1、第八章第八章 圆锥公差与检测圆锥公差与检测任课教师: 王敏 2007-10v圆锥配合优点：同轴精度高、紧密,间隙过盈可调、可传递力矩。v圆锥配合缺点：结构复杂、影响因素多、加工检测困难。v圆锥是机器、仪器、工具常用典型结构。 第一节第一节 圆锥公差与配合圆锥公差与配合 的基本术语概念的基本术语概念 一、圆锥的主要几何参数一、圆锥的主要几何参数 圆锥分内圆锥和外圆锥。主要几何参数有：圆锥角、圆锥直径、圆锥长度。 圆锥角：通过轴线的截面内两素线的夹交。 圆锥直径：垂轴截面内的直径。 最大圆锥直径D、最小圆锥直径d、圆锥长度L。v锥度：C=（D-d）/L （8-1）vC=2tan（/2）=1：0.5
2、cot（/2） （8-2）v锥度用比例或分数表示：C=1：5 或C=1/5 图8-1圆锥几何参数图8-2圆锥标注方法指引线图形符号基准线1:5二、圆锥公差述语二、圆锥公差述语1、基本圆锥基本圆锥：设计给定的理想圆锥。具体尺寸有：设计给定的理想圆锥。具体尺寸有基本圆锥直径、基本圆锥角、基本圆锥长度。基本圆锥直径、基本圆锥角、基本圆锥长度。2 、极限圆锥极限圆锥：与基本圆锥共轴、等角，直径最大：与基本圆锥共轴、等角，直径最大（Dmax、dmax）和最小的圆锥）和最小的圆锥(Dmin、dmin）。）。 圆锥直径公差圆锥直径公差TD ：圆锥直径的变动量：圆锥直径的变动量 圆锥直径公差带：两个极限圆锥限
3、制的区域。圆锥直径公差带：两个极限圆锥限制的区域。3 、极限圆锥角极限圆锥角：允许的最大圆锥角：允许的最大圆锥角max和最小圆和最小圆锥角锥角min 圆锥角公差圆锥角公差：圆锥角允许的变动量：圆锥角允许的变动量AAA-A图8-3极限圆锥角B和圆锥直径公差带Z图8-4极限圆锥角和圆锥角公差带Z 圆锥角公差带：极限圆锥角max和min所限制的区域。三、圆锥配合的述语和配合的形成三、圆锥配合的述语和配合的形成 1、圆锥配合：基本尺寸相同，内外圆锥之间结合、圆锥配合：基本尺寸相同，内外圆锥之间结合松紧不同形成的相互关系。松紧不同形成的相互关系。 配合种类有三种：配合种类有三种： 间隙配合间隙配合：有间
4、隙的配合。间隙的大小可调。：有间隙的配合。间隙的大小可调。用于有相对转动的机构，如圆锥滑动轴承。用于有相对转动的机构，如圆锥滑动轴承。 过渡配合过渡配合：可能有间隙也可能有过盈的配合。紧：可能有间隙也可能有过盈的配合。紧密配合用于对中定心或密封结构。密配合用于对中定心或密封结构。 过盈配合过盈配合：具有过盈的配合。过盈量通过轴向相：具有过盈的配合。过盈量通过轴向相对位移来调整。摩擦力自锁可传递大力矩。对位移来调整。摩擦力自锁可传递大力矩。 2、圆锥配合的形成圆锥配合的形成 结构型圆锥配合：由结构确定轴向相对轴向位置的圆锥配合。有过盈、间隙、过渡配合。 12图8-5由结构形成的圆锥间隙配合12图
5、8-6由基面距形成的圆锥过赢配合 位移型圆锥配合：由给定相对位移量或规定装配力来获得指定配合性质的圆锥配合。 轴向位移量 Ea=X（或Y）/C （8-3） 图8-8施加装配力形成的圆锥过赢配合PfPa图8-7轴向位移形成的圆锥间隙配合PfPa第二节第二节 圆锥公差给定方法和圆锥公差给定方法和圆锥直径公差带的选择圆锥直径公差带的选择 一、圆锥公差项目 1、圆锥直径公差TD：以基本圆锥直径为基本尺寸，按标准公差选取。2 、圆锥角公差AT：分12个公差等级。角度值AT线性值ATD ATD=AT*L/1000 (8-4) 圆锥角极限偏差可单向取值,双向对称取值。3 、圆锥的形状公差：素线的直线度公差和
6、横截面圆度公差，圆锥的面轮廓度公差。二、圆锥公差的给定和标注t图8-9面轮廓度法标注圆锥公差示例(b)公差带(a)图样标注1、面轮廓度法：把圆锥的直径圆锥角素线直线度横截面圆度误差都控制在面轮廓度公差带确定的最大极限圆锥和最小极限圆锥所限制的区域。包容要求。用于有配合要求的圆锥。2 、基本锥度法：标注理论圆锥角、圆锥长度、基本圆锥直径及其基本偏差。用于有配合要求的圆锥。 3、公差锥度法：同时给出圆锥直径和圆锥角极限偏差并标注长度。各自独立。用于非配合圆锥。 图 8-10基 本 锥 度 法 标 注 圆 锥 公 差 示 例(b)公 差 带(a)图 样 标 注图 8-11公 差 锥 度 法标 注 圆
7、 锥 公 差 示 例三、圆锥直径公差带的选择1、结构形圆锥配合的内、外圆锥直径公差带选择 结构形圆锥配合的性质由相互结合内、外圆锥直径公差带公差带之间的关系决定。配合可由GB/T1801-1999常用配合中选取，不能满足要求可GB/T1800.3-1998中选择标准公差和基本偏差组成配合。结构形圆锥配合也分基孔制配合和基轴制配合。优先现在基孔制配合。 2 、位移型圆锥配合内外圆锥直径公差带的选择v 配合性质由从初始位置位移量或施加装配力决定。直径公差仅影响装配初始位置。直径公差带的基本偏差采用H/h或JS/js，轴向位移极限按极限间隙和极限过盈来计算。 Eamin=Xmin（或Ymin）/C
8、Eamax=Xmin（或Ymax）/C 第三节第三节 圆锥角的检测圆锥角的检测 一、直接测量圆锥角：用万能角度尺、光学测角仪二、用量规检验圆锥角的偏差：内圆锥角用圆锥塞规，外圆锥角用圆锥环规。 三、间接测量圆锥角：测量与圆锥角有函数关系的若干线性尺寸然后计算得到圆锥角。 例：用指示式计量器具和正弦尺、量块、滚子、钢球进行测量,计算圆锥角。 (a)圆锥塞规(b)圆锥环规图8-12用圆锥塞规检验圆锥角本章总结本章总结v本章内容：圆锥公差与检测。分三个部分。v第一部分基本术语概念，包括圆锥的几何参数，圆锥公差的述语，圆锥配合的述语，圆锥配合的形成和特点。v第二部分圆锥公差的给定方法和圆锥直径公差带的
9、选择，包括圆锥公差项目，圆锥公差的给定和标注，圆锥直径公差带的选择。v第三部分圆锥角的检测有三种方法：直接测量、间接测量、量规检验。 第九章第九章 圆柱圆柱螺纹公差与检测螺纹公差与检测 任课教师任课教师:王敏王敏第一节螺纹的种类和使用要求第一节螺纹的种类和使用要求v在机械制造中，园柱螺纹联接和传动的应用有很多，占有很重要的地位。根据其用途可分为三类：紧固紧固螺纹、传动螺纹和管螺纹螺纹、传动螺纹和管螺纹(紧密螺紧密螺纹纹)。一、紧固螺纹一、紧固螺纹通常也称普通螺纹，主要用于联接和紧固各种机械零件。这类螺纹联接的使用要求是可旋可旋合性合性(便于装配和拆换)和联接联接的强度的强度二、传动螺纹二、传动
10、螺纹这类螺纹通常用于传递运动或动力。螺纹联接的使用要求是传递传递动力的可靠性或传递位移的准动力的可靠性或传递位移的准确性确性。 (包括梯形螺纹锯齿形螺纹，如机床传动丝杆和量仪的测微螺杆）三、管螺纹三、管螺纹(紧密螺纹）紧密螺纹）这类螺纹用于密封联接。（包括密封和非密封）管螺纹的使用要求是结合紧密，不漏水、不漏气和不漏油。即连接强度和密封性。第二节普通螺纹的主要几何参数第二节普通螺纹的主要几何参数v螺纹的几何参数取决于螺纹轴向剖面内的基本牙型。其基本牙型是将原始三角形(等边三角形)的顶部截去H/8和底部截去H/4所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。该牙型是具有螺纹的基本尺寸。普通螺纹基本牙型：一、
11、大径一、大径(D，d)v内螺纹的大径D又称底径底径,外螺纹的大径d又称顶径顶径。普通螺纹大径的基大径的基本尺寸为螺纹公称直径尺寸本尺寸为螺纹公称直径尺寸是指与内螺纹牙底或外螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。相结合的内、外螺纹的大径基本尺寸相等，即D =d 。二、小径二、小径(D1，d1)是指与内螺纹牙顶或外螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。相结合的内、外螺纹的小径基本尺寸相等,即D=d1。v内螺纹的小径D1又称顶径顶径,外螺纹的小径d1又称底径底径。三、中径三、中径(D，d)：是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方，此假想圆柱称为中径圆柱。中径圆柱的母线称为中径线，
12、其轴线即为螺纹轴线,相结合的内、外螺纹中径的基本尺相结合的内、外螺纹中径的基本尺寸相等寸相等。v 即即D=d四、四、螺距螺距(P)：是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。用代号P表示。轴线原三角形始螺纹轴线HH4中径线D1，d1D2，d2D，d（b）普通螺纹基本牙型（a）基本牙型的原始三角形图9-1普通螺纹基本牙型的形成五五、单一中径、单一中径(D2s，d2s)：v单一中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于螺距基本尺寸一半地方的直径。用用以表示螺纹中径的实际尺寸。以表示螺纹中径的实际尺寸。P162图9-2单一中径可以用三针法测得。六、牙型半角（六、牙型半角（/2）
13、：）：和牙测角牙测角指在螺纹牙型上相邻牙侧的夹角。普通螺纹的牙型角为60。牙测角牙测角指在螺纹牙型上牙测与螺纹轴线的垂线间的夹角。90.000轴线 2 2（a）牙型角和牙型半角轴线（b）牙侧角 2 190图9-3牙型角、牙型半角与牙侧角n七、七、.螺纹接触高度是指在两个相螺纹接触高度是指在两个相互配合螺纹的牙形上，他们的牙测互配合螺纹的牙形上，他们的牙测重合部分在垂直于螺纹轴线方向上重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。普通螺纹的接触高度基本的距离。普通螺纹的接触高度基本等于等于5H/8。见图。见图9-1bn八、螺纹旋合长度是指内外螺纹旋八、螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时螺旋面接触部分的合时螺
14、旋面接触部分的轴向长度。轴向长度。第三节、螺纹几何参数偏差对互换性的影响第三节、螺纹几何参数偏差对互换性的影响v螺纹联接要实现其互换性螺纹联接要实现其互换性,必须保证良好的旋必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。影响螺纹互换性的合性和一定的联接强度。影响螺纹互换性的主要几何参数有五个主要几何参数有五个:大径、小径、中径、螺大径、小径、中径、螺距和牙型半角距和牙型半角。这几个参数在加工过程中不。这几个参数在加工过程中不可避免地会产生一定的加工误差可避免地会产生一定的加工误差,不仅会影响不仅会影响螺纹的旋合性、接触高度、配合松紧、还会螺纹的旋合性、接触高度、配合松紧、还会影响联接的可靠性影响联接的
15、可靠性,从而影响螺纹的互换性。从而影响螺纹的互换性。n由于螺纹旋合后主要是依靠螺牙侧面由于螺纹旋合后主要是依靠螺牙侧面工作工作，如果内、外螺纹的牙侧接触不如果内、外螺纹的牙侧接触不均匀均匀，就会造成负荷分布不均就会造成负荷分布不均，势必势必降低螺纹的配合均匀性和联接强度。降低螺纹的配合均匀性和联接强度。因此因此对螺纹互换性影响较大的参数是对螺纹互换性影响较大的参数是中径、螺距和牙型角。中径、螺距和牙型角。n内、外螺纹加工后内、外螺纹加工后,外螺纹的大径和外螺纹的大径和小径要分别小于内螺纹的大径和小径小径要分别小于内螺纹的大径和小径，才能保证旋合性。才能保证旋合性。二、螺纹公差等级与旋合长度二、
16、螺纹公差等级与旋合长度v1.螺纹结合的精度不仅与螺纹公差带大螺纹结合的精度不仅与螺纹公差带大小有关，还与螺纹的旋合长度有关。旋小有关，还与螺纹的旋合长度有关。旋合长度愈长，螺距的累积误差愈大，较合长度愈长，螺距的累积误差愈大，较难旋合，且加工长螺纹比短螺纹难以保难旋合，且加工长螺纹比短螺纹难以保证精度。因此对不同的旋合长度规定不证精度。因此对不同的旋合长度规定不同大小的公差带，旋合长度是螺纹精度同大小的公差带，旋合长度是螺纹精度设计中必须考虑的因素设计中必须考虑的因素。v2.国标中规定了不同直径和螺距所对应的旋合长国标中规定了不同直径和螺距所对应的旋合长度，分为度，分为短（短（S）、中（）、中
17、（N）、长（）、长（L）三种旋合）三种旋合长度长度。见教材。见教材P268表表9-3v国标按螺纹公差等级和旋合长度规定了三种类型国标按螺纹公差等级和旋合长度规定了三种类型的公差带，分别是的公差带，分别是精密级、中等级和粗糙级精密级、中等级和粗糙级，代，代表着不同的加工难度。见教材表着不同的加工难度。见教材P169表表9-1。为国。为国标推荐的不同公差精度宜采用的公差带。标推荐的不同公差精度宜采用的公差带。v同一精度的螺纹的旋合长度越长则公差等级就应同一精度的螺纹的旋合长度越长则公差等级就应越低。越低。v一般用途的一般用途的螺纹采用中等精度等级，对配合性质螺纹采用中等精度等级，对配合性质要求稳定
18、或有定心精度要求的螺纹连接应采用精要求稳定或有定心精度要求的螺纹连接应采用精密级，对螺纹加工困难的零件部位如深盲孔内螺密级，对螺纹加工困难的零件部位如深盲孔内螺纹宜采用粗糙级。纹宜采用粗糙级。三、螺纹的公差及公差带的选用三、螺纹的公差及公差带的选用v结合精度的确定：结合精度的确定：精密级精密级用于精密联结螺纹。用于精密联结螺纹。中等级中等级用于一般用途联结。用于一般用途联结。粗糙级粗糙级用于要求不高及制造困难的螺纹。用于要求不高及制造困难的螺纹。v旋合长度的确定：旋合长度的确定：一般多用一般多用N组组。根据公称直径和。根据公称直径和螺距选择。螺距选择。P268附表附表9-3v公差带的确定：公差
19、带的确定：是螺纹公差等级和基本偏差的组是螺纹公差等级和基本偏差的组合。表示方法是公差等级后加上基本偏差代号。合。表示方法是公差等级后加上基本偏差代号。如外螺纹：如外螺纹：6f；内螺纹：；内螺纹：6H。与普通尺寸标注有。与普通尺寸标注有差别。具体选用见教材差别。具体选用见教材P169表表9-1。v配合的选用：配合的选用：理论上，表中的内外螺纹可以理论上，表中的内外螺纹可以构成各种配合，但从保证足够的接触高度出构成各种配合，但从保证足够的接触高度出发，发，最好选用最好选用H/g、H/h、G/h的配合。的配合。v表面粗糙度：表面粗糙度：国标有普通螺纹的表面粗糙度国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值。推荐
20、值。v一般情况下，一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度选用中等精度、中等旋合长度的公差带，即内螺纹公差带常选的公差带，即内螺纹公差带常选6H、外螺纹、外螺纹公差带公差带6h、6g应用较广。应用较广。公差精度内螺纹公差带外螺纹公差带SNLSNL精密4H5H6H(3h4h)4h(4g)(5h4h)(5g4g)中等5H(5G)6H6G7H(7G)(5g6g)(5h6h)6e6f6g6h(7e6e)(7g6g)(7h6h)粗糙-7H(7G)8H(8G)-(8e)8G(9e8e)(9g8g)表9-1普通螺纹推荐公差带四、四、普通螺纹的标记：普通螺纹的标记：v完整的螺纹标记由螺纹代号（含螺纹公称直完整的
21、螺纹标记由螺纹代号（含螺纹公称直径、螺距、）、螺纹公差等级代号（按中径、径、螺距、）、螺纹公差等级代号（按中径、顶径顺序）和螺纹旋合长度组成，中间用顶径顺序）和螺纹旋合长度组成，中间用“”隔开。具体见隔开。具体见P170v举例：举例： 外螺纹：外螺纹：M205g6gS 内螺纹：内螺纹：M201.5左左6H 内外螺纹配合时：内外螺纹配合时：M2026H/5g6gS第四节、普通螺纹的检测第四节、普通螺纹的检测v普通螺纹是多参数要素，检测方法分综合检普通螺纹是多参数要素，检测方法分综合检验和单项检测验和单项检测v1.综合检测：按泰勒原则使用螺纹量规检验综合检测：按泰勒原则使用螺纹量规检验几个参数误差
22、的综合结果，通规检验作用中几个参数误差的综合结果，通规检验作用中径，止规检验单一中径，用光滑极限量规检径，止规检验单一中径，用光滑极限量规检验项径。验项径。通止dmindmaxd2maxd2min螺纹环规通规螺纹环规止规d3max图9-12用螺纹环规和光滑极限卡规检验外螺纹2.单项测量：单项测量： 对螺纹的各个实际几何参数分对螺纹的各个实际几何参数分别测量，用量精密螺纹螺纹量规、别测量，用量精密螺纹螺纹量规、螺纹刀具、和丝杆螺纹。螺纹刀具、和丝杆螺纹。 a.三针法测量外螺纹单一中径。三针法测量外螺纹单一中径。 b.影像法测量外螺纹几何参数。影像法测量外螺纹几何参数。 c.螺纹千分尺测量外螺纹中
23、径。螺纹千分尺测量外螺纹中径。第五节、机床梯形螺纹丝杆和的精度与公差第五节、机床梯形螺纹丝杆和的精度与公差梯形螺纹是传动螺纹中最为普遍的一种，它具梯形螺纹是传动螺纹中最为普遍的一种，它具有传动平稳可靠的优点。许多机械产品中采有传动平稳可靠的优点。许多机械产品中采用梯形螺纹将旋转运动转为直线运动。用梯形螺纹将旋转运动转为直线运动。P1530P/20.366P0.366P1590螺 纹 轴 线H/2H/2HH1/2D1dD2，d2D1，d1图 9-14梯 形 螺 纹 的 基 本 牙 型1.丝杆和螺母的精度等级：丝杆和螺母的精度等级：v 规定了规定了7个精度等级个精度等级3、4、5、6、7、8、9,
24、其中其中3级最高。级最高。3、4级用于超高精度坐标镗床、坐标磨床级用于超高精度坐标镗床、坐标磨床的传动杆和螺母。的传动杆和螺母。5、6级用于高精度齿轮磨床、螺纹磨床和级用于高精度齿轮磨床、螺纹磨床和丝杆车床的主动丝杆和螺母。丝杆车床的主动丝杆和螺母。7级用于精密螺纹车床、齿轮机级用于精密螺纹车床、齿轮机床镗床、外园磨床和平面磨床等床镗床、外园磨床和平面磨床等传动丝杆和螺母传动丝杆和螺母 8级用于普通车床、普通铣床的进级用于普通车床、普通铣床的进给丝杆和螺母。给丝杆和螺母。 9级用于带分度盘的进给丝杆和螺级用于带分度盘的进给丝杆和螺 母。母。P1530P/20.366P0.366P1590螺纹轴
25、线H/2H/2HH1/2D1dD2，d2D1，d1图9-14梯形螺纹的基本牙型2.2.丝杆公差丝杆公差v1）. 螺旋线轴向公差，征对螺旋线轴向公差，征对3-6级高精度丝杆级高精度丝杆v2）. 螺距公差和螺距累积公差螺距公差和螺距累积公差v3）. 中经尺寸一致性公差中经尺寸一致性公差v4）. 大径表面对螺纹轴线的径向园跳公差大径表面对螺纹轴线的径向园跳公差v5）. 牙侧角极限偏差牙侧角极限偏差v6）. 大径、中经和小经的极限偏差大径、中经和小经的极限偏差3.螺母公差v规定大径中径小径的极限偏差规定大径中径小径的极限偏差v分配制螺母和非配制螺母分配制螺母和非配制螺母v丝 杆 和 螺 母 的 公 差
26、 和 极 限 偏 差 可 从丝 杆 和 螺 母 的 公 差 和 极 限 偏 差 可 从JB/T2886-1992查出查出4.丝杆和螺母的标记v由产品代号由产品代号T、尺寸规格、尺寸规格(公称直径公称直径X螺距螺距)、旋向代号、和精度等级代号依次书写。例：旋向代号、和精度等级代号依次书写。例：公称直径公称直径40mm、螺距、螺距7mm、6级精度的左级精度的左旋丝杆螺纹旋丝杆螺纹 T40X7LH65.5.图样上标注方法图样上标注方法：标注在公称直径尺寸标注在公称直径尺寸线上线上 451680130+2.5029150T44X10-8ABEE0.2 A-B152015 2011.41.61.612.5其余 技术要求1.积累公差 被测螺距长度mm 公差mm 小于等于60 0.020 小于等于300 0.035 小于等于1000 0.055 小于等于2000 0.065 2.中径尺寸一致性公差0.036mm6.3图9-16车床丝杆公差和技术要求标注示例
