第八章 圆锥的公差配合及检测

第8章 圆锥和角度的公差与配合学习目的和要求1．了解圆锥配合的特点、基本参数、形成方法和基本要求。

2．熟悉圆锥公差项目和给定方法；了解圆锥的配合种类及形成；掌握圆锥公差的标注。

3．熟悉角度公差。

4．了解锥度和角度的检测方法。

圆锥结合是一种常用的典型配合，在机械、仪器和工具中应用广泛。

锥度与锥角的标准化，对保证圆锥配合的互换性具有重要意义。

国家于2001年颁布了GB ／T157─200l 《圆锥的锥度与锥角系列》、GB ／T11334─2005《圆锥公差》GB ／T15754─1995《技术制图 圆锥的尺寸和公差标注》等标准，本章仅介绍这些标准的主要内容。

8．1 概 述8．1．l 圆锥配合的特点与圆柱配合相比较，圆锥配合具有如下特点：1．相配合的内、外两圆锥在轴向力的作用下，能自动对准中心，保证内、外圆锥体轴线具有较高的同轴度，且装拆方便。

2．圆锥配合的间隙和过盈，可随内、外圆锥体的轴向相互位置不同而得到调整，而且能补偿零件的磨损，延长配合的使用寿命。

3．圆锥的配合具有较好地自锁性和密封性。

圆锥配合虽然有以上优点，但它与圆柱体配合相比，影响互换性的参数比较复杂，加工和检验也较麻烦，故应用不如圆柱配合广泛。

8．1．2 圆锥配合的基本参数锥度与锥角的基本参数有圆锥表面、圆锥、圆锥长度、圆锥角、圆锥直径和锥度。

1．圆锥表面：由与轴线成一定角度，且一端 相交于轴线的一条线段(母线)，围绕着该轴线旋 转形成的表面，如图8-1所示。

2．圆锥体：由圆锥表面与一定尺寸所限定的几 何体。

3．圆锥长度L ：最大圆锥直径截面与最小圆 锥直径截面之间的轴向距离。

4．圆锥角α：在通过圆锥轴线的截面内， 图8-1 圆锥表面的形成 两条素线问的夹角。

5．圆锥直径：指与圆锥轴线垂直截面内的直径。

6．锥度C ：两个垂直圆锥轴线截面的圆 锥直径D 和d 之差与其两截面问的轴向距离 L 之比，如图8-2所示，即 C=LdD - (8 -1) 锥度C 与圆锥角α的关系为： 图8-2 圆锥的几何参数C=2 tan2α=1：21或cot 2α(8 -2)锥度一般用比何或分式表示，例如：C=1：20或1/20。

圆锥公差与配合圆锥公差与配合圆锥公差是指在机械制造中，为了保证零件的互换性和装配性，对于圆锥面的尺寸、形状和位置等方面所规定的允许偏差范围。

而配合则是指两个或多个零件之间相互连接、定位和传递力矩时所需的间隙或紧固度，它是由零件尺寸和形状以及公差决定的。

一、圆锥公差的种类1.基本偏差：基本偏差是指在设计时规定的，用于确定零件尺寸上限和下限之间的中间值。

基本偏差分为上偏差、下偏差和零偏差。

2.公差带：公差带是指在制造中允许使用的最大值与最小值之间的范围。

3.等级：等级是根据精度要求不同而规定的一组基本公差系统。

常见等级有IT、JT、CT等。

二、圆锥配合类型1.过盈配合：过盈配合是指两个零件之间，一个零件直接套入另一个零件内部时所产生的紧固状态。

该配合类型适用于要求高精度、高刚度和高载荷的场合。

2.间隙配合：间隙配合是指两个零件之间，一个零件放入另一个零件的内部时所产生的间隙状态。

该配合类型适用于要求轻便、低噪音和低摩擦力的场合。

3.过渡配合：过渡配合是指两个零件之间，一个零件直接套入另一个零件内部时所产生的既有过盈又有一定间隙状态。

该配合类型适用于要求精度不高、轻便、低噪音和低摩擦力的场合。

三、圆锥公差与配合选择1.在设计制造时，应根据使用条件和工作要求选择适当的公差等级和公差带。

2.在确定圆锥公差时，应根据实际情况考虑基本偏差、公差带和等级等因素，并结合实际情况进行综合分析。

3.在选择圆锥配合时，应根据工作条件确定过盈量或间隙量，并结合实际情况进行综合分析。

四、圆锥公差与配合注意事项1.在制造时应注意加工精度和表面质量，以保证公差和配合的精度和稳定性。

2.在装配时应注意零件的相对位置和方向，以保证配合的正确性和稳定性。

3.在使用过程中应注意维护和保养，及时检查公差和配合状态，并进行必要的调整和更换。

总之，圆锥公差与配合是机械制造中重要的技术参数，它直接影响着零件的互换性、装配性、精度和稳定性等方面。

《公差配合与测量技术》（笫二版）各章习题参考答案第一章 光滑圆柱的公差与配合习题1—10解：1）该配合用于对心与可拆卸，根据给出条件，x max ≯20μｍ,Y max ≯－20μｍ 可知 为过渡配合。

2）考虑到一般情况下应优先选用基孔制，该配合未提出其它要求，故选用基孔制。

3）求出配合公差 T f =｜X max －－Y max ｜=40μm查教材P14表1—2 IT6+IT7=13+21=34μm ＜40μm 故令孔选用IT7 轴选用IT64）确定孔、轴极限偏差并选定配合 ∵基准孔 EI=0 ES=+IT7=+21μm ∴X max =ES-ei=21-ei 设X max 暂按20代入则ei=21-20=1μmY max =EI-es=0-es 则es=0-（-20）=+20μm查表1—5 只有轴的基本偏差k 为ei=+2μm 与计算的值相接近，故选k ，对前 计算值重新修正： X max =ES-ei=21-2=19μm 显然，X max 仍小于20μm ，符合题意。

即：配合应为 Φ25H7∕k6 5）验算Φ25H7： ES=21μm EI=0μm Φ25k6： es=20μm ei=2μm X max =ES-ei=21-2μm=19μm Y max =EI-es=0-20μm =-20μm即： X max ≯20μm ,Y max ≯-20μm 符合题意。

习题 1—11解：1）确定基准制 因为一般情况，可选用基孔制 2）确定孔、轴公差等级由于 T f =︱X max -X min ︱=︱0.097-0.04︱=0.057mm=57μm查表1—2，与计算相接近的孔、轴公差等级为：IT6=22μm IT7=35μm 取孔公差等级为IT7（比轴低一级） 即 T D =35μm ∕轴公差等级为IT6 T d =22μm 则基准孔 ES=+35μm EI=03）计算热变形所引进的间隙变化量ΔX=95〔22×10-6（100-20）-22×10-6（150-20）〕＝-0.1045㎜=-105μm 4）确定非基准件轴的基本偏差因基准孔 ES=35μm EI=0∵ X min =EI-es=40μm ∴es=- X min =-40μm ei=es-T d =-62μm 为了补偿热变形，在所计算的轴的上下偏差中加入补偿值ΔX ，即：es ＇=es ＋ΔΧ=-145μm ei ＇=ei ＋ΔΧ=-167μm故气缸孔的尺寸及偏差应为： Φ95035.00（mm ）活塞的尺寸及偏差应为 ： Φ95145.0167.0--（mm ）习题1—17解：1）减速器属于一般机械，题意已明确采用P 0级精度2）查《现代综合机械设计手册》（中） 北京出版社 P1249页轴承内径 d=45mm 外径 D=75mm 宽 B=16mm 额定径向动负荷 C=21KN 实际径向动负荷为：1500N ∴P=1500∕21000=0.07 查表1-28 P ＜0.07C 应属于轻负荷3）查表1—24 轴承内孔与轴配合的公差带应为Φ45j6 ；查表1—25 轴承和外壳配合的公差带应为φ75H7 习题1—18解：1）参照教材P45各级精度应用的范围，应选择P0级2）已知该汽车所用前轴承的负荷为轻系列深沟球轴承，型号可选为：61810 3）该轴承内孔与轴的配合查表1—24，应选公差带为：Φ50j6；查表1—25与轴承配合的外壳孔公差带为：φ65J7第二章 测量技术基础习题2—23解：1）假设经过判断，不存在已定系统误差2）求出测量列算术平均值 X =10.01275㎜3）计算残差∑=121i νi=0 不存在未定系统误差4）计算测量列单次测量值的标准差S ≈1.865μm5）判断粗大误差3S=3×1.865μm=5.595μm由于测量列的各残差值皆小于3S ，故无粗大误差6）计算测量列总体算术平均值的标准偏差-xσ=nS =12865.1≈0.54μm7）计算测量列总体算术平均值的测量极限误差-）（x lim δ=±3-xσ=0.543⨯±μm=62.1±μm ≈1.6μm8）确定测量结果单次测量结果（第五次） X 5=10.014±3S=10.014±0.0056㎜算术平均值表示的测量结果 X C =-x ±3-xσ=10.±.0016㎜习题2—24解：1）如果只测量1次，则测量值20.020㎜为不定值（∵S=0），此时测量结果 为20.020±lim δ＝20.020±0.005㎜ 即测量值可能为20.025～20.015㎜内的任何值。