为什么螺丝钉都是顺时针拧紧?

前沿数控技术2019-05-14 16:05:46


为什么螺丝钉都是顺时针拧紧?伦敦大学教授克里斯·麦克马努斯在他的学术作品里给出了一个比较权威的解读:这是因为我们中的大多数人是右撇子而决定的。



 螺丝钉对应的英文单词是Screw. 这个单词在近几百年词义发生了比较大的变化,至少在1725年,它是“交配”的意思。


除了名字里有学问,小小的螺丝钉从被发明到被规定为顺时针拧紧、逆时针松开,经历了几千年的时间。


雷锋叔叔告诉我们一颗螺丝钉对革命事业的作用是不可低估的。今天就继承雷锋叔叔的衣钵,说说螺丝钉它怎么就非得顺时针拧紧。




柏拉图的朋友发明了螺钉


六种最简单的机械工具是:螺丝钉、倾斜面、杠杆、滑轮、楔子、轮子、轮轴。


螺钉位列六大简单机械之中,但说穿了也不过是一个轴心与围绕着它蜿蜒而上的倾斜平面。时至今日,螺钉已经发展出了标准的尺寸。使用螺钉的典型方法是用顺时针的旋转来拧紧它(与之相对,用逆时针的旋转来拧松)。


螺钉并非什么历史悠久的发明。这么一种我们习以为常的工具花了足足2000年才发明出来,恰恰有力地例证了什么叫做眼高手低。


人们相信是柏拉图的朋友,Tarentum的Archiytas在公元前400年发明了螺钉。而阿基米德最早意识到可以用螺钉将东西连接到一起,也可以用它来提水。罗马人用青铜和白银作为材料,手工切削出螺钉。在早期,人们用各色各样的螺钉来压榨橄榄油,灌溉水渠,排除舱底积水,当然,也用来将东西连接在一起。


顺时针拧紧主要由右撇子决定的


然而,由于发明之初的螺丝钉皆为人工打造,其螺丝的细密程度并不一致,往往由工匠的个人喜好决定。




到了16世纪中期,法国宫廷工程师Jaques Besson发明了可以切割成螺丝的车床,后来这种技术花了100年的时间得以推广。英国人Henry Maudsley于1797年发明了现代车床,有了它,螺纹的精细程度显著提高。尽管如此,螺丝的大小及细密程度依旧没有统一标准。


这种情况于1841年得到改变。Maudsley的徒弟Joseph Whitworth向市政工程师学会递交了一篇文章,呼吁统螺丝型号一体化。他提了两点建议:1.螺钉螺纹的倾角应该以55°为标准;2.不考虑螺丝的直径,每英尺的丝数应该采取一定的标准。


螺丝旋紧时应顺时针似乎是一个不成文的规定,因为右撇子使用右手顺时针拧螺丝时力量较大,而大多数人又是右撇子(比例大概在70%-90%)。


螺钉虽小,早期需要n种机床和n+1种刀具制成


不管怎样,Whitworth的想法都很受欢迎。在他提议后不久,全英采纳了圆底尖头的螺丝标准,19世纪60年代美国、加拿大也相继采纳这一标准。不过,螺钉不容易制造,因为其生产过程“需要三种刀具两种机床”。


为了解决英式标准的生产制造问题,美国人William Sellers在1864年发明了一种平顶平跟的螺纹,这点小小的改变让螺丝钉制造起来只需要一种刀具和机床。更快捷、更简单、也更便宜。Sellers螺丝钉的螺纹在美国流行起来,并且很快成为美国铁路公司的应用标准(其中两家铁路公司正忙于修建洲际铁路)。


英国人坚持使用Whitworth的略显挑剔的螺丝钉,但是这些不一的标准在二战中还是添了不少麻烦。当时英国、加拿大和美国的军队一度把他们的设备零件和维修零件弄混了。战后,加、美、英三国于1949年达成协议统一螺纹的标准——基于英制,采用60度倾角。


稍晚一些,英国转向了公制度量体系。1960年时,该国的国际单位制和ISO公制标准螺钉均采用了60度倾角的螺纹。放眼全球,基于公制的顺时针旋转螺钉已经成为了标准。但在美国,大约60%螺纹仍沿用基于英寸的螺丝钉标准。


在英文里,有一句谚语叫做“右紧左松”(righty-tighty,lefty-loosey),是用来帮助人们去记忆种种紧固件的旋转方向和相应效果的。螺丝钉、螺纹瓶盖以及电灯泡就是我们在日常生活里常见的需要螺旋紧固的用品。那么,为什么它们会不约而同地向右拧紧、向左拧松呢?


伦敦大学教授克里斯·麦克马努斯在他的学术作品里给出了一个比较权威的解读:这是因为我们中的大多数人是右撇子而决定的。人体的手臂在做“旋转”这一动作时,有两块主要的肌肉起作用:一块叫做旋前肌,另一块叫做旋后肌。旋前肌是手臂向身体内侧旋转时用力的肌肉,比起旋后肌来讲力量稍弱,而旋后肌与旋前肌相反,是手臂向身体外侧旋转时用力的肌肉。右撇子使用力量较强的旋后肌做拧紧动作,自然是在顺时针向右用力的时候。因此人数占据优势的右撇子们就在生产种种带螺纹的东西时,制造了有利于自己的、顺时针拧紧的螺纹。至于左撇子们,虽然他们向左拧紧东西更方便,但是人数不占优势,便只能默默地接受这一既成事实了。


其实,在我们的生活里也会有不少“左紧右松”的螺纹,比如工业上的左牙螺丝,就应用在自行车左脚踏板的轴心上,来防止变松。一些公共场合的灯泡和儿童使用的文具,例如涂改液的瓶盖,都会常用相反的拧开方向来保护孩子们的安全。


【螺丝钉是如何制造的】



来源:《知识就是力量》杂志


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