1.圆锥公差的术语及定义
（1）公称圆锥。它是指设计给定的理想形状的圆锥。
如图8-3所示，公称圆锥可以用以下两种方式确定。
图8-2 锥度的标注方法
图8-3 公称圆锥的确定
①一个公称圆锥直径（最大圆锥直径D、最小圆锥直径d、给定截面圆锥直径dx）、公称圆锥长度L、公称圆锥角α或公称锥度C。
②两个公称圆锥直径和公称圆锥长度L。
（2）极限圆锥。它是指实际圆锥允许变动的界限，分为最大、最小极限圆锥。极限圆锥与公称圆锥共轴且圆锥角相等，直径分别为上极限直径和下极限直径的两个圆锥。在垂直圆锥轴线的任一截面上，这两个圆锥的直径差都相等。合格的实际圆锥必须在两个极限圆锥限定的空间区域内。
（3）圆锥直径公差TD。它是指圆锥直径的允许变动量。如图8-4所示，其数值等于允许的上极限圆锥直径与下极限圆锥直径之差，即
图8-4 圆锥直径公差与公差区（带）
TD＝Dmax-Dmin＝dmax-dmin
（4）圆锥直径公差区（带）。它是指两个极限圆锥所限定的区域，如图8-4所示。
（5）给定截面圆锥直径公差TDS。它是指在垂直于圆锥轴线的给定截面内，圆锥直径允许的变动量，如图8-5所示。
（6）给定截面圆锥直径公差区。它是指在给定的圆锥截面内，由两个同心圆所限定的区域，如图8-5所示。
（7）极限圆锥角。极限圆锥角是指允许的上极限或下极限圆锥角，它们分别用符号αmax和αmin表示。
（8）圆锥角公差AT（ATα、ATD）。它是指圆锥角的允许变动量。
ATα以角度单位（微弧度、度、分、秒）表示圆锥角公差值（1μrad等于半径为1 m、弧长为1μm所产生的角度，5μrad≈1″，300μrad≈1′）。ATα＝（αmax-αmin）。
ATD以线值单位（μm）表示圆锥角公差值。在同一圆锥长度内，ATD值有两个，分别对应于L的最大值和最小值。
（9）圆锥角公差区（带）。它是指两个极限圆锥角所限定的区域，如图8-6所示。
图8-5 给定截面圆锥直径公差与公差区（带）
图8-6 圆锥角公差区（带）
（10）圆锥的形状公差TF。
①圆锥素线直线度公差。它是指在圆锥轴向平面内，允许实际素线形状的最大变动量。其公差区（带）是在给定截面上，距离为公差值TF的两条平行直线间的区域。
②截面圆度公差。它是指在圆锥轴线法向截面上，允许截面形状的最大变动量。其公差区（带）是半径差为公差值TF的两同心圆间的区域。
2.圆锥公差项目
为了满足圆锥联结功能和使用要求，国家标准GB/T 11334—2005《圆锥公差》规定了4项公差项目。
1）圆锥公差
（1）圆锥直径公差TD。TD的公差等级和数值及以公差带的代号以公称圆锥直径（一般取最大圆锥直径D）为公称尺寸按圆柱公差GB/T 1800.3标准规定选取。其数值适用于圆锥长度范围内的所有圆锥直径。
（2）给定截面圆锥直径公差TDS。TDS是以给定截面圆锥直径dx为公称尺寸，按GB/T 1800.3中规定的标准公差选取。它仅适合给定截面的圆锥直径。
（3）圆锥角公差AT。圆锥角公差AT共分12个公差等级，用AT1、AT2…AT12表示，其中AT1精度最高，其余依次降低。表8-3列出了AT4～AT9圆锥角公差值。
表8-3 圆锥角公差数值（摘自GB/T 11334—2005）
续表
为了加工和检测方便，圆锥角公差可用角度值ATα或线性值ATD给定。
ATα和ATD的关系为
ATD＝ATα×L×10-3(www.xing528.com)
式中，ATα单位μrad；ATD单位为μm；L的单位为mm。
例如，当L＝100，ATα为9级时，查表8-3得ATα＝630μrad或2′10″，ATD＝63μm。若L＝50 mm，仍为9级，则ATD＝630×50×10-3≈32μm。
圆锥角的极限偏差，可以按单向或双向取值。双向取值时，可以是对称的，也可以是不对称的，见图8-7。
图8-7 圆锥角的极限偏差
（4）圆锥形状公差TF。TF在一般情况下不单独给出，而是由圆锥直径公差带限制；当对形状精度有更高要求时，应单独给出相应的形状公差。其数值可从国标中选取，但应不大于圆锥直径公差值的一半。
2）圆锥公差的给定方法
对于各具体的圆锥工件，并不都需要给定上述4项公差，而是根据工件使用要求来提出公差项目。圆锥公差的给定及标注方法有以下3种。
（1）面轮廓度法。面轮廓度法是指给出圆锥的理论正确圆锥角（或锥度C）、理论正确圆锥直径（D或d）和圆锥长度L，标注面轮廓度公差，如图8-8所示。
图8-8 面轮廓度法
（2）基本锥度法。基本锥度法是指给出圆锥的公称圆锥角和圆锥直径公差TD，标注公称圆锥直径（D或d）及其极限偏差（按相对于该直径对称分布取值），如图8-9所示。基本锥度法通常适用于有配合要求的结构型内、外圆锥。
（3）公差锥度法。公差锥度法是指同时给出圆锥直径（最大或最小圆锥直径）极限偏差和圆锥角极限偏差，并标注圆锥长度，它们各自独立，分别满足各自的要求，可以按独立原则解释，如图8-10所示。
图8-9 基本锥度法
图8-10 公差锥度法
3.圆锥配合
1）圆锥配合的定义
圆锥配合是指基本圆锥相同的内、外圆锥直径之间，由于连接不同所形成的相互关系。
2）圆锥配合的种类
（1）间隙配合。这类配合具有间隙，而且在装配和使用过程中间隙大小可以调整。常用于有相对运动的机构中。如某些车床主轴的圆锥轴颈与圆锥滑动轴承衬套的配合。
（2）过盈配合。这类配合具有过盈，它能借助于相互配合的圆锥面间的自锁，产生较大的摩擦力来传递转矩。例如钻头（或铰刀）的圆锥柄与机床主轴圆锥孔的配合、圆锥形摩擦离合器中的配合等。
（3）过渡配合。这类配合很紧密，间隙为零或略小于零。主要用于定心或密封场合，如锥形旋塞、发动机中的气阀与阀座的配合等。通常要将内、外锥成对研磨，故这类配合一般没有互换性。
3）圆锥配合的形成
圆锥配合的配合性质是通过规定相结合的内、外锥的轴向相对位置形成的。《圆锥配合》国家标准（GB/T 12360—2005）适用于锥度从1∶3～1∶500、圆锥长度L从6～630 mm的光滑圆锥。
按内、外圆锥相对位置的确定方法，圆锥配合的形成有以下两种方式。
（1）结构型圆锥配合
用适当的结构，使内、外圆锥保持固定的相对轴向位置，并因此形成指定配合性质的圆锥配合。
如图8-11（a）所示，为结构型配合的第一种，这种配合要求外圆锥的台阶面与内圆锥的端面相贴紧，配合的性质就可确定。图8-11（a）所示是获得间隙配合的例子。图8-11（b）是第二种由结构形成配合的例子，它要求装配后，内、外圆锥的基准面间的距离（基面距）为a，则配合的性质就能确定。图8-11（b）所示是获得过盈配合的例子。
图8-11 结构型圆锥配合
（a）由结构形成的圆锥间隙配合；（b）由基面距形成的圆锥过盈配合
由圆锥的结构形成的两种配合，选择不同的内、外圆锥直径公差带就可以获得间隙、过盈或过渡配合。
（2）位移型圆锥配合。位移型圆锥配合是指由规定内、外圆锥在装配时做一定的相对轴向位移（Ea）或施加一定的装配力产生轴向位移而获得的圆锥配合。
例如，如图8-12（a）所示，内、外圆锥表面接触位置（不施加力）称实际初始位置（Pa），从这位置开始让内、外圆锥相对做一定的轴向位移（Ea），到达终止位置（Pf）而获得的间隙配合。第二种则从实际初始位置（Pa）开始，施加一定的装配力FS而产生轴向位移（Ea），到达终止位置（Pf）而获得的过盈配合，如图8-12（b）所示。
4）圆锥直径公差带（公差区）的选择
（1）结构型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的选择。结构型圆锥配合也分基孔制配合和基轴制配合，可按光滑圆柱体公差配合标准选取基准制和公差带，推荐优先选用基孔制配合。
图8-12 位移型圆锥配合
（2）位移型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的选择。位移型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的基本偏差采用H/h或JS/js。其轴向位移的极限值按GB/T 1801—2009规定的极限间隙或极限过盈来计算。
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