优先数和优先数系课件.ppt

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1、关于优先数和优先数系现在学习的是第1页，共65页2数值的“传播性”造纸机纸张书刊等印刷机打字机书架等现在学习的是第2页，共65页3优先数和优先数系 优先数和优先数系用于各种量值的分级。实践证明，广泛采用优先数和优先数系对国民经济各部门都会带来巨大的技术、经济效益。 凡能正确使用优先数系的产品，其参数系列一般都比较经济合理，可得到用较少的品种规格来满足较宽范围内需要的效果，便于协调国民经济各部门或各专业产品之间的配合。现在学习的是第3页，共65页4Contents概述优先数系的结构和特性优先数的计算优先数系的选用原则优先数系在机械工业的应用现在学习的是第4页，共65页5一、概述优先数系标准简史为

2、何要用等比数列优先数系主要优点各国标准，国际共识。如我国的GB/T321-2005优先数和优先数系现在学习的是第5页，共65页6优先数系标准的简史优先数和优先数系是在十九世纪七十年代由法国工程兵上尉查尔斯勒纳尔(Charles Renard)首先提出的。勒纳尔对等比数列作这样的规定，每进5项就使项值增大10倍(十进等比数列)。1920年和1921年，德国和法国先后制订了优先数系标准。1935年国际标准化协会(1SA)公布了ISAll号通告，把优先数系(R5、R10、R20和R40)规定作为国际推荐标准。第二次世界大战以后，国际标准化组织(ISO)的“优先数”技术委员会(1SOTCl9)继续进行

3、这方面的工作，在增加了R80系列后，于1953年公布了ISOR3优先数和优先数系。现在学习的是第6页，共65页7优先数系标准的简史ISOTCl9在1956年公布丁ISORl7优先数和优先数系的应用指南，1966年又公布了ISOR497优先数系和优先数的化整值系列的选用指南。上述三个标准都在1973年转为国际标准：ISO31973、ISO171973和ISO4971973。我国于1960年颁布了优先数和优先数系部标准(JBl0960)。经过几年实践，于1964年修订为国家标准(GB32164)。1979和1980年进行了重大修订，并于1980年公布了优先数和优先数系新国标(GB32180)，05

4、年更新为GB/T321-2005。它在主要内容上与国际标准iS031973、IS0171973和B04971973是一致的。现在学习的是第7页，共65页8优先数系标准为什么用等比数列标准化建设初期采用等差数列等差数列，各项绝对差相等，缺点是项差的相对差相对差变化很大。人们又改用阶梯式的等差数列阶梯式的等差数列来改善等差数列的这个缺点，在数值小时项差取得小些，在数值大时项差取得大些。相对差不均匀的情况就得到了改善。但是，等差数值的另一个缺点是项值经过工程技术上的运算后，不能继续保持为等差数列。运算后，不能继续保持为等差数列。采用等比数列作为数值分级的依据，可以避免等差数列的上述两个缺点：等比数列

5、相邻项的相对差是不变相对差是不变的，都等于(q1)X100；它的任意两项相乘、相除或乘方后所得的数，仍仍是它的一个项是它的一个项。按等比数列分级，就能以较少的品种规格，经济合理地满足用户的全部需要，而不会造成分级疏的过疏，密的过密的不合理现象。并且还能导致与之有关的其它量值也属于等比数列。现在学习的是第8页，共65页9优先数系的主要优点 经济合理的数值分级制度 统一和简化的基础 使用方便 简化设计计算 具有广泛的适应性现在学习的是第9页，共65页10二、优先数系的结构和特性术语和定义系列的种类和代号优先数系的主要特性现在学习的是第10页，共65页11术语和定义 优先数系 优先数系由公比分别为1

6、0的5、10、20、40、80次方根，且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。 各数列分别用符号 R5、R10、R20、R40和R80表示，称为R5系数、R10系数、R20系数、R40系数和R80系数。现在学习的是第11页，共65页12术语和定义理论值优先数优先数 理论等比数列的项值现在学习的是第12页，共65页13术语和定义计算值优先数优先数 理论值取5位有效数字后得到的近似值现在学习的是第13页，共65页14术语和定义常用值优先数优先数 为了便于实际应用而对计算值进行适当圆整后统一规定的数值现在学习的是第14页，共65页15术语和定义化简值优先数优先数 对R5、R1

7、0、R20、R40系列中的常用值作进一步圆整后所得的值（特殊情况用）现在学习的是第15页，共65页16术语和定义 优先数的序号 表明优先数排列次序的一个等差数列，它从优先数1.00的序号0开始计算。现在学习的是第16页，共65页17系列的种类和代号 1.基本系列 R5、R10、R20、R40四个系列是优先数系中的常用系列，称为基本系列。 各项公比：06.110:12.110:25.110:60.110:404040202020101010555qRqRqRqR现在学习的是第17页，共65页18系列的种类和代号 2.补充系列R80称为补充系列，它的公比为：仅在参数分级很细和基本系列中的优先数不能

8、适应实际情况时，才可以考虑使用。03.110:808080qR现在学习的是第18页，共65页19系列的种类和代号 3.派生系列和移位系列派生系列 从基本系列或补充系列Rr中，每隔p项取出项值而导出的系列。 代号为：Rr/p，r/p是各十进段内项值的分级数，p是派生系列的间距。r/p值的性质： 比值如果不是整数，则相互衔接的十进段内的优先数是互不相同的，不能用简单的十进法向两端延伸。比值只规定了派生系列的公比，而不能明确地表明其项值。现在学习的是第19页，共65页20系列的种类和代号项值歧义现在学习的是第20页，共65页21系列的种类和代号 移位系列移位系列移位系列也是一种派生系列，它的公比与某

9、一基本系列相同。但项值与该基本系列不同，称为移位系列。R80/8和R10项值比较现在学习的是第21页，共65页22系列的种类和代号派生系列在能够保留原有项值的条件下，rp可以化简，直至化成整数为止：没有移位现象的派生系列的rp化简是不受限制的。例如，R404=R202=R10，R408=R204=R102=R5。有移位现象的派生系列(移位系列)的rp化简是有限制的。例如，移位系列R204的种数系为125，200，315，500，800，可以化简成R102，但不合巨简化成R5，因为R5中并不包含这些项值。现在学习的是第22页，共65页23系列的种类和代号 4.化整值系列由优先数的常用值和一部分化

10、整值组成。根据化整值对计算值的相对误差大小可分为：仅在参数受特殊限制时，才使用化整值系列，使用时优先使用第一化整值系列。第一化整值系列（误差较小）：表示为：第二化整值系列（误差较大）表示为：RrRr 现在学习的是第23页，共65页24系列的种类和代号 5.复合系列由几个公比不同的系列组成，其中可能包括基本系列或派生系列等。现在学习的是第24页，共65页25优先数系的主要特性 1.包容性现在学习的是第25页，共65页26优先数系的主要特性 2.十进性优先数系是十进等比数列，它的项值可按十进法向两端无限延伸，所有大于10和小于1的优先数(或化整值)，均可用10的整数幂(如10，100，；01，00

11、1，)乘以表2-1、表2-2中的优先数(或表2-3中的化整值)求得。这种延伸方法也适用于比值rp等于整数的派生系列Rrp。现在学习的是第26页，共65页27优先数系的主要特性现在学习的是第27页，共65页28优先数系的主要特性现在学习的是第28页，共65页29优先数系的主要特性现在学习的是第29页，共65页30优先数系的主要特性 3.倍增性在R10以及公比更小的各系列中，包含有常用的倍数系列项值。因为，R10系列的理论公比 十分接近于 的数值，而公比 则表示每进三项，项值即增大一倍的等比数列。例如，R103、R206，R4012或R8024的理论等比数列十分接近于公比为2的倍数系列。2589.

12、110102599.12332现在学习的是第30页，共65页31优先数系的主要特性 4.封闭性优先数理论值经过乘、除运算仍保持为优先数理论值；优先数理论值的整数乘方(可为正整数或负整数)仍保持为优先数理论值。常用值之间则近似地具有此种关系。例如:6388668.446834.66834.6常用值：计算值：现在学习的是第31页，共65页32优先数系的主要特性 5.相对差的均匀性%3%100) 110(%100) 1( :%6%100) 110(%100) 1( :%12%100) 110(%100) 1( :%25%100) 110(%100) 1( :%60%100) 110(%100) 1(

13、 :808080404040202020101010555qRqRqRqRqR现在学习的是第32页，共65页33优先数系的主要特性 6.绝对差的均匀性同一系列中各优先数理论值的常用对数构成一个等差数列。便于绘制算图现在学习的是第33页，共65页34三、优先数的计算用序号计算用序号计算列表计算列表计算算图算图用常用对数计算用常用对数计算现在学习的是第34页，共65页35用序号计算XTNXNTNTNX40)()10()()10(这种以 为底的特殊对数，当真值为10时，其对数为40，就是说优先数的值T每增加10倍，其序号增加40；优先数的值T每件小10倍，其序号减少40.4010现在学习的是第35页

14、，共65页36用序号计算 一、优先数的积或商两个优先数的积或商的序号，等于这两个优先物体号的和或差。即) ()() /() ()() (TNTNTTNTNTNTTN现在学习的是第36页，共65页37用序号计算现在学习的是第37页，共65页38用序号计算现在学习的是第38页，共65页39用序号计算 二、优先数的乘方或开方一个优先效的乘方或开方使的序号，等于该优先数序号与指数的乘积。即：优先数的K次方根，不一定是优先数只有 为整数时，才仍是基本序列中的优先数。)()(TaNTNa)(1TNK现在学习的是第39页，共65页40用常用对数计算优先数也可用常用对数计算。R40系列中优先数理论使T的常用对

15、数尾数列于表2-1内，它同序号N有下列关系：40)10lg()10lg()lg(40/40NTNN现在学习的是第40页，共65页41用常用对数计算现在学习的是第41页，共65页42列表计算 按优先数系分级的两个专数变量的积或商，利用列表计算法，可以节省大景计算工作量，并可避免计算的差错。计算时只要算出任意两个相邻项值，以求得系列的公比，就能徘出其余各值；也可由各变量之间的函数式直接推出系列的公比，并算出任一项值，就能排出其余各值。现在学习的是第42页，共65页43列表计算由派生系列可知，基本系列Rr中的各项值，分别自来p次方后所得的值，可构成派生系列项值Rrp。即：pRrpqrrrRrNrpN

16、rNrpP/)10()10(现在学习的是第43页，共65页44列表计算现在学习的是第44页，共65页45算图在工程技术上为了简化计算，常把有乘、除、乘方和开方关系的函数式绘成算图。算图通常采用常用对数坐标。其刻线间距是不等分的，绘制麻烦。如用优先数作为对数坐标的刻度值，则能得到等间距刻度线，绘制非常简便。现在学习的是第45页，共65页46算图 共点图现在学习的是第46页，共65页47算图现在学习的是第47页，共65页48算图 共线图现在学习的是第48页，共65页49四、优先数的选用原则 优先数的适用范围优先数系适用于能用数值表示的各种量值的分级，特别是产品的参数系列(根据一定的技术、经济要求，

17、按照一定的规律，将参数合理分档，形成系列，称为参数系列)。这种量值有：直径、长度、面积、体积、载荷、应力、速度、转速、时间、功率、电流、电压、流量、浓度、速比、公差、测量范围、试验或检验工作中测点的间隔、无量纲的比例系数以及工资分级、税率等。现在学习的是第49页，共65页50现在学习的是第50页，共65页51现在学习的是第51页，共65页52 三、派生系列和移位系列的选用当基本系列的公比不能满足分级要求时，可选用派生系列。选用时应优先选用公比较大而且延伸项中含有1的派生系列。以便采用同样公比的派生系列时，能具有相同的现在学习的是第52页，共65页53 三、派生系列和移位系列的选用当基本系列的公

18、比不能满足分级要求时，可选用派生系列。选用时应优先选用公比较大而且延伸项中含有1的派生系列。以便采用同样公比的派生系列时，能具有相同的项值，便于协调统一。选用优先顺序与基本系列相同。移位系列只宜用于因变量参数的系列。例如，成品尺寸采用基本系列时，考虑其毛坯尺寸有加工余量，可采用基本系列的移位系列。现在学习的是第53页，共65页54现在学习的是第54页，共65页55现在学习的是第55页，共65页56五、优先数系在机械工业中的应用 1.在产品参数系列标准中的应用现在学习的是第56页，共65页57 2.在质量指标分级中的应用现在学习的是第57页，共65页58 3.在零部件系列设计中的应用在零部件系列

19、设计时，可挑选一些主要尺寸作为自变量选用优先数系，而让一些作为因变量的尺寸由函数关系计算确定，条件允许时尽量圆整为优先数。在各种尺寸中，与其它零件有关联的尺寸尤应注意选用优先救。例如，组合机床通用部件的主要互换尺寸(JB152175)采用优先数系，可提高部件的互换性；齿轮的节间直径、借轮的计算直径等如选用优先数，则当转速为优先数时，其线速度也为优先救。对一些简单的军件或零件中局部的形状尺寸(如沟槽截面尺寸)常按比例设计，比例系数可选用优先数，这样在求系列尺寸时就很力便。现在学习的是第58页，共65页59 4.在积木式组合设计由的应用工业汽轮机汽缸的积木式组合设计现在学习的是第59页，共65页6

20、0现在学习的是第60页，共65页61 5.在相似设计中的应用物体各部分的尺寸如果按向一比例放大或缩小，构成一个几何相似而大小不同的规格系列。按照相似设计原理，物体的几何相似件常能导致力学性能的相似性。物体就能用缩小的模型来实验研究物体的力学性能，从而推断比实物所具有的性能。例如，机床的大件(如床身、立柱等)常用缩小的模型作刚度实验。优先数系是等比数列，各部分尺寸如果都按同一公比的优先数系形成系列，必然具有几何相似性。因此，采用优先数系能比较方便地运用相似设计原理，只要知道了几何相似和力学相似之间的函数关系，就能容易地由物体的线性尺寸系列推导出力学参数的系列。现在学习的是第61页，共65页62

21、6.在用组合元扩大数系使用范围中的应用人们有的需要用选择合适的几个组合元(优先数)通过加、减、乘、除等的组合得到一个优先数系或近似的优先数系，以满足使用上的要求。现在学习的是第62页，共65页63 7.在简单优选法中R 5系列的应用618. 1215q现在学习的是第63页，共65页648.在选择最佳参数系列方案中的应用 首先根据已知的产品需求量资料，作出统计分忻和预测，以确定整个系列的参数值范围。再根据该产品的标难数系的要求，找出在此参数范围内一切可能的参数值。然后根据已知的费用资料和需求量资料，对欠缺的资料作出估计。所有资料齐全后，参数系列最佳化问题实际上就成为在参数的一切可能组合个寻找使目标函数最佳的组合。现在学习的是第64页，共65页2022-8-23感谢大家观看现在学习的是第65页，共65页