1、圓錐結合的精度設計與標注圓錐結合的精度設計與標注第第1010章章中南林業科技大學精品課程中南林業科技大學精品課程機械精度設計與檢測課程組 制作 圓錐結合是各種機械中常用的聯結與配合型式。圓錐結合是各種機械中常用的聯結與配合型式。 圓錐結合的極限與配合分別由圓錐結合的極限與配合分別由GB/T 1572001錐度與錐角系列錐度與錐角系列、GB/T 113341989圓錐公差圓錐公差和和GB/T 123601990圓錐配合圓錐配合作出了規定，圓錐的檢測相應地有國家標準作出了規定，圓錐的檢測相應地有國家標準GB/T 118521989圓錐量規公差與技術條件圓錐量規公差與技術條件。10.1 10.1 概

2、概 述述與圓柱配合比較，圓錐配合有如下特點與圓柱配合比較，圓錐配合有如下特點：1對中性好對中性好 圓柱間隙配合中，孔與軸的軸線不重合。圓錐配合中，內、圓柱間隙配合中，孔與軸的軸線不重合。圓錐配合中，內、外圓錐在軸向力的作用下能自動對中，以保證內、外圓錐體的外圓錐在軸向力的作用下能自動對中，以保證內、外圓錐體的軸線具有較高精度的同軸度，且能快速裝拆。軸線具有較高精度的同軸度，且能快速裝拆。2配合的間隙或過盈可以調整配合的間隙或過盈可以調整 圓柱配合中，間隙或過盈的大小不能調整，而圓錐配合中，圓柱配合中，間隙或過盈的大小不能調整，而圓錐配合中，間隙或過盈的大小可以通過內、外圓錐的軸向相對移動來調整

3、，間隙或過盈的大小可以通過內、外圓錐的軸向相對移動來調整，且裝拆方便。且裝拆方便。 3自鎖性和密封性好自鎖性和密封性好 內、外圓錐的表面經過配對研磨后，配合起內、外圓錐的表面經過配對研磨后，配合起來具有良好的自鎖性和密封性。來具有良好的自鎖性和密封性。 圓錐配合雖然有以上優點，但它與圓柱配合圓錐配合雖然有以上優點，但它與圓柱配合相比，結構比較復雜，影響互換性參數比較多，相比，結構比較復雜，影響互換性參數比較多，加工和檢測也較困難，故其應用不如圓柱配合廣加工和檢測也較困難，故其應用不如圓柱配合廣泛。泛。在不同的使在不同的使用中，圓錐用中，圓錐配合可分為配合可分為以下以下3種：種：1間隙配合間隙配

4、合2過渡配合過渡配合3過盈配合過盈配合1.間隙配合間隙配合 這類配合具有間隙，而且間隙大小可以調整。這類配合具有間隙，而且間隙大小可以調整。常用于有相對運動的機構中，例如車床主軸的圓錐常用于有相對運動的機構中，例如車床主軸的圓錐軸頸與圓錐軸承襯套的配合。軸頸與圓錐軸承襯套的配合。2.過渡配合過渡配合 這類配合很緊密，間隙為這類配合很緊密，間隙為0或略小于或略小于0。主要用。主要用于定心或密封場合，例如錐形旋塞、內燃機中閥門于定心或密封場合，例如錐形旋塞、內燃機中閥門與閥門座的配合等。通常要將內、外圓錐成對研與閥門座的配合等。通常要將內、外圓錐成對研磨，故這類配合一般沒有互換性。磨，故這類配合一

5、般沒有互換性。3.過盈配合過盈配合 這類配合具有過盈，它能借助于相互配合的圓這類配合具有過盈，它能借助于相互配合的圓錐面間的自鎖產生較大的摩擦力來傳遞扭矩。例如錐面間的自鎖產生較大的摩擦力來傳遞扭矩。例如銑床主軸錐孔與錐柄的配合。銑床主軸錐孔與錐柄的配合。 GB/T157-2001規定了圓錐的術語及定義；規定了圓錐的術語及定義； GB/T113341989規定了圓錐公差的術語及定義。規定了圓錐公差的術語及定義。 圓圓錐錐表表面面圓圓錐錐圓圓錐錐角角圓圓錐錐素素線線角角圓圓錐錐直直徑徑圓圓錐錐長長度度圓圓錐錐配配合合長長度度錐錐度度基基面面距距軸軸向向位位移移 1）圓錐表面）圓錐表面( coni

6、cal surface) 與軸線成一定角度，且一端相交于軸線的一條直線與軸線成一定角度，且一端相交于軸線的一條直線 段段(母線母線)，圍繞著該軸線旋轉形成的表面，如圖，圍繞著該軸線旋轉形成的表面，如圖10-1所示。所示。圓錐表面與通過圓錐軸線的平面的交線稱為素線。圓錐表面與通過圓錐軸線的平面的交線稱為素線。 2）圓錐）圓錐(cone) 由圓錐表面與一定線性尺寸和角度尺寸所限定的幾何由圓錐表面與一定線性尺寸和角度尺寸所限定的幾何體，分為外圓錐和內圓錐。外圓錐是外表面為圓錐表面的體，分為外圓錐和內圓錐。外圓錐是外表面為圓錐表面的幾何體幾何體(圖圖10-2a)；內圓錐是內表面為圓錐表面的幾何體；內圓

7、錐是內表面為圓錐表面的幾何體(圖圖10-2b)。 3）圓錐角）圓錐角 在通過圓錐軸線的截面內，兩條素線間的夾角。在通過圓錐軸線的截面內，兩條素線間的夾角。 4）圓錐素線角）圓錐素線角 指圓錐素線與其軸線間的夾角，它等于圓錐角之半，指圓錐素線與其軸線間的夾角，它等于圓錐角之半，即即/2。 5）圓錐直徑）圓錐直徑 圓錐在垂直于軸線截面上的直徑。常用的圓錐直徑圓錐在垂直于軸線截面上的直徑。常用的圓錐直徑有：內外圓錐的最大直徑有：內外圓錐的最大直徑Di，De，內外圓錐最小的直徑，內外圓錐最小的直徑di，de，任意給定截面圓錐直徑，任意給定截面圓錐直徑dx (距端面有一定距離距端面有一定距離)。 設計時

8、，一般選用內圓錐的最大直徑或外圓錐的最設計時，一般選用內圓錐的最大直徑或外圓錐的最小直徑作為基本直徑。小直徑作為基本直徑。 6）圓錐長度）圓錐長度 最大圓錐直徑截面與最小圓錐直徑截面之間的軸向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、外圓錐長度分別用距離。內、外圓錐長度分別用Li，Le表示，如圖表示，如圖10-3所所示。示。 7）圓錐配合長度）圓錐配合長度 指內、外圓錐配合面的軸向距離，用符號指內、外圓錐配合面的軸向距離，用符號H表示。表示。 8）錐度）錐度C 兩個垂直于圓錐軸線截面的圓錐直徑之差與該兩截兩個垂直于圓錐軸線截面的圓錐直徑之差與該兩截面的軸向距離之比。面的軸向距離之比

9、。 例如例如： 最大圓錐直徑最大圓錐直徑D與最小圓錐直徑之差對圓錐長度與最小圓錐直徑之差對圓錐長度L之之比即為錐度比即為錐度C： 。 錐度常用比例或分數表示，錐度常用比例或分數表示， 例如例如C1：20或或C1/20等。等。 為了減少加工圓錐工件所用的專用刀具、量具種類為了減少加工圓錐工件所用的專用刀具、量具種類和規格，國標規定了一般用途圓錐的錐度和錐角系列和規格，國標規定了一般用途圓錐的錐度和錐角系列(表表10-1)和特殊用途圓錐的錐度和錐角系列和特殊用途圓錐的錐度和錐角系列(表表10-2)。12tan1:cot222DdCL 9）基面距）基面距 指相互結合的內、外圓錐基準面間的距離，用符號

10、指相互結合的內、外圓錐基準面間的距離，用符號a表示。表示。 10）軸向位移）軸向位移 指相互結合的內、外因錐，從實際初始位置指相互結合的內、外因錐，從實際初始位置(Pa)到終到終止位置止位置(Pf)移動的距離，用符號移動的距離，用符號Ea表示表示(見圖見圖10-4)。 1）圓錐配合應根據使用要求有適當的間隙）圓錐配合應根據使用要求有適當的間隙或過盈。間隙或過盈是在垂直于圓錐表面方向起或過盈。間隙或過盈是在垂直于圓錐表面方向起作用，但按垂直于圓錐軸線方向給定并測量，對作用，但按垂直于圓錐軸線方向給定并測量，對于錐度小于或等于于錐度小于或等于1:3的圓錐，兩個方向的數值差的圓錐，兩個方向的數值差異

11、很小，可忽略不計。異很小，可忽略不計。 2）間隙或過盈應均勻，即接觸均勻性。為）間隙或過盈應均勻，即接觸均勻性。為此應控制內、外錐角偏差和形狀誤差。此應控制內、外錐角偏差和形狀誤差。 有些圓錐配合要求實際基面距控制在一定范圍有些圓錐配合要求實際基面距控制在一定范圍內。因為當內、外圓錐長度一定時，基面距太大，內。因為當內、外圓錐長度一定時，基面距太大，會使配合長度減小，影響結合的穩定性和傳遞轉會使配合長度減小，影響結合的穩定性和傳遞轉矩；若基面距太小，則補償圓錐表面磨損的調節范矩；若基面距太小，則補償圓錐表面磨損的調節范圍就將減小。圍就將減小。* *10.2 10.2 圓錐結合的誤差分析圓錐結合

12、的誤差分析 加工內、外圓錐時，會產生直徑、圓錐角和形加工內、外圓錐時，會產生直徑、圓錐角和形狀誤差。它們反映在圓錐配合中，將造成基面距狀誤差。它們反映在圓錐配合中，將造成基面距誤差和配合表面接觸不良。誤差和配合表面接觸不良。 設以內圓錐最大直徑為基本直徑，基面距的位置在大端。設以內圓錐最大直徑為基本直徑，基面距的位置在大端。若內、外圓錐角和形狀均不存在誤差，只有內、外圓錐直若內、外圓錐角和形狀均不存在誤差，只有內、外圓錐直徑誤差徑誤差(Di、De)，見圖，見圖10-5。顯然，圓錐直徑誤差對相。顯然，圓錐直徑誤差對相互配合的圓錐面間接觸均勻性沒有影響，只對基面距有影互配合的圓錐面間接觸均勻性沒有

13、影響，只對基面距有影響。此時，基面距誤差為響。此時，基面距誤差為 （10-1） 由圖由圖10-5(a)可知，當可知，當DiDe取時，取時，(DiDe)的的差值為正，則基面距差值為正，則基面距a減小，即減小，即Va為負值；同理，由圖為負值；同理，由圖10-5(b)可知，當可知，當DiDe時，時，(Di一一De)的差值為負，的差值為負，則基面距則基面距a增大，即增大，即Va為正值。為正值。a與差值與差值(DiDe)的符的符號是相反的，故式號是相反的，故式(10-1)帶有負號。帶有負號。 )(1)2/tan(2ieeiDDCDDa 設以內圓錐最大直徑為基本直徑，基面距位置亦大端，設以內圓錐最大直徑為

14、基本直徑，基面距位置亦大端，內、外圓錐直徑和形狀都沒有誤差，只有圓錐角有誤差內、外圓錐直徑和形狀都沒有誤差，只有圓錐角有誤差(i/2，e/2)，且，且ie，如圖，如圖10-6所示。現分兩種情所示。現分兩種情況進行討論：況進行討論：(1) 若內圓錐的錐角若內圓錐的錐角i小于外圓錐的錐角小于外圓錐的錐角e，即，即ie。 此時內圓錐的最小圓錐直徑增大，外圓錐的最小直徑此時內圓錐的最小圓錐直徑增大，外圓錐的最小直徑減小，如圖減小，如圖10-6(a)所示。于是內、外圓錐在大端接觸，由所示。于是內、外圓錐在大端接觸，由此引起的基面距變化很小，可以忽略不計。此引起的基面距變化很小，可以忽略不計。 但由于內、

15、外圓錐在大端局部接觸，接觸面積小，將但由于內、外圓錐在大端局部接觸，接觸面積小，將使磨損加劇，且可能導致內、外圓錐相對傾斜，影響圓錐使磨損加劇，且可能導致內、外圓錐相對傾斜，影響圓錐配合的同軸度。配合的同軸度。 (2) 若內圓錐的錐角若內圓錐的錐角i大于外圓錐的錐角大于外圓錐的錐角e，即，即ie，如圖，如圖10-6(b)所示。所示。 此時內圓錐與外圓錐將在小端接觸，若錐角誤差引起此時內圓錐與外圓錐將在小端接觸，若錐角誤差引起的基面距增大量為的基面距增大量為。 由由EFG可知可知 （10-2） 通常圓錐角誤差很小，即通常圓錐角誤差很小，即i和和e同基本圓錐角同基本圓錐角之間的之間的差別很小，故可

16、認為差別很小，故可認為 再將再將 的的單位由分換算成弧度單位由分換算成弧度(1相當于相當于0.000 3rad)，式，式(10.2)可改可改寫為寫為i （10-3a）)2/cos()2/sin()2/2/sin(ieeiH1sincossinsin2222222eiieie和22iesin)2/2/(0006. 0ei 對于常用的工具錐，其錐度一般很小，可取。對于常用的工具錐，其錐度一般很小，可取。sin 2tg/2=C于是于是 （10-3b） 實際上，直徑誤差和錐角誤差同時存在，它們對基面實際上，直徑誤差和錐角誤差同時存在，它們對基面距的綜合影響如下：距的綜合影響如下： 當當ie時，圓錐角誤

17、差對基面距的影響很小，可以時，圓錐角誤差對基面距的影響很小，可以忽略，故只存在直徑誤差的影響，其誤差按式忽略，故只存在直徑誤差的影響，其誤差按式(10-1)計算。計算。 當當ie時，直徑誤差和錐角誤差對基面距的影響同時，直徑誤差和錐角誤差對基面距的影響同時存在，其最大可能變動量為時存在，其最大可能變動量為 （10-4）Cei)2/2/(0006. 0)2/2/(0006. 01eiieHDDC 若基面距位置在小端，也可用類似的方法推若基面距位置在小端，也可用類似的方法推導出直徑差、圓錐角誤差對基面距綜合影響的計導出直徑差、圓錐角誤差對基面距綜合影響的計算公式。算公式。 式式(10-4)在圓錐結

18、合中，可以表達直徑與錐在圓錐結合中，可以表達直徑與錐角之間的關系。根據基面距允許變動量的要求，角之間的關系。根據基面距允許變動量的要求，在確定圓錐角度和圓錐直徑時，通常按工藝條件在確定圓錐角度和圓錐直徑時，通常按工藝條件選定一個參數的公差，再按式選定一個參數的公差，再按式(10-4)計算另一個參計算另一個參數公差。數公差。 1.定義：定義： 圓錐形狀誤差，是指在任一軸向截面內圓錐索線直線圓錐形狀誤差，是指在任一軸向截面內圓錐索線直線度誤差和任一橫向截面內的圓度誤差。度誤差和任一橫向截面內的圓度誤差。 2.影響：它們主要影響其配合表面的接觸精度，影響：它們主要影響其配合表面的接觸精度， 對間隙配

19、合，使其配合間隙大小不均勻。對間隙配合，使其配合間隙大小不均勻。 對過盈配合，由于接觸面積減少，使傳遞扭矩減小，對過盈配合，由于接觸面積減少，使傳遞扭矩減小，連接不可靠。連接不可靠。 對緊密配合，影響其密封性。對緊密配合，影響其密封性。 綜上所述圓錐直徑、錐角和形狀誤差，將影響軸向綜上所述圓錐直徑、錐角和形狀誤差，將影響軸向位移或配合性質，為此，在設計時對其應規定適當的公差位移或配合性質，為此，在設計時對其應規定適當的公差或極限偏差。或極限偏差。10.3 10.3 圓錐系列及圓錐公差圓錐系列及圓錐公差 10.3.1 錐度及錐角系錐度及錐角系列列 GB/157-2001圓錐的錐度與錐角系列圓錐的

20、錐度與錐角系列規定了一般規定了一般用途圓錐的錐度與錐角系列和特定用途的圓錐，適用于光用途圓錐的錐度與錐角系列和特定用途的圓錐，適用于光滑圓錐。并將特定用途的圓錐由標準正文列為標準的附錄，滑圓錐。并將特定用途的圓錐由標準正文列為標準的附錄，分別如表分別如表10-1、表、表10-2所列。所列。 為方便使用，表中列出了錐度與錐角的換算值。表為方便使用，表中列出了錐度與錐角的換算值。表10-1所列的一般用途圓錐的錐度與錐角共所列的一般用途圓錐的錐度與錐角共22種。選用圓錐時，種。選用圓錐時，應優先選用系列應優先選用系列1，系列，系列1不能滿足要求時，才選系列不能滿足要求時，才選系列2。在。在表表10-

21、2所列特定用途圓錐的錐度與錐角共所列特定用途圓錐的錐度與錐角共24種，通常只用種，通常只用于表中最后一欄所指定的用途。于表中最后一欄所指定的用途。 10.3.2 圓錐公差項目圓錐公差項目圓錐面的面輪廓度公差圓錐面的面輪廓度公差圓錐直徑公差圓錐直徑公差圓錐角公差圓錐角公差圓錐的形狀公差圓錐的形狀公差給定截面圓錐直徑公差給定截面圓錐直徑公差圓錐公差分為：圓錐公差分為： 1.圓錐面的面輪廓度公差圓錐面的面輪廓度公差t 面輪廓度公差帶是寬度等于面輪廓度公差值面輪廓度公差帶是寬度等于面輪廓度公差值t的兩同的兩同軸圓錐面之間的區域，實際圓錐面應不超出面輪廓度公差軸圓錐面之間的區域，實際圓錐面應不超出面輪廓

22、度公差帶。帶。 2圓錐直徑公差圓錐直徑公差(TD) 圓錐直徑公差圓錐直徑公差TD是指圓錐直徑的允許變動量，即允許是指圓錐直徑的允許變動量，即允許的最大圓錐直徑的最大圓錐直徑Dmax (或或dmax)與最小圓錐直徑與最小圓錐直徑Dmin (或或dmin)之差，如圖之差，如圖10-7所示。在圓錐軸向截面內兩個極限圓所示。在圓錐軸向截面內兩個極限圓錐所限定的區域就是圓錐直徑的公差帶。錐所限定的區域就是圓錐直徑的公差帶。 圓錐直徑公差值圓錐直徑公差值TD，以基本圓錐直徑，以基本圓錐直徑(一般取最大圓一般取最大圓錐直徑錐直徑D)為基本尺寸，按為基本尺寸，按GB/T1800.41999選其公差，它選其公差

23、，它適用于圓錐的全長適用于圓錐的全長L。 3圓錐角公差圓錐角公差(AT) 圓錐角公差圓錐角公差AT是指圓錐角允許的變動量，即最大圓是指圓錐角允許的變動量，即最大圓錐角錐角max與最小圓錐角與最小圓錐角min之差，如圖之差，如圖10-8所示。由圖可所示。由圖可見，在圓錐軸向截面內，由最大和最小極限圓錐角所限定見，在圓錐軸向截面內，由最大和最小極限圓錐角所限定的區域稱為圓錐角公差帶。的區域稱為圓錐角公差帶。 國標規定，圓錐角公差國標規定，圓錐角公差AT共分共分12個公差等級，用符個公差等級，用符號號AT1，AT2，AT3表示，各公差等級的圓錐角公差表示，各公差等級的圓錐角公差數值見表數值見表10-

24、3。對同一加工方法，基本圓錐長度。對同一加工方法，基本圓錐長度L越大，越大，角度誤差將越小，故在同一公差等級中，角度誤差將越小，故在同一公差等級中，L越大，角度公越大，角度公差值越小。差值越小。 圓錐角公差可用兩種形式表示：圓錐角公差可用兩種形式表示： a) AT -以角度單位微弧度或以度、分、秒表示；以角度單位微弧度或以度、分、秒表示； b) ATD-以長度單位微米表示。以長度單位微米表示。 它是用與圓錐軸線垂直且距離為它是用與圓錐軸線垂直且距離為L的兩端直徑變動量的兩端直徑變動量之差所表示的圓錐角公差。之差所表示的圓錐角公差。 AT與與ATD的換算關系為的換算關系為 (10.6) 式中的式

25、中的ATD單位為單位為m， AT單位為單位為rad, L單位為單位為mm。 如果對圓錐角公差有更高的要求時如果對圓錐角公差有更高的要求時(例如圓錐量規等例如圓錐量規等)，除規定其直徑公差除規定其直徑公差TD外，還應給定圓錐角公差外，還應給定圓錐角公差AT。圓錐。圓錐角的極限偏差可按單向或雙向角的極限偏差可按單向或雙向(對稱或不對稱對稱或不對稱)取值，如圖取值，如圖10-9所示。所示。310DATATL 4圓錐的形狀公差圓錐的形狀公差(TF) 圓錐的形狀公差包括圓錐素線直線度公差和圓度公差。圓錐的形狀公差包括圓錐素線直線度公差和圓度公差。對于要求不高的圓錐工件，其形狀誤差一般也用直徑公差對于要求

26、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狀公差TF，TF的數值按的數值按GBT1184-1996選取。選取。 5給定截面圓錐直徑公差給定截面圓錐直徑公差(TDS) 給定截面圓錐直徑公差給定截面圓錐直徑公差TDS是指在垂直圓錐軸線的給是指在垂直圓錐軸線的給定截面內，圓錐直徑的允許變動量。其公差帶為在給定的定截面內，圓錐直徑的允許變動量。其公差帶為在給定的圓錐截面內，由兩個同心圓所限定的區域，如圖圓錐截面內，由兩個同心圓所限定的區域，如圖10-10所所示。示。 給定截面圓錐直徑公差數值是以給

27、定截面圓錐直徑給定截面圓錐直徑公差數值是以給定截面圓錐直徑dx為基本尺寸，按為基本尺寸，按GBT 1800規定的標準公差選取。規定的標準公差選取。 一般情況下，也不規定給定截面圓錐直徑公差，只有一般情況下，也不規定給定截面圓錐直徑公差，只有對圓錐工件有特殊需求對圓錐工件有特殊需求(如閥類零件中，在配合的圓錐給如閥類零件中，在配合的圓錐給定截面上要求接觸良好，以保證良好的密封性定截面上要求接觸良好，以保證良好的密封性)時，才規時，才規定此項公差，但還必須同時規定錐角公差定此項公差，但還必須同時規定錐角公差AT。在給定截。在給定截面上圓錐角誤差的影響最小，故它是精度要求最高的一個面上圓錐角誤差的影

28、響最小，故它是精度要求最高的一個截面。截面。10.3.3 圓錐配合標準圓錐配合標準 GB/Tl2360-1990圓錐配合圓錐配合適用于椎度適用于椎度C從從1：3至至1：500，基本圓錐長度，基本圓錐長度L從從6630 mm，直徑至，直徑至500mm光光滑圓錐的配合。滑圓錐的配合。 圓錐公差與配合制是由基準制、圓錐公差和圓錐配合圓錐公差與配合制是由基準制、圓錐公差和圓錐配合組成。圓錐配合的基準制分基孔制和基軸制標準推薦優組成。圓錐配合的基準制分基孔制和基軸制標準推薦優先采用基孔制；圓錐公差按先采用基孔制；圓錐公差按GB/T ll3341989確定；圓錐確定；圓錐配合分間隙配合、過渡配合和過盈配合

29、，相互配合的兩圓配合分間隙配合、過渡配合和過盈配合，相互配合的兩圓錐基本尺寸應相同。錐基本尺寸應相同。 下面介紹下面介紹GB/T 12360-1990圓錐配合圓錐配合中的中的“圓錐配合的形成、圓錐配合的一般規定和內、外圓錐配合的形成、圓錐配合的一般規定和內、外圓錐軸向極限偏差的確定圓錐軸向極限偏差的確定”三個問題。三個問題。 1圓錐配合的形成圓錐配合的形成 因為圓錐配合的配合特征是通過相互結合的內、外圓錐因為圓錐配合的配合特征是通過相互結合的內、外圓錐規定的軸向位置來形成間隙或過盈，所以可根據確定相互結規定的軸向位置來形成間隙或過盈，所以可根據確定相互結合的內、外圓軸向位置的不同方法，形成的圓

30、錐配合有以下合的內、外圓軸向位置的不同方法，形成的圓錐配合有以下四種方式：四種方式： 由內、外圓錐的結構確定裝配的最終位置而形成配由內、外圓錐的結構確定裝配的最終位置而形成配合。合。 這種方式可以得到間隙配合、過渡配合和過盈配合。這種方式可以得到間隙配合、過渡配合和過盈配合。圖圖10-10(a)為由軸肩接觸得到間隙配合的示例。為由軸肩接觸得到間隙配合的示例。 由內、外圓錐基準平面之間的尺寸確定裝配的最終由內、外圓錐基準平面之間的尺寸確定裝配的最終位置面形成配合。位置面形成配合。 這種方式可以得到間隙配合、過渡配合和過盈配合。這種方式可以得到間隙配合、過渡配合和過盈配合。圖圖10-10(b)為由

31、結構尺寸得到過盈配合的示例。為由結構尺寸得到過盈配合的示例。 由內、外圓錐實際初始位置由內、外圓錐實際初始位置Pa開始，作一定的相開始，作一定的相對軸向位移對軸向位移Ea而形成配合。而形成配合。 這種方式可以得到間隙配合和過盈配合。圖這種方式可以得到間隙配合和過盈配合。圖10-4(a)為為間隙配合的示例。間隙配合的示例。 由內、外圓錐實際初始位置由內、外圓錐實際初始位置Pa開始，施加一定的裝開始，施加一定的裝配力產生軸向位移而形成配合。配力產生軸向位移而形成配合。 這種方式只能得到過盈配合，如圖這種方式只能得到過盈配合，如圖10-4(b)所示。所示。 由圓錐配合形成的方式不同。可分為結構型圓錐

32、配合由圓錐配合形成的方式不同。可分為結構型圓錐配合(如方式如方式1和和2)和位移型圓錐配合和位移型圓錐配合(如方式如方式3和和4)。 2圓錐配合的一般規定圓錐配合的一般規定 在在GB/T l2360-1990中對于圓錐配合有如下兩中對于圓錐配合有如下兩點規定：點規定： 1）對于結構型圓錐配合推薦優先采用基孔制，內、）對于結構型圓錐配合推薦優先采用基孔制，內、外圓錐公差帶及配合直接從外圓錐公差帶及配合直接從GBT1801一一l999中選取符合中選取符合要求的公差帶和配合種類。要求的公差帶和配合種類。 2）對于位移型圓錐配合的內圓錐直徑公差帶的基本）對于位移型圓錐配合的內圓錐直徑公差帶的基本偏差推

33、薦選用偏差推薦選用H和和Js，外圓錐直徑公差帶的基本偏差推薦，外圓錐直徑公差帶的基本偏差推薦選用選用h和和js。 3圓錐軸向極限偏差圓錐軸向極限偏差 由于圓錐工件往往同時存在圓錐直徑偏差和圓錐角由于圓錐工件往往同時存在圓錐直徑偏差和圓錐角偏差，但對直徑偏差和圓錐角偏差的檢查不方便，特別是偏差，但對直徑偏差和圓錐角偏差的檢查不方便，特別是對內圓錐的檢查更為困難。一般用綜合量規檢查控制圓錐對內圓錐的檢查更為困難。一般用綜合量規檢查控制圓錐工件相對基本圓錐的軸向位移量工件相對基本圓錐的軸向位移量(軸向偏差軸向偏差)。軸向位移量。軸向位移量必須控制在軸向極限偏差范圍內。必須控制在軸向極限偏差范圍內。

34、圓錐軸向極限偏差即軸向上偏差圓錐軸向極限偏差即軸向上偏差(esz、ESz)、軸向下、軸向下偏差偏差(eiz、EIz)和軸向公差和軸向公差TZ可根據圖可根據圖10-12和圖和圖10-13所所示確定示確定。10.3.4 圓錐公差的給定和標注方法圓錐公差的給定和標注方法 對于一個具體的圓錐，應根據零件功能的要求規定所對于一個具體的圓錐，應根據零件功能的要求規定所需的公差項目，不必給出上述所有的公差項目。需的公差項目，不必給出上述所有的公差項目。 (1)面輪廓度法面輪廓度法 根據根據GBT 157541995技術制圖技術制圖 圓錐的尺寸和圓錐的尺寸和公差注法公差注法的規定，通常采用面輪廓度法給出圓錐公

35、差。的規定，通常采用面輪廓度法給出圓錐公差。當面輪廓度公差不標注基準時，公差帶的位置是浮動的；當面輪廓度公差不標注基準時，公差帶的位置是浮動的；當面輪廓度公差標明基準時，公差帶的位置應對基準保持當面輪廓度公差標明基準時，公差帶的位置應對基準保持圖樣規定的幾何關系。圖樣規定的幾何關系。 面輪廓度公差具有綜合檢測的功能，能明確表達設計面輪廓度公差具有綜合檢測的功能，能明確表達設計要求。因此，應該優先采用面輪廓度的圓錐公差給定方法。要求。因此，應該優先采用面輪廓度的圓錐公差給定方法。 圖圖10-14列出了幾種用面輪廓度法標注圓錐公差的示列出了幾種用面輪廓度法標注圓錐公差的示例及其公差帶說明。例及其公

36、差帶說明。 當只給定圓錐角或錐度時，公差帶是寬度為面輪廓度當只給定圓錐角或錐度時，公差帶是寬度為面輪廓度公差值公差值t、位置浮動的兩同軸圓錐面之間的區域、位置浮動的兩同軸圓錐面之間的區域(圖圖11-14a和和b)； 當給定圓錐軸向位置時，公差帶是寬度為面輪廓度公當給定圓錐軸向位置時，公差帶是寬度為面輪廓度公差值差值t、沿軸向具有確定位置的兩同軸圓錐面之間的區域、沿軸向具有確定位置的兩同軸圓錐面之間的區域(圖圖10-14c)； 當給定圓錐軸向位置公差時，公差帶是寬度為面輪廓當給定圓錐軸向位置公差時，公差帶是寬度為面輪廓度公差值度公差值t、沿軸向可以在、沿軸向可以在Lxx范圍內浮動的兩同軸圓范圍內

37、浮動的兩同軸圓錐面之間的區域錐面之間的區域(圖圖10-14d)； 當給定與基準軸線的同軸關系時，公差帶是寬度為面當給定與基準軸線的同軸關系時，公差帶是寬度為面輪廓度公差值輪廓度公差值t、與基準軸線同軸的兩同軸圓錐面之間的、與基準軸線同軸的兩同軸圓錐面之間的區域區域(圖圖10-14e)。形成面輪廓度公差帶的兩同軸圓錐面與。形成面輪廓度公差帶的兩同軸圓錐面與由理論正確尺寸由理論正確尺寸(角度、錐度角度、錐度)確定的基本圓錐等距。確定的基本圓錐等距。 如果在標注面輪廓度公差的同時，還有對圓錐的附加如果在標注面輪廓度公差的同時，還有對圓錐的附加要求，則可在圖樣上單獨標出或在技術要求中說明。要求，則可在

38、圖樣上單獨標出或在技術要求中說明。 基本錐度法標注圓錐公差是給出圓錐的理論正確圓錐基本錐度法標注圓錐公差是給出圓錐的理論正確圓錐角角(或錐度或錐度C)和圓錐直徑公差和圓錐直徑公差TD。由圓錐直徑的最大和最。由圓錐直徑的最大和最小極限尺寸確定兩個極限圓錐。此時，圓錐角誤差和圓錐小極限尺寸確定兩個極限圓錐。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域內。圖形狀誤差均應在極限圓錐所限定的區域內。圖10-15是給是給出理論正確圓錐角出理論正確圓錐角( )和最大圓錐直徑公差和最大圓錐直徑公差(DTD/2)；圖圖10-16是給出理論正確錐度是給出理論正確錐度( ) 和給定截面圓錐直徑公和給定截

39、面圓錐直徑公差差(DxTDs/2)。 基本錐度法和面輪廓度法標注圓錐公差雖然具有相同基本錐度法和面輪廓度法標注圓錐公差雖然具有相同形狀的公差帶，但兩者的確定方法是不同的。基本錐度法形狀的公差帶，但兩者的確定方法是不同的。基本錐度法的兩同軸圓錐面是由理論正確圓錐角的兩同軸圓錐面是由理論正確圓錐角(或錐度或錐度)及圓錐直徑及圓錐直徑的最大、最小極限尺寸確定的，而面輪廓度法的兩同軸圓的最大、最小極限尺寸確定的，而面輪廓度法的兩同軸圓錐面是由基本圓錐和面輪廓度公差確定的。錐面是由基本圓錐和面輪廓度公差確定的。(2) 基本錐度法基本錐度法 該法通常適用于有配合性質要求的內、外錐體，例如該法通常適用于有配

40、合性質要求的內、外錐體，例如圓錐滑動軸承、鉆頭的錐柄等。其實質就是采用公差的包圓錐滑動軸承、鉆頭的錐柄等。其實質就是采用公差的包容要求，標注時應在直徑公差帶后加容要求，標注時應在直徑公差帶后加T，例如，例如50+0.039 0T。 當圓錐角公差和圓錐形狀公差有更高要求時，可再給當圓錐角公差和圓錐形狀公差有更高要求時，可再給出圓錐角公差出圓錐角公差AT和圓錐形狀公差和圓錐形狀公差TF。此時。此時AT和和TF僅占僅占TD的一部分。的一部分。 公差錐度法標注圓錐公差是得出給定截面圓錐直徑公公差錐度法標注圓錐公差是得出給定截面圓錐直徑公差差TDS和圓錐角公差和圓錐角公差AT。此時，。此時，TDS是在一

41、個給定截面內是在一個給定截面內對圓錐直徑給定的，它只控制該截面的實際圓錐直徑而不對圓錐直徑給定的，它只控制該截面的實際圓錐直徑而不再控制圓錐角，再控制圓錐角，AT控制圓錐角的實際偏差但不包容在圓控制圓錐角的實際偏差但不包容在圓錐截面直徑公差帶內。給定截面圓錐直徑和圓錐角應分別錐截面直徑公差帶內。給定截面圓錐直徑和圓錐角應分別滿足這兩項公差的要求。滿足這兩項公差的要求。 TDS和和AT的關系見圖的關系見圖10-17，兩種公差均遵循獨立原，兩種公差均遵循獨立原則。必要時，也可以附加給出其他形位公差作為進一步控則。必要時，也可以附加給出其他形位公差作為進一步控制。制。 圖圖10-18表示給出最大直徑

42、公差表示給出最大直徑公差(DTD/2)和圓錐角和圓錐角公差公差(2530 )，并附加圓錐素線的直線度公差，并附加圓錐素線的直線度公差(t)；圖；圖12-19表示給出了表示給出了 處的給定截面直徑公差處的給定截面直徑公差(DxTDS/2)和和圓錐角公差圓錐角公差(25 AT8/2)。(3) 公差錐度法公差錐度法10.4 10.4 錐角的測量錐角的測量 大批量生產條件下，圓錐的檢驗多用圓錐量規。圓錐大批量生產條件下，圓錐的檢驗多用圓錐量規。圓錐量規可以檢驗內、外錐體工件錐度和基面距偏差。檢驗內量規可以檢驗內、外錐體工件錐度和基面距偏差。檢驗內錐體用錐度塞規，檢驗外錐體用錐度套規，它的規格尺寸錐體用

43、錐度塞規，檢驗外錐體用錐度套規，它的規格尺寸和公差，在圓錐量規國家標準和公差，在圓錐量規國家標準(GB 11852一一1989)中有詳細中有詳細規定，可供選用。規定，可供選用。 圓錐結合時，一般對錐度要求比對直徑的要求嚴，所圓錐結合時，一般對錐度要求比對直徑的要求嚴，所以用圓錐量規檢驗工件時，首先應采用涂色法檢驗工件錐以用圓錐量規檢驗工件時，首先應采用涂色法檢驗工件錐度。用涂色法檢驗錐度時，要求工件錐體表面接觸靠近大度。用涂色法檢驗錐度時，要求工件錐體表面接觸靠近大端，接觸長度不低于國家標準的規定：端，接觸長度不低于國家標準的規定： 高精度工件為工作長度的高精度工件為工作長度的85； 精密工件

44、為工作長度的精密工件為工作長度的80； 普通工件為工作長度的普通工件為工作長度的75。 圓錐測量主要是測量圓錐角圓錐測量主要是測量圓錐角或斜角或斜角/2。一。一般情況下，可用間接測量法來測量圓錐角，具體方般情況下，可用間接測量法來測量圓錐角，具體方法很多，其特點都是測量與被測圓錐角的有關的線法很多，其特點都是測量與被測圓錐角的有關的線值尺寸，通過三角函數關系，計算出被測角度值。值尺寸，通過三角函數關系，計算出被測角度值。 常用的計量器具有正弦尺、滾柱或鋼球等。常用的計量器具有正弦尺、滾柱或鋼球等。 1.概述：概述： 正弦尺是錐度測量常用的計量器具，分寬型正弦尺是錐度測量常用的計量器具，分寬型和

45、窄型每種型式又按兩圓柱中心距分為和窄型每種型式又按兩圓柱中心距分為100mm和和200m兩種，其主要尺寸的偏差和工作部分的兩種，其主要尺寸的偏差和工作部分的形狀、位置誤差都很小。在檢驗錐度角時不確定形狀、位置誤差都很小。在檢驗錐度角時不確定度為度為15 m，適用于測量公稱錐角小于，適用于測量公稱錐角小于30的錐度。的錐度。正弦尺正弦尺 2.計量方法：計量方法： 圖圖10-20所示是用正弦尺測量外圓錐錐角。先所示是用正弦尺測量外圓錐錐角。先按公式按公式h=Lsin計算并組合量塊組，式中計算并組合量塊組，式中為公稱圓為公稱圓錐角，錐角，L為正弦尺兩圓柱中心距。然后按圖進行測為正弦尺兩圓柱中心距。然

46、后按圖進行測量。如果被測的圓錐角正好等于公稱值，則指示表量。如果被測的圓錐角正好等于公稱值，則指示表在在a，b兩點指示值兩點指示值ha，hb相同，即錐角上母線平行相同，即錐角上母線平行于平板工作面；如果被測錐角有誤差，則工件的錐于平板工作面；如果被測錐角有誤差，則工件的錐角偏差角偏差=(ha-hb)/l，式中，式中ha，hb分別為指示表在分別為指示表在a，b兩點的讀數，兩點的讀數，l為為a，b兩點間距離。兩點間距離。BACKBACK 圖圖10-21為利用標準鋼球測量內圓錐的示意圖，為利用標準鋼球測量內圓錐的示意圖，把兩個直徑分別為把兩個直徑分別為d，D的一小、一大鋼球先后放的一小、一大鋼球先后

47、放入被測零件的內圓錐面，以被測零件的大頭端面入被測零件的內圓錐面，以被測零件的大頭端面作為測量基準面，分別測出鋼球頂點到該基準面作為測量基準面，分別測出鋼球頂點到該基準面的距離的距離L1，L2，則被測參數內圓錐半角，則被測參數內圓錐半角/2的計算的計算式為：式為：鋼鋼 球球0000sin22DdHhdDBACKBACK圖圖10-1圓錐表面圓錐表面 BACKBACK a) b) 圖圖10-2圓錐圓錐 BACKBACK圖圖10-3 圓錐配合的基本參數圓錐配合的基本參數 A外圓錐基準面外圓錐基準面 B內圓錐基準面內圓錐基準面BACKBACK圖圖10-4 位移型圓錐配合位移型圓錐配合a)間隙配合間隙配

48、合 b)過盈配合過盈配合BACK1BACK1BACK2BACK2圖圖10-5 圓錐直徑誤差對基面距的影響圓錐直徑誤差對基面距的影響BACKBACK圖圖10-6圓錐角誤差對基面距的影響圓錐角誤差對基面距的影響BACKBACK圖圖10-7 圓錐直徑公差帶圓錐直徑公差帶BACKBACK圖圖10-8 圓錐角公差帶圓錐角公差帶BACKBACK圖圖10-9 圓錐角極限偏差給定形式圓錐角極限偏差給定形式BACKBACK圖圖10-10 給定截面圓錐直徑公差帶給定截面圓錐直徑公差帶BACKBACK圖圖10-11 結構型圓錐配合結構型圓錐配合a)由結構確定由結構確定 b)由基準平面間尺寸確定由基準平面間尺寸確定B

49、ACKBACK 圖圖10-12 內圓錐的軸向極限偏差內圓錐的軸向極限偏差 圖圖10-13 外圓錐的軸向極限偏差外圓錐的軸向極限偏差1-基本圓錐基本圓錐 2-最小極限圓錐最小極限圓錐 3-最大極限圓錐最大極限圓錐BACKBACK圖圖10-14 面輪廓度法標注圓錐公差面輪廓度法標注圓錐公差a)給定圓錐角給定圓錐角 b)給定錐度給定錐度C c)給定圓錐軸向位置給定圓錐軸向位置Lxd)給定圓錐軸向位置公差給定圓錐軸向位置公差Lxx e)給定與基準軸線的同軸關系給定與基準軸線的同軸關系BACKBACK圖圖10-15 給出理論正確圓錐角的基本錐度法給出理論正確圓錐角的基本錐度法BACKBACK圖圖10-1

50、6 給出理論正確錐度的基本錐度法給出理論正確錐度的基本錐度法BACKBACKDSTAT圖圖10-17 給定截面圓錐直徑給定截面圓錐直徑和的關系BACKBACK圖圖10-18 標注最大圓錐直徑公差和標注最大圓錐直徑公差和 圖圖10-19 標注給定截面直徑公標注給定截面直徑公圓錐角公差的公差錐度法圓錐角公差的公差錐度法 差和圓錐角公差的公差錐度法差和圓錐角公差的公差錐度法BACKBACK圖圖10-20 正弦尺測錐角正弦尺測錐角BACKBACK圖圖10-21 鋼絲球測內錐角鋼絲球測內錐角BACKBACK表表10-1 一般用途圓錐的錐度與錐角系列（摘自一般用途圓錐的錐度與錐角系列（摘自GB/T157-

51、2001）基本值基本值換算值換算值系列系列1系列系列2錐度錐度Crad1202.094 395 101: :0.288 675901.570 796 331: :0.500 000751.308 996 941: :0.651 613601.047 197 551: :0.866 025450.785 398 161: :1.207 107300.523 598 781: :1.866 0251: :31855 28.719 918.924 644 420.330 297 351: :41415 0.117 714.250 032 700.248 709 991: :51125 16.270

52、611.421 186 270.199 337 301: :6931 38.220 29.527 283 380.166 282 461: :7810 16.440 88.171 233 560.142 614 931: :879 9.607 57.152 668 750.124 837 621: :10543 29.317 65.724 810 450.099 916 791: :12446 18.797 04.771 888 060.083 285 161: :15349 5.897 53.818 304 870.066 641 991: :20251 51.092 52.864 192

53、370.049 989 591: :30154 34.857 01.909 682 510.033 330 251: :40125 56.351 61.432 319 890.024 998 701: :5018 45.158 61.145 877 400.019 999 331: :100034 22.630 90.572 953 020.009 999 921: :200017 11.321 90.286 478 300.004 999 991: :50006 52.529 50.114 591 520.002 000 00注：系列注：系列1中中1201: :3的數值近似按的數值近似按R1

54、0/2優先數系列，優先數系列，1: :51: :500的按的按R10/3優先數系列。優先數系列。BACKBACK表表10-2 特定用途的圓錐（摘自特定用途的圓錐（摘自GB/T157-2001標準的附錄）標準的附錄）基本值基本值換算值換算值用途用途錐度錐度Crad11540.207 694 181: :4.797 451 1紡織機械和附件紡織機械和附件8400.151 261 871: :6.958 441 570.122 173 051: :8.174 927 71: :38130 27.708 01.507 696 670.026 314 271: :64053 42.822 00.895

55、228 340.015 624 687: :241635 39.444 316.594 290 080.289 625 001: :3.428 571 4機床主軸工具配合機床主軸工具配合1: :12.262440 12.151 44.670 042 050.081 507 61賈各錐度賈各錐度No.21: :12.292424 52.903 94.414 695 520.077 050 97賈各錐度賈各錐度No.11: :15.748338 13.442 93.637 067 470.063 478 80賈各錐度賈各錐度No.336: :100326 12.177 63.436 716 000

56、.059 982 011: :16.666 666 7醫療設備醫療設備1: :18.77933 1.207 03.050 335 270.053 238 39賈各錐度賈各錐度No.31: :19.00230 52.395 63.014 554 340.052 613 90莫氏錐度莫氏錐度No.51: :19.180259 11.725 82.986 590 500.052 125 84莫氏錐度莫氏錐度No.61: :19.212258 53.825 52.981 618 200.052 039 05莫氏錐度莫氏錐度No.01: :19.254258 30.421 72.975 117 130.051 925 59莫氏錐度莫氏錐度No.41: :19.264258 24.864 42.973 573 430.051 898 65賈各錐度賈各錐度No.61: :19.922252 31.446 32.875 401 760.050 185 23莫氏錐度莫氏錐度No.31: :20.020251 40.796 02.861 332 230.049 939 67莫氏錐度莫氏錐度No.21: :20.047251 26.928 32.857 480 080.049 8