機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)課件：圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)

圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)《機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)》

目錄圓錐的幾何參數(shù)01圓錐的尺寸標(biāo)注02圓錐的精度03圓錐的檢驗(yàn)04內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)圓錐配合是機(jī)器、儀器及工具結(jié)構(gòu)中常用的配合，如工具圓錐與機(jī)床主軸的配合是最典型的實(shí)例。與圓柱配合相比較，圓錐配合具有如下特點(diǎn)：1．相互配合的內(nèi)、外圓柱在軸向力的作用下，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，且拆卸方便。2．配合間隙或過(guò)盈的大小可以通過(guò)內(nèi)、外圓錐的軸向相對(duì)移動(dòng)來(lái)調(diào)整。3．內(nèi)、外圓錐表面經(jīng)過(guò)配對(duì)研磨后，配合具有良好的自鎖性和密封性。圓錐配合由于影響互換性的參數(shù)比較復(fù)雜，加工和檢測(cè)也比較麻煩，所以應(yīng)用不如圓柱配合廣泛。圖

圓錐的配合1-內(nèi)圓錐2-外圓錐3-軸肩5-基準(zhǔn)平面內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)1.圓錐的幾何參數(shù)圖1圓錐幾何參數(shù)a)圓錐配合的幾何參數(shù)b)單個(gè)圓錐的幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基本圓錐可用如下兩種形式表示：一個(gè)基本圓錐的直徑（最大直徑D，最小直徑d，給定截面圓錐直徑dx）、基本圓錐長(zhǎng)度L、基本圓錐角α或基本錐度C。兩個(gè)基本圓錐直徑和基本圓錐長(zhǎng)度L。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)（1）圓錐角：通過(guò)圓錐軸線的截面內(nèi)，兩條素線之間的夾角，用α表示。（2）圓錐素線角：圓錐素線與其軸線的夾角，它等于圓錐角之半。即α/2。（3）圓錐直徑：與圓錐軸線垂直截面內(nèi)的直徑。圓錐直徑有內(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dx（距端面一定距離）。（4）圓錐長(zhǎng)度：圓錐最大直徑與最小直徑所在截面之間的軸向距離。內(nèi)、外圓錐長(zhǎng)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(zhǎng)度之比，用C表示，即C=（D-d）/L錐度通常用比例或者分?jǐn)?shù)表示，例如C=1:20或C=1/20。（6）圓錐配合長(zhǎng)度：內(nèi)、外圓錐配合面間的軸向距離，用H表示。（7）基面距：相互配合的內(nèi)、外圓錐基面間的距離，用a表示?；婢嘤脕?lái)確定內(nèi)、外圓錐的軸向相對(duì)位置?；婵梢允菆A錐大端面，也可以是小端面。（8）基本圓錐：設(shè)計(jì)給定的圓錐，在該圓錐上，所有幾何參數(shù)均為其基本值。內(nèi)容表

一般用途圓錐的錐度與錐角內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)圖2圓錐尺寸標(biāo)注12.圓錐的尺寸標(biāo)注圖3圓錐尺寸標(biāo)注2內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)圖4圓錐尺寸標(biāo)注32.圓錐的尺寸標(biāo)注圖5圓錐尺寸標(biāo)注4圖6圓錐尺寸標(biāo)注5內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)2.圓錐的尺寸標(biāo)注斜度：表示一直線對(duì)另一直線或平面的傾斜程度。錐度：指零件表面的錐形程度，其大小為圓錐體的底圓直徑與圓錐高度之比，如果是圓臺(tái)，是底圓直徑之差與圓錐高度之比。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)2.圓錐的尺寸標(biāo)注如圖畫出下面的斜度∠1∶10，錐度1:5內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度（1）圓錐的配合圓錐公差與配合制是由基準(zhǔn)制、圓錐公差和圓錐配合組成。圓錐配合的基準(zhǔn)制分為基孔制和基軸制，標(biāo)準(zhǔn)推薦優(yōu)先采用基軸制。圓錐公差按照GB/T11334-2005確定。圓錐配合分間隙配合、過(guò)渡配合和過(guò)盈配合，相互配合的兩圓錐基本尺寸相同。1）間隙配合這類配合具有間隙，而且在裝配和使用過(guò)程中間隙大小可以調(diào)整。常用于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中。如某些車床主軸的圓錐軸頸與圓錐滑動(dòng)軸承襯套的配合。2）過(guò)渡配合（也稱緊密配合）這類配合很緊密，間隙為零或略小于零。主要用于定心或密封場(chǎng)合，如錘形旋塞、發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣閥與閥座的配合等。通常需要將內(nèi)、外錐成對(duì)研磨，故這類配合一般沒有互換性。3）過(guò)盈配合這類配合具有過(guò)盈，借助于相互配合的圓錐面間的自鎖，產(chǎn)生較大的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。例如鉆頭（或鉸刀）的圓錐柄與機(jī)床主軸圓錐孔的配合、圓錐形摩擦離合器中的配合等。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度圓錐配合的間隙或過(guò)盈可由內(nèi)、外圓錐的相對(duì)軸向位置進(jìn)行調(diào)整，得到不同的配合性質(zhì)。按確定內(nèi)、外圓錐軸向位置的方法，圓錐配合的形成方式有四種：（1）由內(nèi)、外圓錐的結(jié)構(gòu)確定裝配的最終位置而形成配合。如圖7（a）所示。（2）由內(nèi)、外圓錐基面之間的尺寸確定裝配后的最終位置而形成的配合。如圖7（b）所示。（3）由內(nèi)、外圓錐實(shí)際初始位置Pa開始到終止位置Pf（不施加外力），作一定的相對(duì)軸向位移Ea而形成間隙配合或過(guò)盈配合，如圖7（c）所示。（4）由內(nèi)、外圓錐實(shí)際初始位置Pa開始，施加一定的裝配力產(chǎn)生軸線位移而形成的過(guò)盈配合，如圖7（d）所示。方式（1）和（2）稱為結(jié)構(gòu)型圓錐配合，方式（3）（4）稱為位移型圓錐配合。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度（a）軸肩接觸得到間隙配合(b)基面距a得到過(guò)盈配合圖7結(jié)構(gòu)型圓錐的配合內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度（c）實(shí)際初始位置Pa到終止位置Pf的間隙配合(d)軸線位移形成過(guò)盈配合圖7位移型圓錐的配合內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度圖8圓錐角與圓錐直徑公差(2)圓錐的公差GB/T11334-2005《產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范（GPS）圓錐公差》適用于圓錐體錐度1:3~1:500、基本圓錐長(zhǎng)度L為6~630mm的光滑圓錐工件。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了圓錐直徑公差、圓錐角公差、圓錐形狀公差和給定截面圓錐直徑公差。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度1）圓錐直徑公差圓錐直徑允許的變動(dòng)量。即允許的最大極限圓錐直徑Dmax（dmax）與最小極限圓錐直徑Dmin（dmin）之差，它適用于圓錐全長(zhǎng)。其公差帶為兩個(gè)極限圓錐所限定的區(qū)域。極限圓錐與基本圓錐共軸且圓錐角相等，在垂直于軸線的任意截面上兩圓錐的直徑差相等。圖8圓錐角與圓錐直徑公差內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度2）圓錐角公差圓錐角的允許變動(dòng)量，即最大圓錐角和最小圓錐角之差。如圖8以弧度或角度為單位時(shí)用表示，以長(zhǎng)度為單位時(shí)用表示。兩者之間的關(guān)系為圓錐角公差A(yù)T共分為12個(gè)公差等級(jí)，分別用AT1、AT2、...、AT12表示，其中AT1精度最高，等級(jí)依次降低，AT12精度最低。圓錐角公差常用的等級(jí)為AT4-AT11，其中AT4-AT6用于高精度的圓錐量規(guī)和角度樣板，AT7-AT9用于工具圓錐、圓錐銷、傳遞大扭矩的摩擦圓錐，AT10、AT11用于圓錐套、圓錐齒輪等中等精度零件。內(nèi)容表

圓錐角公差數(shù)值內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度圖9給定截面的圓錐直徑與圓錐角公差3）給定截面圓錐直徑公差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。僅適用于該給定截面的圓錐直徑。其公差帶是在給定的截面內(nèi)，由兩個(gè)同心圓限定的區(qū)域，如圖8所示。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度圖10圓錐角的極限偏差內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度(3）圓錐公差的選用對(duì)于結(jié)構(gòu)型圓錐，直徑誤差主要影響實(shí)際配合間隙或過(guò)盈。選用時(shí)可根據(jù)配合公差來(lái)確定內(nèi)、外圓錐直徑公差，和圓柱配合一樣對(duì)于位移型圓錐，其配合性質(zhì)是通過(guò)給定內(nèi)、外圓錐的軸向位移量或裝配力確定的，而與直徑公差帶無(wú)關(guān)。直徑公差僅影響接觸的初始位置和終止位置及接觸精度。所以，對(duì)于位移型圓錐配合，可根據(jù)對(duì)終止位置基面距有無(wú)要求來(lái)選取直徑公差。如對(duì)基面距有要求，公差等級(jí)一般在IT8~IT12級(jí)之間選取，必要時(shí)應(yīng)通過(guò)計(jì)算來(lái)選取和校核內(nèi)、外錐角的公差帶。如對(duì)基面距沒有嚴(yán)格要求，可選較低的公差等級(jí)，以便使加工更經(jīng)濟(jì)；如對(duì)接觸精度要求較高，可用選擇圓錐角公差的方法來(lái)滿足。為了計(jì)算和加工方便，GB/T12360-2005推薦位移型圓錐的基本偏差用H、h或JS、js的組合。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)3.圓錐的精度(4）圓錐表面粗糙度表圓錐的表面粗糙度推薦值內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)例：如圖一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器輸入軸系結(jié)構(gòu)，根據(jù)工況條件，要求減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合對(duì)中性好，間隙可以調(diào)整，密封性好。試選擇減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合形式，選擇錐度的檢測(cè)方法。根據(jù)減速器的使用要求，選擇減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合為圓錐間隙配合，由聯(lián)軸器的孔型得輸入軸的錐度為1:10，如圖所示，錐度的檢測(cè)可采用正弦規(guī)測(cè)量。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)例：如圖一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器輸入軸系結(jié)構(gòu)，根據(jù)工況條件，要求減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合對(duì)中性好，間隙可以調(diào)整，密封性好。試選擇減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合形式，選擇錐度的檢測(cè)方法。根據(jù)減速器的使用要求，選擇減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合為圓錐間隙配合，由聯(lián)軸器的孔型得輸入軸的錐度為1:10，如圖所示，錐度的檢測(cè)可采用正弦規(guī)測(cè)量。內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)4.圓錐的檢驗(yàn)圓錐工件通常用角度尺、量規(guī)、角度樣板和正弦規(guī)檢驗(yàn)法大批量生產(chǎn)的圓錐零件，采用角度樣板作為檢驗(yàn)工具內(nèi)容圓錐的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)4.圓錐的檢驗(yàn)大批量生產(chǎn)的圓錐零件，采用量規(guī)作為檢驗(yàn)工具，用來(lái)檢驗(yàn)內(nèi)、外圓錐的錐度和基面距偏差。其結(jié)構(gòu)如圖11所示。檢驗(yàn)時(shí)，先檢驗(yàn)錐度，檢驗(yàn)錐