答疑一

螺栓上的4.6、6.8、8.8、10.9是什麼意思？

鋼結構連接用螺栓性能等級分為3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10餘個等級，其中8.8級及以上螺栓材質為低碳合金鋼或中碳鋼并經熱處理（淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其餘通稱為普通螺栓。

螺栓性能等級标号有兩部分數字組成，分别表示螺栓材料的公稱抗拉強度值和屈強比值。例如：

性能等級4.6級的螺栓，其含義是：

1、螺栓材質公稱抗拉強度達400MPa級；

2、螺栓材質的屈強比值為0.6；

3、螺栓材質的公稱屈服強度達400×0.6=240MPa級。

性能等級10.9級高強度螺栓，其材料經過熱處理後，能達到：

1、螺栓材質公稱抗拉強度達1000MPa級；

2、螺栓材質的屈強比值為0.9；

3、螺栓材質的公稱屈服強度達1000×0.9=900MPa級。

螺栓性能等級的含義是國際通用的标準，相同性能等級的螺栓，不管其材料和産地的區别，其性能是相同的，設計上隻選用性能等級即可。

強度等級所謂8.8級和10.9級是指螺栓的抗剪切應力等級為8.8GPa和10.9GPa。

8.8 公稱抗拉強度800N/MM2，公稱屈服強度640N/MM2。

一般的螺栓是用"X.Y"表示強度的，X*100=此螺栓的抗拉強度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強度（因為按标識規定：屈服強度/抗拉強度=Y/10）。

如4.8級，則此螺栓的抗拉強度為：400MPa；屈服強度為：400*8/10=320MPa。

另：不鏽鋼螺栓通常标為A4-70，A2-70的樣子，意義另有解釋。

度量：當今世界上長度計量單位主要有兩種，一種為公制，計量單位為米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等，在歐州、我國及日本等東南亞地區使用較多，另一種為英制，計量單位主要為英寸（inch），相當于我國舊制的市寸，在美國、英國等歐美國家使用較多。

1、公制計量：（10進制） 1m =100 cm=1000 mm

2、英制計量：（8進制） 1英寸=8英分 1英寸=25.4 mm 3/8¢¢×25.4 =9.52

3、1/4¢¢以下的産品用番号來表示其稱呼徑，如： 4#， 5#， 6#， 7#， 8#，10#，12#

答疑二

螺紋規格為什麼是6, 8, 10, 12？

首先，我們先解釋下規格，一般螺絲稱呼都是牙紋稱呼徑*螺絲長度。

牙紋稱呼徑，公制常用的有：M2，M3，M4，M5，M6，M8，M10，M12等；

美制常用的有：4#-40，6#-32，8#-32，10#-24，1/4-20，5/16-18，3/8-16，1/2-13等。

而螺絲長度，是指埋入被載物體的有效長度。比如：沉頭螺絲被載入的是總長度，半沉頭螺絲要加上半個頭的長度，而圓柱頭螺絲長度則不包含頭部尺寸。如：

對于規格，全稱最好是加上牙距。例如M4-0.7x8，4指牙外徑是4mm,0.7是指兩個牙峰之間的距離為0.7mm，8指埋入被載物體的有效長度為8mm。

為了簡化，不寫牙距，我們把粗牙默認為标準牙，因為最常見；這樣就不用标出了。這點公制才有，美制産品還是要标牙距。

這裡重點講一下美制螺絲的規格，如6#-32*3/8，6#是牙外徑，接近于3.5mm；32是每英寸的螺紋長度裡有32個牙（相當于公制螺絲的牙距）；3/8則是螺絲的長度（具體同公制螺絲）。

這裡須記住的2個公式：牙外徑A#=（Ax0.013 0.06）x25.4（mm）, 1英寸=25.4mm。

其中2#=2.2mm，4#=2.9mm，6#=3.5mm，8#4.2mm，10#=4.8mm是須熟記數據。其中各個規格的螺絲對應的牙數也須熟記：2#-56，4#-40，6#-32，8#-32，10#-24，1/4-20，5/16-18，3/8-16，1/2-13（美制标準牙）。

注：美制UNC牙是标準牙，UNF是細牙。我們把粗牙默認為标準牙。

那麼，你知道螺紋規格為什麼是6, 8, 10, 12, 14, 16嗎？

你可知道粗糙度為什麼是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5？油缸缸徑為什麼是63, 80, 100, 125？油缸壓力為什麼是6.3, 16, 25, 31.5？

你可知道機械設計手冊上無數的表格，所有産品樣本上的參數表，都是怎麼來的？

一切都來源于偉大的優先數系。

法國工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩規格繁多，他就想了一個辦法，将10開5次方，得到一個數1.6，然後輾轉相乘，得出5個優先數如下:

1.0

1.6

2.5

4.0

6.3

這是一個等比數列，後數為前數的1.6倍，那麼10以下的鋼絲繩一下子隻有5種，10到100的鋼絲繩也隻有5種，即10, 16, 25, 40, 63。

但是這樣分法太稀疏，雷諾先生就再接再厲，将10開10次方，得出R10優先數系如下：

1.0

1.25

1.6

2.0

2.5

3.15

4.0

5.0

6.3

8.0

公比為1.25，于是10以内的鋼絲繩隻有10種，10到100的也隻有10種，這就比較合理了。

這時肯定有人說，這個數列，前面的數字好像相差不大，如1.0和1.25，簡直沒差别嘛，平常我就四舍五入了，但6.3和8.0間隔就大了，這樣合理嗎？合理不合理，我們打個比方。

比如說自然數。1、2、3、4、5、6、7、8、9，看起來很順溜，我們用這個數列來發工資，給張三發1000，給李四發2000，兩人皆心服。突然通貨膨脹，給張三發8000，給李四發9000。以前李四工資是張三的2倍，現在變成1.12倍。你說李四能願意嗎？他可是主管哪，給他發16000還差不多，張三是不會埋怨說主管比他多8000的。

這個自然界的事物，有兩種比較方法，就是“相對”與“絕對”！優先數系是相對的。

有人說他的産品規格有10噸，20噸，30噸，40噸的，現在看來就不合理了吧？如果你取兩倍的話，應該是10噸，20噸，40噸，80噸，或者保住頭尾，也應該是10噸，16噸，25噸，40噸，公比為1.6才合理。

這就是“标準化”，金蜘蛛緊固件網咨詢系統上常常看到有人說“标準化”，實際他們說的是“标準件”，所做的工作隻是将整機的标準件整理一下，就叫标準化了，實際不是這樣的。

真正的标準化，你要把你的産品的所有參數按優先數系形成序列化，再把所有的零部件的功能參數及尺寸，用優先數系來序列化才對。

自然數是無窮的，但在機械設計師眼裡，世界上隻有10個數，它就是R10優先數。并且，這10個數相乘，相除，乘方，開方，結果還在這10個數裡，何其奇妙！當你設計的時候，不知道尺寸該選擇多大為好時，就在這10個數裡選，你說何其方便！

1.0 N0

1.12 N2

1.25 N4

1.4 N6

1.6 N8

1.8 N10

2.0 N12

2.24 N14

2.5 N16

2.8 N18

3.15 N20

3.55 N22

4.0 N24

4.5 N26

5.0 N28

5.6 N30

6.3 N32

7.1 N34

8.0 N36

9.0 N38

兩個優先數，比如4和2，其序号分别為N24和N12，它們相乘，将其序号相加，其結果等于N36即8便是；

相除，序号相減，等于N12即2便是；

2的立方，将其序号N12乘以3得N36即8便是；

4的開方，将其序号N24除以2得N12即2便是如果求2的四次方呢？N12*4=N48，這裡沒有，怎麼辦？上面的列表，沒有寫上一個數，就是10，它的序号是N40，凡是序号大于40的，隻看大于40的部分，比如N48就看N8，即1.6，然後乘以10得16就對了。如果序号是N88呢，看N8得1.6，然後乘以100得160便是，因為100的序号是N80,1000的序号是N120，依此類推。

做機械設計，一輩子用這20個數就足矣。但有時需用到R40數系，有40個數，就更完善了，若不夠，還有R80系。我已将R40數系倒背如流，應付一般計算根本不用計算器。

簡單來說，算40徑的45鋼的抗扭能力，其扭轉系數是0.5*π*R^3，扭應力選屈服點360的一半即180MPa，圓周率選3.15，左右手捏小數點，心算加減序号，一會就出來。有人說你不加安全系數嗎？說吧，是取1.25，還是1.5，還是2啊？呵呵。

黃金分割0.618，也即1.618，這裡也有1.6。平方根數列，就是根号1，根号2，根号3，很容易求出吧？（3的序号是N19）

π的平方等于多少？等于10。你算壓杆穩定的時候就方便了吧？圓杆扭轉系數約為0.1*D^3，現在你可以口算扭轉系數了吧？

為什麼大螺絲從M36直接跳到M40？為什麼齒輪的傳動比有個6.3或者7.1？為什麼槽鋼有個市場上很少見的12.6号？為什麼外協廠打電話來說140的方管沒有，而有120和160的？

因為R5數系比R20數系優先。

為什麼标準件的參數有個第一序列，第二序列？一般來說第一序列就是R5序列。為什麼Inventor的螺孔列表有個M11.2？現在你知道它不是胡謅出來的數吧？

還有鋼闆厚度，型鋼型号，齒輪模數，一切标準件，一切工業品樣本上的功能參數，尺寸參數，标準公差表等等，它們的來源，此刻在我們的心中慢慢清晰起來。可以說，我們已經理解了半部機械設計手冊，以及那些還沒做出來的工業品。

那麼，我們在設計産品的時候，就可以同時設計出一系列了，而不是設計完之後再進行所謂的“标準化”；更進一步，如果産品注定要序列化，那麼我們甚至可以在對實際工況不甚了解的情況下設計産品，因為優先數系已将所有型号包括其中了。

優先數系的應用，上面列出的，可謂滄海一粟，無盡的應用等着我們自己去開發。朋友們，背誦優先數系吧，這可是一勞永逸的活兒

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