以前沒聽說 過,查了一下:" V4 O% M) O5 S& x
$ P" P+ K9 e2 L7 Z- U$ }3 ]: c
你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5
) O7 ^# g% W* g# y# ?, R! ~5 y你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125
) a( a2 u# o3 D7 Q9 s( f! A; k* m; W你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5
5 v) D% ] ^! r3 j& }3 Z5 g你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16- |% R6 Z: [# g; m2 y% \+ K
你可知道机械设计手册上无数的表格,所有产品样本上的参数表,都是怎么来的?
* P; I6 ~, L3 O' ?4 H0 `一切都来源于伟大的优先数系。
# f2 x/ \: P' L G- y法国工程师雷诺看到热气球上的钢丝绳规格繁多,他就想了一个办法,将10开5次方,得到一个数1.6,然后辗转相乘,得出5个优先数如下:
) [1 o- B! V, Z" ^( [: C: I1 Q1 c1.0
5 [& E; ^) v2 K: q: w3 t+ c: K1.6
8 f# E) r! a- ?/ F/ v5 _8 _2.5
; h5 d& z6 r* a4.0
; r2 ]7 M- p1 [* i6.3
& R0 A2 N+ k3 x* [4 n这是一个等比数列,后数为前数的1.6倍,那么10以下的钢丝绳一下子只有5种,10到100的钢丝绳也只有5种,即10, 16, 25, 40, 63。
5 K4 r& C- @) F& n* k9 ^: j4 g但是这样分法太稀疏,雷先生就再接再厉,将10开10次方,得出R10优先数系如下:- ~2 N! h1 E- l
1.09 i% t1 a e4 Y P8 \* x1 A, n6 L
1.25$ |7 ], F: z0 I& s( M9 \' X/ D, Z6 i
1.62$ `# i. x: P2 G! C
2.0* e! g! Z7 M; T7 N
2.5( ]+ U- L# \; g6 C" a8 I/ W
3.15
2 Q% f2 y( d; U; Q9 O2 F4.02 U( L& f$ s! K8 {, F, g/ q! T
5.0: J* l8 S6 D3 ^3 w' b+ |5 ]
6.32 q+ j; F ~7 S& e7 A
8.05
5 O2 p+ D& j) Y( [公比为1.25,于是10以内的钢丝绳只有10种,10到100的也只有10种,这就比较合理了。这时肯定有人说,这个数列,前面的数字好像相差不大,如1.0和1.25,简直没差别嘛,平常我就四舍五入了,但
8 _0 M4 C9 j0 H/ o8 i6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?1 w7 y! w0 [4 n/ |
合理不合理,我们打个比方。比如说自然数1、2、3、4、5、6、7、8、9,看起来很顺溜,我们用这个数列来 发工资,给张三发1000,给李四发2000,两人皆心服。突然通货膨胀,给张三发8000,给李四发9000。以前李四工资是张三的2倍,现在变成 1.12倍。你说李四能愿意吗?他可是主管哪,给他发16000还差不多,张三是不会埋怨说主管比他多8000的。+ w8 U R9 i2 I! C0 ^$ x
这个自然界的事物,有两种比较方法,就是“相对”与“绝对”!优先数系是相对的。
9 i ^5 G7 l1 l9 @0 C- D$ d有人说他的产品规格有10吨,20吨,30吨,40吨的,现在看来就不合理了吧?如果你取两倍的话,应该是10吨,20吨,40吨,80吨,或者保住头尾,也应该是10吨,16吨,25吨,40吨,公比为1.6才合理。0 d; _; N* I# y( y6 D0 A
这就是“标准化”,常常看到有人说“标准化”,实际他们说的是“标准件”,所做的工作只是将整机的标准件整理一 下,就叫标准化了,实际不是这样的。真正的标准化,你要把你的产品的所有参数按优先数系形成序列化,再把所有的零部件的功能参数及尺寸,用优先数系来序列 化才对。自然数是无穷的,但在机械设计师眼里,世界上只有10个数,它就是R10优先数。并且,这10个数相乘,相除,乘方,开方,结果还在这10个数 里,何其奇妙!当你设计的时候,不知道尺寸该选择多大为好时,就在这10个数里选,你说何其方便!
' |! U8 K/ z0 B% x) G9 }3 e, W7 L也许有人会发愁,说这尽是小数,我要按计算器,多麻烦。前人已设计好了计算方法,下面顺便将R20优先数系列出来,也就是20个数,公比为10的20次根即1.12,注意看后面的N序号。 m! j- O9 H8 z+ V+ K
1.0 N06 a9 J# r) f! O/ ^% b7 y
1.12 N2
7 I4 ]8 f# |7 s# x% c" O1.25 N4* [% `. x7 s2 f( ~" N- ~
1.4 N6% F' G; Y" y% U$ F( O: Z) b) S
1.6 N8
+ H# x( q9 C x: y- }5 r7 q' U1.8 N10+ ?4 C/ y7 p; u7 R
2.0 N127 M8 y& a7 G$ b4 ^8 J/ E" X
2.24 N14
4 k; J; E3 G( o! U3 Z2.5 N16
" i8 `( z8 r% O5 Y# |2.8 N18
' E. G: Y5 T8 w2 w; d$ C4 z3.15 N20" q8 Y: ^5 v# o R% _8 [
3.55 N22
1 W, @- l$ s) W h) B% |; ^$ {4.0 N24
- M) I1 v9 W( p5 ~$ R6 x3 y4.5 N26
. g/ X9 R ]6 c) e3 w- L. Z+ l5.0 N28
/ R7 g! w( I5 t1 @5.6 N30
, C) O1 r# I. w; ]& |5 B+ }0 F2 E6.3 N32" T P* d! U" `7 {
7.1 N34+ V( Q: n/ Z& m! M8 [8 h
8.0 N36
. M7 b& M/ Q/ t3 D$ d! Y9.0 N38
8 m0 b) `; L) W- e3 y) B1 J. R8 _* s两个优先数,比如4和2,其序号分别为N24和N12,它们相乘,将其序号相加,其结果等于N36即8便是;相 除,序号相减,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的开方,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,这里没有,怎么办?上面的列表,没有写上一个数,就是10,它的序号是N40,凡是序号大于40的,只看大于40的部分,比如 N48就看N8,即1.6,然后乘以10得16就对了。如果序号是N88呢,看N8得1.6,然后乘以100得160便是,因为100的序号是 N80,1000的序号是N120,依此类推。
* o {- h% d2 k6 B! `) w) N做机械设计,一辈子用这20个数就足矣。但有时需用到R40数系,有40个数,就更完善了,若不够,还有R80 系。我已将R40数系倒背如流,应付一般计算根本不用计算器。简单来说算40径的45钢的抗扭能力,其扭转系数是0.5*π*R^3,扭应力选屈服点 360的一半即180MPa,圆周率选3.15,左右手捏小数点,心算加减序号,一会就出来。有人说你不加安全系数吗?说吧,是取1.25,还是1.5, 还是2啊?" C; V$ [& V8 Q% P! z
黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。
7 k% O9 K7 b& g; y平方根数列,就是根号1,根号2,根号3,很容易求出吧?(3的序号是N19)3 H: ?; c& w& w& Z
π的平方等于多少?等于10。你算压杆稳定的时候就方便了吧?6 z, `9 D) ?" p; d7 O) |
圆杆扭转系数约为0.1*D^3,现在你可以口算扭转系数了吧?
N* s; P; n* ]/ H' e, D! v为什么大螺丝从M36直接跳到M40?6 |5 y- }9 Z5 e# R" B( l6 g
为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?
+ I' z/ t/ l# E: f% @7 G为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?" N% f; [) V L* H& [+ t$ ^* q1 x
为什么外协厂打电话来说140的方管没有,而有120和160的?因为R5数系比R20数系优先。+ v- H9 ~- T# W2 I( F4 k
为什么标准件的参数有个第一序列,第二序列?一般来说第一序列就是R5序列。1 v5 o3 F5 X9 J% S) P9 q
为什么Inventor的螺孔列表有个M11.2?现在你知道它不是胡诌出来的数吧?
( h* U( D; o, O5 o2 a" [: u9 e& a/ B还有钢板厚度,型钢型号,齿轮模数,一切标准件,一切工业品样本上的功能参数,尺寸参数,标准公差表,等等等等,它们的来源,此刻在我们的心中慢慢清晰起来。可以说,我们已经理解了半部机械设计手册,以及那些还没做出来的工业品。
0 `, F: n0 }1 R0 \6 X( C. W6 y; I那么,我们在设计产品的时候,就可以同时设计出一系列了,而不是设计完之后再进行所谓的“标准化”;更进一步,如果产品注定要序列化,那么我们甚至可以在对实际工况不甚了解的情况下设计产品,因为优先数系已将所有型号包括其中了。
; D2 C8 }4 {& z5 E2 c# p2 ^, ]优先数系的应用,上面列出的,可谓沧海一粟,无尽的应用等着我们自己去开发。
$ U9 Y/ H8 s0 g ?$ q3 \2 t% w8 q背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。$ s `4 Q9 {, {
(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |