优先数及优先数系的意义和作用

【摘要】现代化工业生产过程中，标准和标准化，对于产品的互换性非常重要。

而在对产品进行标准化设计时，涉及到的许多有关技术参数的数值，则不能随便确定，而必须在一个理想的、统一的数系中选择，这就是优先数和优先数系。

【关键词】标准化；优先数；优先数系
现代化工业生产的特点是生产规模大，协作单位多。

所以一定会涉及到一个互换性的问题。

“互换性”，是我们在日常生活中随时都能遇到的现象。

例如，灯泡坏了，可以买个新的换上；自行车、冰箱、电视机零部件坏了，也可以拿个相同规格的新的零部件，直接安装上去即能满足使用要求。

这种由不同的工厂，不同的车间，不同的工人生产加工的零部件，可以不经选择、修配和调整，在一批合格的零件中随意拿一个即能装配成机器，并能满足预定使用要求的性能，就称为零件的互换性。

为了实现互换性生产，必须有一定的措施，使分散的、局部的生产部门和各个生产环节之间保持必要的技术统一，以形成一个有机的整体，从而实现互换性生产。

标准和标准化正是建立这种关系的主要途径和手段，是实现互换性生产的基础。

实现标准化，对于发展贸易，推动国民经济高速度发展，提高产品和工程建设质量，增加产品在国际市场的竞争能力，提高劳动生产率，搞好环境保护和安全文明生产，有着不可忽视的重要作用。

然而，在对产品进行标准化设计时，一定会涉及到许多有关参数，这些技术参数在各生产环节中相互关联。

当选定某个数值作为产品的参数指标后，这个数值就会按照一定的规律向相关联的制品及材料中的有关参数扩散。

例如，螺栓的直径被确定后，立刻会传播到螺母的直径上，同时会传播到加工这些螺纹的丝锥和板牙上，甚至会传播到螺孔的尺寸和加工螺孔的钻头尺寸以及检测用的螺纹塞规尺寸上。

由于参数的相互关联，相互传播，甚至会牵涉到许多部门和领域。

因此，国民经济各部门之间的相互协调和紧密配合，对于产品的互换性就非常重要。

所以，技术参数的数值不能随便确定，而必须在一个理想的、统一的数系中选择。

用统一的数系来协调各有关部门的生产，已成为现代化大工业生产的需要。

经过不断探索、分析和综合归纳，形成了一整套国际通用的科学、统一和合理的数值分级制度，即优先数和优先数系。

我国国家标准gb/t321—2005《优先数和优先数系》规定，各生产部门尽量选用标准中的数值作为工业产品的技术参数。

按照国家标准gb/t321—2005《优先数和优先数系》规定，数值分级按十进制等比数列为优先数系，并确定了优先数系的5个系列，即按5个公比形成的数系。

其中4个为基本系列，即r5、r10、r20、r40；还有一个r80为补充系列。

5个基本系列通称为rr系列。

等比数列的公比为qr= 。

其意义是在同一个等比数列中，每隔r项的后项比前项增至10倍5个优先数系中，前一项数系包含在后一项数系之中。

例如：在区间【1，10】中，r5系列有1.6、2.5、4.0、6.3、10.0等5个优先数；如果在其中插入1.25、2.00、3.15、5.00、8.00这5个优先数，或在r5系列中插入比例中项1.25，就得出r10系列。

即r5系列包含在r10系列中。

同理，在r10系列中插入比例中项1.12，就得出r20系列。

在r20系列中插入比例中项1.06，就得出r40系列。

在r40系列中插入比例中项1.03，就得出r80系列。

《优先数及优先数系》国家标准是一项重要的基础标准，采用的优先数系与国际标准相同。

一般机械产品的主要参数通常选用r5系列和r10系列；专用工具的主要参数通常选用r10系列；通用型材、通用零件的尺寸及铸件的壁厚等通常选用r20系列。

优先数基本系列如下表所示：
优先数基本系列表
在优先数系中，任意相邻两项优先数项值排列疏密适中，运算方便，而且简单易记。

非常具有实用性，在一切标准化领域中采用优先数和优先数系，以下几点好处：第一、设计新产品时，按优先数选用产品的主要参数或主要尺寸，可以减轻设计计算工作，便于分析参数之间的各种内在关系，使有限的产品规格系列能最大限度的满足客户的多样化要求。

第二、优先数系在技术改造、老产品整顿、零部件设计等方面都应加以推广。

现有的旧标准旧产品等，应结合标准进行修订或整顿，逐步向优先数系靠拢。

在积木式组合设计中，更应使用优先数系；有些优先数系（如r5系列）还可用于简单的优选法。

第三、区别对待不同参数采用优先数系的要求。

对于基本参数、重要参数和涉及面很广的参数，尽可能采用优先数。

当各个尺寸参数有矛盾，不可能都选为优先数时，则优先使互换性尺寸或连接尺寸为优先数；当尺寸参数和性能参数有矛盾，则优先使尺寸参数为优先数。

第四、优先数系选择的优先顺序是：r5、r10、r20、r40、r80。

如果基本系列不能满足要求，可采用公比不同、由几段组成的复合系列。

如果基本系列中没有合适的公比，也可用派生系列，但应尽可能选用包含有项值为1的派生系列。

这样做有利于配套维修，可使材料、半成品及工具等简化统一。

作为数值统一的标准，优先数和优先数系在世界工业发达国家得到广泛的应用；要想使我们的产品在国际市场上有竞争力，产品必须具有互换性，必须实现标准化，在设计中必须采用优先数和优先数系，同时采用相应的新技术等，才能使我们的产品在激烈的市场竞争中永远立于不败之地。