1、第7章 圓錐的公差第7章 圓錐的公差7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 圓錐公差圓錐公差7.3 7.3 圓錐配合圓錐配合思考題與練習思考題與練習第7章 圓錐的公差（1）內(nèi)、外兩圓錐體的配合，可以自動定心，容易保證內(nèi)、外圓錐體的軸線具有較高的同軸度，而且能快速裝拆。7.1 概概 述述7.1.1有關圓錐的術語及定義有關圓錐的術語及定義 1圓錐配合的特點圓錐配合的特點 圓錐是由圓錐表面和一定尺寸所限定的幾何體，如圖7-1所示。圓錐配合是機械設備中常用的典型結構。圓錐配合的特點如下。圖7-1 圓錐體 第7章 圓錐的公差（2）圓錐配合的間隙和過盈，可隨內(nèi)、外圓錐體的軸向相互位置不同而得到調(diào)整，而且能

2、補償零件的磨損，延長配合的使用壽命。（3）圓錐體的配合具有較好地自鎖性和密封性。（4）內(nèi)、外圓錐體的配合比較復雜，影響互換性的參數(shù)比較多，加工和檢驗也相對麻煩。 圓錐標準:GB/T 1572001產(chǎn)品幾何量技術規(guī)范（GPS）圓錐的錐度和角度系列、GB/T 113342005產(chǎn)品幾何量技術規(guī)范（GPS）圓錐公差、GB/T 157541995技術制圖 圓錐的尺寸和公差標注等國家標準。第7章 圓錐的公差2有關圓錐的術語及定義有關圓錐的術語及定義 圓錐分內(nèi)圓錐和外圓錐兩種,其主要幾何參數(shù)有圓錐表面、圓錐直徑、圓錐長度、圓錐角和錐度，如圖7-2所示。（1）圓錐表面。指與軸線成一定角度,且一端相交于軸線的

3、一條線段)母線),并圍繞著該軸線旋轉形成的表面(圖7-1 ) 。（2）圓錐直徑。指與圓錐軸線垂直的截面內(nèi)的直徑。有內(nèi)、外圓錐的最大直徑Di、De，內(nèi)、外圓錐最小直徑di、de。 圖7-2 c的主要幾何參數(shù) （3）圓錐長度L。指最大圓錐直徑截面與最小圓錐直徑截面之間的軸向距離。內(nèi)、外圓錐長度分別用Li、Le來表示。圓錐配合長度指內(nèi)、外圓錐配合面的軸向距離，用符號Lp表示。（4）圓錐角（錐角）。指在通過圓錐軸線的截面內(nèi)，兩條素線間的夾角。（5）錐度C。指兩個垂直圓錐軸線截面的圓錐直徑D和d之差與其兩截面間的軸向距離L之比（見圖7-2），即DdCL第7章 圓錐的公差錐度C與圓錐角的關系為:錐度一般用

4、比例或分式表示，例如C= 1 20或1/20。一般用途圓錐的錐度與錐角系列見表7-1。為便于圓錐件的設計、生產(chǎn)和控制，表中給出了圓錐角或錐度的推算值，其有效位數(shù)可按需要確定。為保證產(chǎn)品的互換性，減少生產(chǎn)中所需的定值工具、量具規(guī)格，在選用時應當優(yōu)先選用第一系列。特殊用途圓錐的錐度與錐角系列見表7-2，它僅適用于某些特殊行業(yè)，在機床、工具制造中，廣泛使用莫氏錐度。常用的莫氏錐度共有7種，從0號至6號，使用時，只有相同號的莫氏內(nèi)、外錐才能配合。121:222tancotaaC 第7章 圓錐的公差第7章 圓錐的公差第7章 圓錐的公差（1）公稱圓錐。是指設計給定的理想形狀的圓錐。它可用以下兩種形式確定。

5、 用一個公稱圓錐直徑（最大圓錐直徑D、最小圓錐直徑d、給定截面圓錐直徑dx）公稱圓錐長度L、公稱圓錐角或公稱錐度C來表示公稱圓錐，如圖7-3所示。 用兩個公稱圓錐直徑和公稱圓錐長度L來表示公稱圓錐。7.1.2有關圓錐公差的術語及定義有關圓錐公差的術語及定義 1圓錐公差的基本參數(shù)圓錐公差的基本參數(shù)圖7-3 公稱圓錐第7章 圓錐的公差（2）實際圓錐。指實際存在且可通過測量得到的圓錐。在實際圓錐上的任一直徑稱為實際圓錐直徑da，如圖7-4（a）所示。在實際圓錐的任一軸向截面內(nèi)，包容其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a，如圖7-4（b）所示。在不同軸向截面內(nèi)的實際圓錐角不一定相

6、同。 圖7-4 實際圓錐第7章 圓錐的公差 2圓錐公差的術語及定義圓錐公差的術語及定義（1）極限圓錐和極限圓錐直徑。極限圓錐是指與公稱圓錐共軸且圓錐角相等，直徑分別為上極限尺寸和下極限尺寸的兩個圓錐。如圖7-5所示。直徑為最大極限尺寸的圓錐稱為最大極限圓錐；直徑為最小極限尺寸的圓錐稱為最小極限圓錐。垂直于圓錐軸線的截面上的直徑稱為極限圓錐直徑，如圖7-5中的Dmax、Dmin和dmax、dmin。圖7-5 極限圓錐、圓錐直徑公差帶（2）圓錐直徑公差TD。圓錐直徑公差是指圓錐直徑的允許變動量，它適用于圓錐全長上。圓錐直徑公差帶是在圓錐的軸剖面內(nèi)，兩個極限圓錐所限定的區(qū)域，如圖7-5所示。一般以最

7、大圓錐直徑為基礎。第7章 圓錐的公差（3）圓錐角公差AT、ATD。允許的最大極限圓錐角和最小極限圓錐稱為極限圓錐角，分別用max和min表示，如圖7-6所示。圓錐角公差是指圓錐角的允許變動量。圓錐角公差帶是兩個極限圓錐角所限定的區(qū)域，如圖7-6所示。當圓錐角以弧度或角度為單位時，用代號AT表示；當圓錐角以長度為單位時，用代號ATD表示。圖7-6 極限圓錐角和圓錐角公差帶 第7章 圓錐的公差（4）給定截面圓錐直徑公差TDS。給定截面圓錐直徑公差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量。它僅適用于該給定截面的圓錐直徑。其公差帶是給定的截面內(nèi)兩同心圓所限定的區(qū)域，如圖7-7所示。圖7-

8、7 給定截面圓錐直徑公差帶注注:TDS公差帶限定的是平面區(qū)域，而TD公差帶限定的是空間區(qū)域，兩者是不同的 。（5）圓錐形狀公差TF。圓錐形狀公差包括素線直線度公差和橫截面圓度公差。 第7章 圓錐的公差7.2 7.2 圓錐公差圓錐公差 7.2.1圓錐公差項目圓錐公差項目圓錐公差項目包括以下內(nèi)容。（1）圓錐直徑公差TD；（2）圓錐角公差AT，用角度值AT或線性值ATD給定；（3）圓錐的形狀公差TF；（4）給定截面圓錐直徑公差TDS。7.2.2圓錐公差標注的標準圓錐公差標注的標準1圓錐公差標注的兩種形式圓錐公差標注的兩種形式 圓錐公差標注有兩種形式：按圓錐直徑公差TD和公稱圓錐角（或錐度C）形式標注

9、；按圓錐角公差AT和給定截面圓錐直徑公差TDS形式標注。第7章 圓錐的公差（1）按圓錐直徑公差TD和公稱圓錐角（或錐度C）形式標注。如圖7-8所示，由TD確定的兩個極限圓錐，此時圓錐角誤差和圓錐形狀誤差均應在極限圓錐所限定的區(qū)域內(nèi)。圖7-8 公稱圓錐角或錐度和圓錐直徑公差 第7章 圓錐的公差（2）按圓錐角公差AT和給定截面圓錐直徑公差TDS形式標注。如圖7-9所示，假定圓錐素線為理想直線，則應落在陰影范圍內(nèi)，圓錐素線的形狀誤差也應限制在其中。 圖7-9 圓錐角和給定截面圓錐直徑公差 AT第7章 圓錐的公差2圓錐公差數(shù)值圓錐公差數(shù)值（1）圓錐直徑公差TD。以公稱圓錐直徑（一般取最大圓錐直徑D）為

10、公稱尺寸，按GB/T 1800.31998規(guī)定的標準公差選取。TD對整個圓錐上任意截面的直徑都起作用。（2）給定截面圓錐直徑公差TDS。以給定截面圓錐直徑為公稱尺寸，按GB/T 1800.31998規(guī)定的標準公差選取。應注意TDS只對給定的截面起作用。（3）圓錐角公差AT，用角度值AT或線性值ATD給定。圓錐角公差共分12個公差等級，用AT1AT12表示，其中AT1最高，AT12最低，例如AT6表示6級圓錐角公差。各公差等級的圓錐角公差見表7-3。表中數(shù)值用于棱體角度時，以該角短邊長度作為L選取公差值。第7章 圓錐的公差第7章 圓錐的公差 圓錐角公差值按圓錐長度分尺寸段，其表示方法有以下兩種。

11、AT以角度單位（微弧度、度、分、秒）表示錐角公差值（1urad等于半徑為1 m，弧長為1um所產(chǎn)生的角度，5urad 1，300urad 1）。ATD以線值單位（um）表示圓錐角公差值。在同一圓錐長度分段內(nèi)，ATD值有兩個，分別對應于L的最大值和最小值。 AT和ATD的關系如下：ATD=ATL103式中，ATD的單位為，AT的單位為um，L的單位為mm。第7章 圓錐的公差 常用的角度公差等級應用范圍：46級用于高精度的圓錐量規(guī)和角度樣板；79級用于工具圓錐、圓錐銷、傳遞大扭矩的摩擦圓錐；1011級用于圓錐套、圓錐齒輪等中等精度零件；12級用于低精度零件。 圓錐角的極限偏差可按單向或雙向（對稱或

12、不對稱）取值，如圖7-10所示。 圖7-10 圓錐角極限偏差第7章 圓錐的公差（4）圓錐的形狀公差TF。 圓錐形狀公差一般由圓錐直徑公差帶限制而不單獨給出。若需要，可給出素線的直線度公差和橫截面上的圓度公差，或者標注圓錐的面輪廓度公差。3圓錐直徑公差所能限制的最大圓錐角誤差圓錐直徑公差所能限制的最大圓錐角誤差 當圓錐公差按給出圓錐的理論正確圓錐角和圓錐直徑公差TD所規(guī)定的方法給定時，推薦在圓錐直徑的極限偏差后標注“ T ”符號，如：300.015 T 。這時圓錐直徑公差TD具有綜合性，即直徑誤差、錐角誤差、表面形狀誤差均應控制在范圍之內(nèi)。在這種情況下，由圓錐直徑公差TD所能限制的最大圓錐角誤差

13、值 max見表7-4，實際圓錐角允許在 max范圍內(nèi)變化，該表是在圓錐長度L=100 mm時給出的。當圓錐長度L不等于100 mm時，須將表中的值乘以100/L，L的單位為mm。第7章 圓錐的公差注：圓錐長度不等于100 mm時，須將表中的數(shù)值乘以100/L，L的單位為mm。表表7-4 L=100 mm時圓錐直徑公差時圓錐直徑公差TD所限制的最大圓錐角誤差所限制的最大圓錐角誤差 max 單位單位: rad 第7章 圓錐的公差7.2.3圓錐的公差標注圓錐的公差標注1圓錐公差標注方法圓錐公差標注方法 圓錐的公差標注，應根據(jù)圓錐的功能要求和工藝特點選擇公差項目。在圖樣上標注相配合的內(nèi)、外圓錐的尺寸和

14、公差時，內(nèi)、外圓錐必須具有相同的公稱圓錐角（公稱錐度），標注直徑公差的圓錐直徑必須具有相同的基本尺寸。圓錐公差標注可有3種方法。圖7-11 面輪廓度法標注（1）面輪廓度法。通常給定如下條件：給定圓錐角；給定錐度；給定圓錐軸向位置；與基準線有關等條件，如圖7-11所示。第7章 圓錐的公差（2）基本錐度法?；惧F度法通常適用于有配合要求的結構型內(nèi)、外圓錐?；惧F度法是表示圓錐要素尺寸與其幾何特征具有相互從屬關系的一種公差帶的標注方法，即由兩同軸圓錐面（圓錐要素的最大實體尺寸和最小實體尺寸）形成兩個具有理想形狀的包容面公差帶。實際圓錐處處不得超越這兩個包容面。因此，該公差帶可控制圓錐直徑的大小和圓錐

15、角的大小，也可控制圓錐表面的形狀。若有需要，可附加給出圓錐角公差和有關形位公差要求作進一步的控制。標注如圖7-12所示。第7章 圓錐的公差 圖7-12 基本錐度法標注 第7章 圓錐的公差（3）公差錐度法。公差錐度法僅適用于對某給定截面圓錐直徑有較高要求的圓錐和密封及非配合圓錐。公差錐度法直接給定有關圓錐要素的公差，即同時給出圓錐直徑公差和圓錐角公差，但不構成同軸圓錐面公差帶的標注方法。此時，給定截面圓錐直徑公差僅控制該截面圓錐直徑偏差，不再控制圓錐角偏差，TDS和AT各自分別給定，分別滿足要求，故按獨立原則解釋。若有需要，可附加給出有關形位公差要求作進一步控制。標注如圖7-13所示,該圓錐的最

16、大直徑應由D+TD/2和DTD/2確定；錐角應在24302530 之間變化；圓錐素線直線度要求為t。以上要求應獨立考慮。第7章 圓錐的公差 圖7-13 基本錐度法標注 第7章 圓錐的公差2圓錐表面粗糙度標注圓錐表面粗糙度標注 圓錐的表面粗糙度數(shù)值可參見表7-5選取。7.2.4未注公差角度的極限偏差未注公差角度的極限偏差 圖樣上標注的角度和通常不須標注的角度，若未給出公差，則加工與檢測時須按GB/T 18042000一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差中表3 未注公差角度的極限偏差規(guī)定的要求執(zhí)行（見表7-6）。第7章 圓錐的公差 國家標準將未注公差角度的極限偏差分為3個等級，即中等級m、粗糙

17、級c、最粗級v，并規(guī)定以角度的短邊長度作主參數(shù)；對于錐度，當較小時，可取公稱長度L當作邊長；當較大時，則取圓錐的素線長度 。第7章 圓錐的公差1圓錐配合的形式圓錐配合的形式 圓錐配合的特點是通過改變內(nèi)圓錐與外圓錐的軸向相對位置，可改變間隙的大小，以達到配合的目的。即使是很緊密的配合，在軸向力的作用下，拆卸也是很方便的。圓錐配合有兩種形式。（1）結構型結構型圓錐配合。結構型圓錐配合是指由內(nèi)、外圓錐的結構，或由內(nèi)、外圓錐基準平面之間的尺寸（簡稱基面距）確定裝配后的最終軸向位置，從而得到的配合。7.3 圓錐配合圓錐配合 圖7-14 結構形成圓錐的間隙配合 圖7-14所示的是依靠外圓錐的軸肩與內(nèi)圓錐端

18、面的接觸，使兩者的軸向位置確定而得到的間隙配合。第7章 圓錐的公差 圖7-15所示的是通過基面距a(外圓錐基準平面與內(nèi)圓錐基準平面之間的軸向距離)來確定兩者的軸向位置而獲得的過盈配合。 由于結構型圓錐配合的內(nèi)、外圓錐軸向相對位置是固定的,因而它們的性質就取決于內(nèi)、外圓錐的直徑公差帶。其極限間隙或極限過盈及配合公差的計算與光滑圓柱配合相同。 圖7-15 基面距形成圓錐的過盈配合 第7章 圓錐的公差（2）位移型位移型圓錐配合。位移型圓錐配合是指通過規(guī)定內(nèi)、外圓錐的軸向相對位移或產(chǎn)生位移的軸向力的大小，來確定內(nèi)、外圓錐的軸向位置，以獲得預定的配合。圖7-16所示的圓錐配合，由實際初始位置Pa（內(nèi)、外

19、圓錐不受軸向力的情況下相接觸的位置）開始，內(nèi)圓錐作一定的軸向位移Ea，達到終止位置Pf，即可獲得預定的配合。圖7-16 軸向位移形成圓錐的間隙配合 第7章 圓錐的公差 對于位移型圓錐配合，其直徑方向的配合公差仍由間隙或過盈的變動量所決定，但間隙或過盈量的大小，主要取決于位移量Ea，這是它與結構型圓錐配合的本質區(qū)別。 圖7-17 施加裝配力形成圓錐的過盈配合 圖7-17所示的圓錐配合，則是由初始位置Pa開始，對內(nèi)圓錐施加一定的裝配軸向力F，使內(nèi)圓錐產(chǎn)生軸向位移至終止位置Pf，即可獲得預定的配合。該方 法 只 能 獲 得 過 盈配合。第7章 圓錐的公差2圓錐配合的種類圓錐配合的種類 圓錐配合的種類

20、有過渡（緊密）配合、間隙配合和過盈配合。（1）過渡（緊密）配合。這類配合具有良好的密封性，可以防止漏氣和漏水，例如，在內(nèi)燃機中氣閥與氣閥座的配合。為了使配合圓錐面接觸緊密，在加工時，內(nèi)、外圓錐應成對研磨，因此這類配合的圓錐一般都無互換性。（2）間隙配合。此類配合具有間隙，而且在裝配和使用過程中，可借助內(nèi)圓錐與外圓錐的軸向移動來調(diào)整間隙的大小。例如，車床主軸圓錐軸頸與圓錐軸承襯套的配合。（3）過盈配合。這種配合具有過盈，用于傳遞扭矩。例如，鉆頭、鉸刀、銑刀的錐柄與機床主軸錐孔的配合。此配合具有自鎖性好、裝拆方便等優(yōu)點。第7章 圓錐的公差3圓錐配合的一般規(guī)定圓錐配合的一般規(guī)定 圓錐配合，通常都按第一種方法給定公差，即給出理論正確的圓錐角和圓錐直徑公差帶。（1）結構型圓錐配合。由于結構型圓錐配合軸向相對位置是固定的，其配合性質主要取決于內(nèi)、外圓錐的直徑公差帶，選擇、計算與光滑圓柱的配合類同。 公差等級的確定。按極限與配合選取公差等級。由于結構型圓錐配合直徑配合公差帶，直接影響間隙或過盈的變動，因此，內(nèi)、外圓錐的直徑公差等級一般應不低于IT9。 基準制的確定。國標推薦優(yōu)先采用基孔制，即內(nèi)圓錐直徑的基本偏差選定H。 配合的確定。當采用基孔制時，外圓錐的基本偏差是決定配合性質的主要因素。因此，可根據(jù)允許極限間隙或過盈的大小，確定外圓錐直徑的基本偏差，從而確