解讀優(yōu)先數(shù)系在《互換性與測量技術(shù)》課程中的應(yīng)用

摘要：《互換性與測量技術(shù)》是機械類或近機類專業(yè)核心的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，優(yōu)先數(shù)系作為一項重要的教學內(nèi)容納入教材中。由于優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系適用于各種尺寸、參數(shù)的系列化和質(zhì)量指標的分級。作為高職學生，將來大多會在生產(chǎn)一線工作，了解和掌握優(yōu)先數(shù)及優(yōu)先數(shù)系對他們了解產(chǎn)品的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)有很大的幫助。但是，在目前的教學中，由于課本對優(yōu)先數(shù)系講解的篇幅較少，在教學過程中對優(yōu)先數(shù)系沒有足夠地重視。總結(jié)多年教學的經(jīng)驗，對《互換性與測量技術(shù)》課程中的優(yōu)先數(shù)系進行了全面地解讀。

關(guān)鍵詞：優(yōu)先數(shù)；優(yōu)先數(shù)系；標準化

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）03-0106-02

優(yōu)先數(shù)系是在《互換性與測量技術(shù)》課程教學中僅以很少的篇幅進行了介紹，在機械專業(yè)教學過程中不難發(fā)現(xiàn)，學生對優(yōu)先數(shù)及優(yōu)先數(shù)系的理解往往存在很大的困難，而教材對該內(nèi)容介紹極其簡單，考慮到該部分教學內(nèi)容對學生今后工作的重要作用，本文結(jié)合一些常用的工程參數(shù)，對優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的應(yīng)用進行解讀，以加深學生對工程參數(shù)的理解和認識，并幫助記憶。

一、優(yōu)先數(shù)系介紹

優(yōu)先數(shù)系是一種十進制幾何級數(shù)。級數(shù)的各項數(shù)值中包括1、10、100、…、10N和0.1、0.01、…■，其中，指數(shù)N是正整數(shù)。按1～10、10～100、…和1～0.1、0.1～0.01、…劃分區(qū)間，稱為十進制段。級數(shù)的公比q=■，這里r為每個十進制段內(nèi)的項數(shù)。國標規(guī)定的r值有5、10、20、40、80五種，分別用代號R5、Rl0、R20、R40、R80表示。其中前四種為基本系列，即：R5系列，公比為■≈1.6；R10系列，公比為■≈1.25；R20系列，公比為■≈1.12；R40系列，公比為■≈1.06。最后一種R80為補充系列，僅用于分級很細的特殊場合。

二、優(yōu)先數(shù)系的特點分析

從國家標準規(guī)定可以看出，優(yōu)先數(shù)系最主要有以下兩個特點：

1.優(yōu)先數(shù)系是十進制等比數(shù)列。

2.優(yōu)先數(shù)系具有相關(guān)性。在上一級優(yōu)先數(shù)系中隔項取值就得到下一系列的優(yōu)先數(shù)系；反之，在下一系列中插入比例中項，就得到上一系列的數(shù)值。R10系列隔項取值就得到R5系列；反之，R5系列中插入比例中項，就得到R10系列的數(shù)值。即：R5系列的項值包含在Rl0系列之中，Rl0系列的項值包含在R20系列之中，R20系列的項值包含在R40列之中。

三、優(yōu)先數(shù)在《互換性與測量技術(shù)》課程中的應(yīng)用

《互換性與測量技術(shù)》課程中涉及到多種工程技術(shù)參數(shù)，通過以上對優(yōu)先數(shù)及優(yōu)先數(shù)系的了解，幾乎所有產(chǎn)品樣本上的參數(shù)表都來源于優(yōu)先數(shù)系。以下將《互換性與技術(shù)測量》課程中經(jīng)常用到的工程參數(shù)進行分析。

1.基本系列（或補充系列）的應(yīng)用。①螺紋參數(shù)系列[3]，螺紋規(guī)格系列是M6，M8，M10，M12，M14，M16，M20，M24，M30，M36。該系列是R10基本系列，公比為■≈1.25。優(yōu)先數(shù)的應(yīng)用可以用較少的品種覆蓋交大的應(yīng)用范圍，這樣6個規(guī)格就覆蓋了M6～M16的尺寸范圍。②粗牙螺紋的螺距系列[3]，粗牙螺紋的螺距系列是0.7，0.8，1，1.25，1.5，1.75，2，2.5，3，3.5，4。該系列是R10基本系列，公比為■≈1.25。③普通螺紋公差，普通螺紋公差自3級精度開始其公差等級系數(shù)為：0.50，0.63，0.80，1.00，1.25，1.60，2.00。該系列是R10基本系列，公比是■≈1.25。④軸的標準直徑系列，軸的標準直徑系列：24，25，26，28，30，32，34，36，38，40，42，45，48，50，53，56，60，63，67，71，75，80，85，90，95，100。該系列是R40基本系列，公比為■≈1.06。⑤型鋼型號系列，普通工字鋼、普通槽鋼型號系列：10，12.6，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63。該系列是R20基本系列，公比為■≈1.12。⑥標準公差系列值，IT6～IT18標準公差的計算公式為10i，16i，25i，40i，64i，100i，160i，250i，…公差單位i前的公差等級系數(shù)為R5基本系列，公比為■≈1.6。

2.派生系列（或補充系列）的應(yīng)用。為了使優(yōu)先數(shù)系有更大的適應(yīng)性來滿足生產(chǎn)，可從基本系列中每逢幾項選取一個優(yōu)先數(shù)組成新的系列，即派生系列。工程中經(jīng)常使用的派生系列Rl0/3，就是從基本系列Rl0中每逢三項取出一個優(yōu)先數(shù)組成的，其公比q=（■）3≈1.25983≈2，這個系列又稱為倍數(shù)系列。同樣，對于R20系列來說，每逢6項取值，其項值也增大2倍。①齒輪的標準模數(shù)系列，齒輪的標準模數(shù)第一系列[3]是0.8，1，1.25，1.5，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40，50。該系列為R10基本系列，公比為■≈1.25；齒輪的標準模數(shù)第二系列是1.75，2.25，2.75，（3.25），3.5，（3.75），4.5，5.5，（6.5），7，9，（11），14，18，22，28，（30），36，45。該系列是從基本系列R20中每逢兩項取出一個優(yōu)先數(shù)組成的派生系列，公比為（■）2≈1.25。模數(shù)種類越多，齒輪加工刀具的種類就越多，不利于加工準備、管理等。第一系列的齒輪模數(shù)，是優(yōu)先選用模數(shù)值；第二系列的，是其次的選擇。第一系列模數(shù)的刀具，很容易“找到”，第二系列模數(shù)，作為齒輪模數(shù)的“補充”，刀具不如第一系列的“好找”。應(yīng)優(yōu)先選用第一系列，括號內(nèi)的模數(shù)（m）盡量不要選用。②表面粗糙度參數(shù)值系列[3]，輪廓算術(shù)平均偏差Ra是0.012，0.025，0.050，0.1，0.2，0.4，0.8，1.6，3.2，6.3，12.5，25，50，100。該系列是從基本系列Rl0中每逢三項取出一個優(yōu)先數(shù)組成的派生系列Rl0/3，其公比q=（■）3≈1.25983≈2。

在《互換性與測量技術(shù)》課程教學過程中，通過深入分析優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系在工程技術(shù)參數(shù)中的應(yīng)用，了解了優(yōu)先數(shù)系具有的一系列優(yōu)點：相鄰兩項的相對差相同，疏密適當，前后銜接不間斷，簡單易記，運用方便。在設(shè)計各類產(chǎn)品時，產(chǎn)品的主要參數(shù)（或主要尺寸）按優(yōu)先數(shù)選用形成系列，使參數(shù)或尺寸分級合理，可以減輕計算的工作總量，便于分析各參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系，可以用有限的產(chǎn)品（或零件）規(guī)格系列最大限度地滿足用戶的多種需求。另外，對機械中許多的加工結(jié)構(gòu)要素，本文所述工程參數(shù)的應(yīng)用也非常廣泛，例如齒輪模數(shù)加工刀具與圓柱齒輪標準模數(shù)息息相關(guān)，螺紋加工刀具與螺紋優(yōu)先系列公稱直徑及粗牙導(dǎo)程息息相關(guān)，主要出發(fā)點就是為了便于刀具直徑標準化，降低制造和管理成本。因此，作為高職院校培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才的需要，重視對優(yōu)先數(shù)及優(yōu)先數(shù)系的學習和應(yīng)用是很有必要的。

參考文獻：

[1]王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2]成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化工工業(yè)出版社，2008.

[3]杜水峰，胡長對.基于優(yōu)先數(shù)系的工程參數(shù)記憶方法[D].裝備制造技術(shù)，2009，（9）：171-172.

作者簡介：王炳琴（1978-），講師，樂山職業(yè)技術(shù)學院，機械設(shè)計與制造專業(yè)。