機械精度設計與檢測課件：圓錐的精度設計及檢測

圓錐的精度設計及檢測《機械精度設計與檢測》

目錄圓錐的幾何參數(shù)01圓錐的尺寸標注02圓錐的精度03圓錐的檢驗04內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測圓錐配合是機器、儀器及工具結構中常用的配合，如工具圓錐與機床主軸的配合是最典型的實例。與圓柱配合相比較，圓錐配合具有如下特點：1．相互配合的內(nèi)、外圓柱在軸向力的作用下，能自動對準中心，保證內(nèi)、外圓錐軸線具有較高的同軸度，且拆卸方便。2．配合間隙或過盈的大小可以通過內(nèi)、外圓錐的軸向相對移動來調(diào)整。3．內(nèi)、外圓錐表面經(jīng)過配對研磨后，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)比較復雜，加工和檢測也比較麻煩，所以應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-基準平面內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測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)單個圓錐的幾何參數(shù)標準規(guī)定基本圓錐可用如下兩種形式表示：一個基本圓錐的直徑（最大直徑D，最小直徑d，給定截面圓錐直徑dx）、基本圓錐長度L、基本圓錐角α或基本錐度C。兩個基本圓錐直徑和基本圓錐長度L。內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測（1）圓錐角：通過圓錐軸線的截面內(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C表示，即C=（D-d）/L錐度通常用比例或者分數(shù)表示，例如C=1:20或C=1/20。（6）圓錐配合長度：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。基面距用來確定內(nèi)、外圓錐的軸向相對位置。基面可以是圓錐大端面，也可以是小端面。（8）基本圓錐：設計給定的圓錐，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)容圓錐的精度設計及檢測圖2圓錐尺寸標注12.圓錐的尺寸標注圖3圓錐尺寸標注2內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測圖4圓錐尺寸標注32.圓錐的尺寸標注圖5圓錐尺寸標注4圖6圓錐尺寸標注5內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測2.圓錐的尺寸標注斜度：表示一直線對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，是底圓直徑之差與圓錐高度之比。內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測2.圓錐的尺寸標注如圖畫出下面的斜度∠1∶10，錐度1:5內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度（1）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組成。圓錐配合的基準制分為基孔制和基軸制，標準推薦優(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、過渡配合和過盈配合，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程中間隙大小可以調(diào)整。常用于有相對運動的機構中。如某些車床主軸的圓錐軸頸與圓錐滑動軸承襯套的配合。2）過渡配合（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合，如錘形旋塞、發(fā)動機中的氣閥與閥座的配合等。通常需要將內(nèi)、外錐成對研磨，故這類配合一般沒有互換性。3）過盈配合這類配合具有過盈，借助于相互配合的圓錐面間的自鎖，產(chǎn)生較大的摩擦力來傳遞轉矩。例如鉆頭（或鉸刀）的圓錐柄與機床主軸圓錐孔的配合、圓錐形摩擦離合器中的配合等。內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度圓錐配合的間隙或過盈可由內(nèi)、外圓錐的相對軸向位置進行調(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)、外圓錐的結構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），作一定的相對軸向位移Ea而形成間隙配合或過盈配合，如圖7（c）所示。（4）由內(nèi)、外圓錐實際初始位置Pa開始，施加一定的裝配力產(chǎn)生軸線位移而形成的過盈配合，如圖7（d）所示。方式（1）和（2）稱為結構型圓錐配合，方式（3）（4）稱為位移型圓錐配合。內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度（a）軸肩接觸得到間隙配合(b)基面距a得到過盈配合圖7結構型圓錐的配合內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度（c）實際初始位置Pa到終止位置Pf的間隙配合(d)軸線位移形成過盈配合圖7位移型圓錐的配合內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測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、基本圓錐長度L為6~630mm的光滑圓錐工件。標準中規(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)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度1）圓錐直徑公差圓錐直徑允許的變動量。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。其公差帶為兩個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)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度2）圓錐角公差圓錐角的允許變動量，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用表示，以長度為單位時用表示。兩者之間的關系為圓錐角公差AT共分為12個公差等級，分別用AT1、AT2、...、AT12表示，其中AT1精度最高，等級依次降低，AT12精度最低。圓錐角公差常用的等級為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)容圓錐的精度設計及檢測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)，由兩個同心圓限定的區(qū)域，如圖8所示。內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度圖10圓錐角的極限偏差內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測3.圓錐的精度(3）圓錐公差的選用對于結構型圓錐，直徑誤差主要影響實際配合間隙或過盈。選用時可根據(jù)配合公差來確定內(nèi)、外圓錐直徑公差，和圓柱配合一樣對于位移型圓錐，其配合性質(zhì)是通過給定內(nèi)、外圓錐的軸向位移量或裝配力確定的，而與直徑公差帶無關。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，對于位移型圓錐配合，可根據(jù)對終止位置基面距有無要求來選取直徑公差。如對基面距有要求，公差等級一般在IT8~IT12級之間選取，必要時應通過計算來選取和校核內(nèi)、外錐角的公差帶。如對基面距沒有嚴格要求，可選較低的公差等級，以便使加工更經(jīng)濟；如對接觸精度要求較高，可用選擇圓錐角公差的方法來滿足。為了計算和加工方便，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)容圓錐的精度設計及檢測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)容圓錐的精度設計及檢測例：如圖一級直齒圓柱齒輪減速器輸入軸系結構，根據(jù)工況條件，要求減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合對中性好，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，錐度的檢測可采用正弦規(guī)測量。內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測例：如圖一級直齒圓柱齒輪減速器輸入軸系結構，根據(jù)工況條件，要求減速器輸入軸與聯(lián)軸器的配合對中性好，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，錐度的檢測可采用正弦規(guī)測量。內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測4.圓錐的檢驗圓錐工件通常用角度尺、量規(guī)、角度樣板和正弦規(guī)檢驗法大批量生產(chǎn)的圓錐零件，采用角度樣板作為檢驗工具內(nèi)容圓錐的精度設計及檢測4.圓錐的檢驗大批量生產(chǎn)的圓錐零件，采用量規(guī)作為檢驗工具，用來檢驗內(nèi)、外圓錐的錐度和基面距偏差。其結構如圖11所示。檢驗時，先檢驗錐度，檢驗錐