优先数和优先数系的应用示例

优先数和优先数系的应用示例3.5
    企业在设计产品时.产品的主要参数系列应最大
限度采用优先数系，以促进产品的标准化。企业在对
产品整顿时，对规格杂乱、品种繁多的老产品，应通
过调查分析加以整顿，从优先数系中选用合适的系列
作为产品的主要参数系列，以简化品种规格，使产品
走上标准化的软道。在零部件的系列设计中应选取一
些主要尺寸为自变盆选用优先数系.这不仅有利于零
部件的标准化，而且可以简化设计工作。
    下面仅以起重机滑轮结构尺寸设计作为优先数系
应用的示例。起重机滑轮的结构尺寸。见图1. 1-1.
     (1)确定采用优先数的参数
    对滑轮来说，最重要的参数是与其相配的钢丝绳
直径d。因为d的大小直接影响到滑轮上所承受载
荷的大小，从而决定了滑轮的结构尺寸。因此，首先
选用钢丝绳直径d，为优先数，取R20系列，尺寸在
10-60mm范围内。
    其次.在滑轮轮缘部分的几个直径尺寸中，决定
钢丝绳中心处的份轮公称直径D采用优先数。而滑
轮底径Db,按下式计算:

      另外，根据经验确定适当的槽形，其尺寸比例如

图1.1-1所示.比例系数取优先数。这样只要槽底的
圆弧半径r取为优先数，则槽形的各部分尺寸就都为
优先数。

    与轴的配合尺寸—轮毅长度L和滑轮孔径d都
取为优先数。
    (2)确定滑轮直径D
    滑轮直径D的系列取R20系列。滑轮直径与钢
丝绳直径之比取决于起重机使用的频繁程度，在起重
机的结构规范中最低为20倍。系列设计中假定取20
倍、25倍和31.5倍三种(倍数也按优先数选用.以
保证D为优先数)，并称20倍的滑轮为20型，25倍
的为25型，31.5倍的为31.5型。对应不同钢丝绳直
径d，的滑轮直径D可按R20系列排表(见表1.1-
28)。
    (3)确定槽底的圆弧半径r
    对摺底回弧半径r的要求是使钢丝绳能较合适地
安放在槽内。槽底半径过小或钢丝绳直径过大，都会
产生干涉。r值可按下式求得:

把计算所得的值圆整为R20中的优先数.
(4)确定轮缘宽度A
轮缘宽度A根据经验式为
(4)确定轮缘宽度A
轮缘宽度A根据经验式为
           
把什算所得的值圆整为相近的R40中的优先
数。

    (5)计算滑轮轴承上所承受的载荷F
    轴承上所承受的载荷F应为钢丝绳拉力Fa的两
倍,即:

    (6)决定孔径d和轮毅长度L
    设孔径d取R20系列.轮毅长度T取R1O系列。
对同一种钢丝绳直径的滑轮，因承载条件的不同，必
须有不同的孔径d和轮毅长度L的组合，因此需要确
定其大小的极限范围，这时最好利用优先数图来作系
列分析。
    1)确定孔径d和轮毅长度L的关系d与L的关
系可由滑轮轴承面上的许用压力决定，其关系为:


    相应于其他d，值的d与L值，只要在两直线①和
①'之间.按钥丝绳宜径系列R20等分，绘出平行直
线，就很容易求得，而不必一一计算。
    2)确定d和L的极限范围按照在滑轮轴两支
点间仅装一个滑轮的最小承载条件，以及装五个滑轮
的最大承载条件，考虑使轴的弯曲应力不超过许用
值.可求得最小孔径、最大孔径与轮毅长度的关系为

    与上式相应的两条斜率为1的直线③、③’给出
了d和L的极限范围。
    3)修正轮毅长度与各种d, L值相应的点，只
要在直线①、①'、③、③'，规定的范围内，就能符合
设计要求。但因轴(孔)径d取R20系列，而轮毂
长度L取R1O系列，是已经给定的条件.因此，需要
把L中不是R1O系列的值向上修正到R1O系列。例如
在图1.1-2的直线①上，把箭头符号所表示的R20系
列的轮毅长度修正到R1O上。这样得到的滑轮孔径
与轮毅长度的系列尺寸见表1.1-29。