cè)量具有圓錐量規(guī)和角度樣板，常用