第5章 圆锥公差与检测.pptx
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1、公差配合与技术测量公差配合与技术测量 第第5章章 圆锥公差圆锥公差与检测与检测学学 习习 目目 标标1、掌握掌握圆锥公差与配合标准圆锥公差与配合标准;2、掌握圆锥锥度的测量方法;、掌握圆锥锥度的测量方法;3、掌握角度公差的定义及角度的测量。、掌握角度公差的定义及角度的测量。本章主要内容5.1 概述概述5.2 圆锥圆锥公差公差5.3 圆锥圆锥配合配合5.4 锥度的锥度的测量测量234学学 习习 内内 容容 5.1 圆锥的公差与圆锥的公差与检测检测5.1.1 5.1.1 圆锥配合的种类及特点圆锥配合的种类及特点1圆锥及其参数圆锥及其参数 与轴线成一定角度,且一端相交于轴线的一条直线与轴线成一定角度
2、,且一端相交于轴线的一条直线(母线母线),围绕着,围绕着该轴线旋转形成的圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体,称为该轴线旋转形成的圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体,称为圆锥圆锥。圆锥表面圆锥表面 外圆锥外圆锥 内内圆锥圆锥 (1)圆锥)圆锥角角 在与圆锥平行并通过轴线的截面内,两条素线在与圆锥平行并通过轴线的截面内,两条素线(圆锥表面与轴向截圆锥表面与轴向截面的交线面的交线)间的夹角称为圆锥角间的夹角称为圆锥角。斜角斜角(锥角之半锥角之半)的代号为的代号为2。(2)圆锥)圆锥直径直径 圆锥上垂直于轴线截面的直径。常用的圆锥直径有:最大圆锥直圆锥上垂直于轴线截面的直径。常用的圆锥直径有:最大圆锥直径
3、径D,最小圆锥直径,最小圆锥直径d和给定截面圆锥直径和给定截面圆锥直径dx。(3)圆锥)圆锥长度长度L 最大圆锥直径与最小圆锥直径之间的轴向距离称为圆锥长度。最大圆锥直径与最小圆锥直径之间的轴向距离称为圆锥长度。(4)锥度)锥度C 两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径差与该两截面间的轴向距离两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径差与该两截面间的轴向距离之比称为锥度。如果最大圆锥直径为之比称为锥度。如果最大圆锥直径为D,最小圆锥直径为,最小圆锥直径为d,圆锥长,圆锥长度为度为L,则锥度,则锥度C为为 锥度锥度C与圆锥角与圆锥角的关系为:的关系为:锥度锥度关系式反映了圆锥直径、圆锥长度、圆锥角和锥度之间关系,关
4、系式反映了圆锥直径、圆锥长度、圆锥角和锥度之间关系,这一关系式是圆锥的基本公式。这一关系式是圆锥的基本公式。锥度锥度一般用比例或分式形式表示。一般用比例或分式形式表示。2.2.圆锥圆锥配合的种类配合的种类(1)间隙配合间隙配合 这类配合有间隙,零件易拆开,相互配合的内、外圆锥能相对这类配合有间隙,零件易拆开,相互配合的内、外圆锥能相对运动。如机床顶尖、车床主轴的圆锥轴颈与滑动轴承的配合。运动。如机床顶尖、车床主轴的圆锥轴颈与滑动轴承的配合。(2)过渡配合过渡配合 这类配合具有间隙,也可能具有过盈,要求内、外圆锥紧密配这类配合具有间隙,也可能具有过盈,要求内、外圆锥紧密配合,它用于对中定心和密封
5、。当用于密封时,可以防止漏水和漏气,合,它用于对中定心和密封。当用于密封时,可以防止漏水和漏气,例如内燃机中气门与气门座的配合。为了使配合的圆锥面有良好的例如内燃机中气门与气门座的配合。为了使配合的圆锥面有良好的密封性,内、外圆锥要成对研磨,因而通常这类圆锥不具有互换性。密封性,内、外圆锥要成对研磨,因而通常这类圆锥不具有互换性。(3)过盈配合过盈配合 这类配合具有自锁性,用以传递扭矩。内、外锥体没有相对运这类配合具有自锁性,用以传递扭矩。内、外锥体没有相对运动,过盈大小也可以调整,而且装卸方便。如机床上的刀具动,过盈大小也可以调整,而且装卸方便。如机床上的刀具(钻头、钻头、立铣刀等立铣刀等)
6、的锥柄与机床主轴锥孔的配合。的锥柄与机床主轴锥孔的配合。3 3.圆锥配合的特点圆锥配合的特点 圆锥圆锥配合是机器结构中常用的典型结构,它具有较高的同轴度,配配合是机器结构中常用的典型结构,它具有较高的同轴度,配合自锁性好、密封性好、可以自由调整间隙和过盈等特点,因而在工业合自锁性好、密封性好、可以自由调整间隙和过盈等特点,因而在工业生产中得到了广泛的应用。生产中得到了广泛的应用。与与光滑圆柱体结合相比较,圆锥结合具有以下光滑圆柱体结合相比较,圆锥结合具有以下特点特点:(1)保证)保证结合件相互结合件相互自动对准中心自动对准中心。(2)配合配合性质可以调整性质可以调整,即可以调整配合间隙和过盈的
7、大小来满足,即可以调整配合间隙和过盈的大小来满足不同的工作要求,且可补偿表面的磨损,延长圆锥的使用寿命。不同的工作要求,且可补偿表面的磨损,延长圆锥的使用寿命。(3)配合)配合紧密且紧密且便于装拆便于装拆,结合的密封性很好,常被用在防止漏气、,结合的密封性很好,常被用在防止漏气、漏水等方面。漏水等方面。(4)圆锥)圆锥结合的结构较为复杂,加工和检测也较为困难,故不如圆结合的结构较为复杂,加工和检测也较为困难,故不如圆柱配合应用广泛。柱配合应用广泛。5.1.2 5.1.2 圆锥圆锥公差项目公差项目 圆锥公差国家标准圆锥公差国家标准锥度与锥角系列锥度与锥角系列GBT 1572001是等效采用国际标
8、准是等效采用国际标准ISO11191998产量几何是技术产量几何是技术规范规范(GPS)锥度与锥角系列锥度与锥角系列制订,适用于锥度制订,适用于锥度C从从1:31:500,圆锥长度,圆锥长度L从从6-630mm的光滑圆锥工件。的光滑圆锥工件。圆锥公差的项目有圆锥直径公差、圆锥角公差、圆锥圆锥公差的项目有圆锥直径公差、圆锥角公差、圆锥的形状公差和给定的形状公差和给定截面圆锥直径截面圆锥直径公差。公差。1基本圆锥基本圆锥 基本圆锥是设计时给定的圆锥。基本圆锥是设计时给定的圆锥。基本圆锥可以用两种形式确定:一种是以一个基本圆锥直径基本圆锥可以用两种形式确定:一种是以一个基本圆锥直径(最大最大圆锥直径
9、圆锥直径D或最小圆锥直径或最小圆锥直径d或给定截面圆锥直径或给定截面圆锥直径dx)、基本圆锥长度、基本圆锥长度L和基本圆锥角和基本圆锥角(或基本锥度或基本锥度C)来确定;另一种是以两个基本圆锥直径来确定;另一种是以两个基本圆锥直径(D和和d)和基本圆锥长度和基本圆锥长度L来确定。来确定。2极限圆锥极限圆锥 极限圆锥是实际圆锥允许变动的界限。直径为最大极限尺寸的称为极限圆锥是实际圆锥允许变动的界限。直径为最大极限尺寸的称为最大极限圆锥,直径为最小极限尺寸的称为最小极限圆锥。合格的实际最大极限圆锥,直径为最小极限尺寸的称为最小极限圆锥。合格的实际圆锥必须在两极限圆锥限定的空间区域之内。圆锥必须在两
10、极限圆锥限定的空间区域之内。极限圆锥极限圆锥 3圆锥直径公差圆锥直径公差TD 允许圆锥直径的变动量称为圆锥直径公差。其数值为允许的最允许圆锥直径的变动量称为圆锥直径公差。其数值为允许的最大极限圆锥直径与最小圆锥直径之差,用公差表示为:大极限圆锥直径与最小圆锥直径之差,用公差表示为:4圆锥角公差圆锥角公差AT 允许圆锥角的变动量称为圆锥角公差。其数值为允许的最大与允许圆锥角的变动量称为圆锥角公差。其数值为允许的最大与最小圆锥角之差:最小圆锥角之差:用公式表示为:用公式表示为:圆锥角公差有两种表示形式:圆锥角公差有两种表示形式:(1)AT:以角度单位微弧度:以角度单位微弧度()或以度、分、秒或以度
11、、分、秒(、”)表表示圆锥角公差值。示圆锥角公差值。(2)ATD:以长度单位微米:以长度单位微米()表示公差值,它是用与圆锥轴线垂表示公差值,它是用与圆锥轴线垂直且距离为直且距离为L的两端直径变动量之差所表示的圆锥角公差。的两端直径变动量之差所表示的圆锥角公差。AT与与ATD的关系如下:的关系如下:式中式中 ATD的单位为的单位为 ;AT的单位为的单位为 ;L单位为单位为mm。5圆锥的形状公差圆锥的形状公差TF 圆锥形状公差包括两种:圆锥形状公差包括两种:1)圆锥素线直线度公差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。其公差带,是在圆锥轴向平面内,允许实际素线形状的最
12、大变动量。其公差带,是在给定截面上,距离为公差值在给定截面上,距离为公差值TF的两平行直线间的区域。的两平行直线间的区域。2)截面圆度公差截面圆度公差 在圆锥轴线法向截面上,允许截面形状的最大变动量。它的公差带是在圆锥轴线法向截面上,允许截面形状的最大变动量。它的公差带是半径差为公差值半径差为公差值TF的两同心圆间区域。的两同心圆间区域。1圆锥公差项目圆锥公差项目 为了满足圆锥联结功能和使用要求,圆锥公差国标规定了下述四项为了满足圆锥联结功能和使用要求,圆锥公差国标规定了下述四项公差:公差:1)圆锥直径公差圆锥直径公差TD 圆锥直径公差是以基本圆锥直径为基本尺寸。按圆柱公差与配合国圆锥直径公差
13、是以基本圆锥直径为基本尺寸。按圆柱公差与配合国标标GB/8001998)规定的标准公差选取。规定的标准公差选取。对于有配合要求的圆锥,其内、外圆锥直径公差带位置,按圆锥配对于有配合要求的圆锥,其内、外圆锥直径公差带位置,按圆锥配合国标合国标(GB12360 90)中有关规定选取。中有关规定选取。2)圆锥角公差圆锥角公差AT 按加工精度的高低分为按加工精度的高低分为12个公差等级,其中个公差等级,其中AT1级精度最高,级精度最高,ATl2级精度最低。由于同一加工方法不同,圆锥长度级精度最低。由于同一加工方法不同,圆锥长度L的角度误差不的角度误差不同,同,L越大角度误差可以越小,所以在同一公差等级
14、中,按基本圆锥越大角度误差可以越小,所以在同一公差等级中,按基本圆锥长度长度L的不同,规定了不同的角度公差值。基本长度的不同,规定了不同的角度公差值。基本长度L在在6630mm范范围内,划分围内,划分10个尺寸分段,其角度公差见表个尺寸分段,其角度公差见表74。圆锥角的极限偏差,可以按单向或双向取值。双向取值时,可圆锥角的极限偏差,可以按单向或双向取值。双向取值时,可以是对称的,也可以是不对称的。以是对称的,也可以是不对称的。3)圆锥的形状公差圆锥的形状公差TF 形状公差包括素线直线度公差和截面圆度公差。在一般情况下,形状公差包括素线直线度公差和截面圆度公差。在一般情况下,不单独给出,而是由对
15、应的两极限圆锥公差带限制。不单独给出,而是由对应的两极限圆锥公差带限制。当当对形状精度有更高要求时,应单独给出相应的形状公差。其数对形状精度有更高要求时,应单独给出相应的形状公差。其数值可用值可用形状和位置公差形状和位置公差 未注公差未注公差国标国标(GBT 11841996)附录附录中选取,但应不大于圆锥直径公差值的一半。中选取,但应不大于圆锥直径公差值的一半。4)给定截面圆锥直径公差给定截面圆锥直径公差TDS 是以给定截面直径为基本尺寸,按圆柱公差与配合国标是以给定截面直径为基本尺寸,按圆柱公差与配合国标(GBl8001998)规定的标准公差选取。选取的公差值仅适用于该给定规定的标准公差选
16、取。选取的公差值仅适用于该给定截面,其公差带位置按功能要求确定。截面,其公差带位置按功能要求确定。7.3 圆锥配合圆锥圆锥配合的特征配合的特征 圆锥配合是由基本圆锥直径和基本圆锥角或基本锥圆锥配合是由基本圆锥直径和基本圆锥角或基本锥度相同的内、外圆锥形成的。圆锥尺寸公差带的数值是度相同的内、外圆锥形成的。圆锥尺寸公差带的数值是按直径给定的,所指的间隙或过盈是指垂直于圆锥轴线按直径给定的,所指的间隙或过盈是指垂直于圆锥轴线方向即直径上的,而与圆锥角大小无关。本标准的适用方向即直径上的,而与圆锥角大小无关。本标准的适用范围内范围内(锥度锥度1:3至至1:500),最大差值不超过,最大差值不超过2可
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