以前沒聽說 過,查了一下:# d7 l, ]; B' k$ F+ l- v) M
, E- s& A' T% X8 j你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5
2 {0 }6 L: K, O你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125
4 Q* H" \5 w" M0 _你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5: h1 N; p+ v2 x
你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16% z$ x) }( ~4 y) V. R- v a
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?/ b' D1 a; A1 Y, v" U# e4 T
一切都来源于伟大的优先数系。4 {/ w `8 n# ?, T
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:9 H: n+ M; c: S: I. J5 r, D5 i
1.0 o1 q6 z5 q% _9 b% W
1.6
0 N6 ~" N% }* e1 v8 l9 o2.5. \- u. t1 Q0 y
4.0
( D! o1 S# H# z; C+ v6.3
) H& Y4 ?/ x4 @. Y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。3 n% G _" S" H2 @4 ~0 {7 i6 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 N9 _1 [+ A* d: ~* m
1.0
$ H6 \. N4 N9 m3 k' j: v. N1.25
# k: j5 R. u i& l1.62
. l- l, j' H5 z* {2.0
) \+ o, o, ] h+ s1 n$ s2.5! M/ t% P6 m7 A' f& \3 A
3.15
# I$ S @5 l+ U1 K# v+ w6 g4.0
9 k) J1 j) n9 R5.0
& f2 q7 M6 @! n, ]6.37 F- i7 W) N9 w3 a
8.05
/ A/ ~. v) ?. c+ m: n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* b+ z+ I6 W, t8 I' r
6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?
' Y# E: z: L4 @+ m) t7 @# s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。
g: K5 ^- h- h3 t) e& l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。) s% `# E0 J4 d! W8 e
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。
( Y: ?, C. p- \- C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!
) O/ J3 [% Z" u+ Y. P8 h' 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。$ A: ?( x/ n/ L) }8 E* j6 B
1.0 N0
6 D2 |/ o1 v) e: L& g1 F6 d1.12 N2
+ q4 G3 }( T5 d( }' T1.25 N4: v' j' H7 B2 u3 n
1.4 N6
! s; c' q2 D7 \' Q1.6 N8
! b+ W! _: z, b# @0 r' r1.8 N10! c8 F% J2 C2 M- x4 A, Y9 }8 r
2.0 N12# M, n# `% `' A( Y8 b5 j G
2.24 N14
3 M) h; E2 X: t$ U9 o, `2.5 N165 L& }4 D1 p6 }( {6 _) C8 L; b
2.8 N18: D- y- v% _9 q
3.15 N20
8 b, q! y0 L1 k8 b3 c( h3.55 N22' m9 d, q5 q3 D
4.0 N24$ T0 u2 P% x) U7 D
4.5 N265 Q; L; l4 G+ O+ M+ \' k* o
5.0 N28% X& o9 f9 X$ w( I
5.6 N30
, |( c, u! U4 W/ o+ p6.3 N329 h! \: v. C1 p5 I. \! g! U
7.1 N34
x2 c3 a& e+ e9 U5 Z- S' l5 H8.0 N36
; f" A; ^+ U) O3 [9.0 N38$ P; |0 B0 c/ b6 ?0 u3 P3 }% a
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。
. Y" k7 {% w7 |# b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- N3 j9 n& B c, O& s8 G
黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。4 J# F! A [: S
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)2 R) J! X, o1 \' D) `
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?
* a- L& {! H2 t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?5 l- b* g4 t9 W0 ]$ F5 D+ Z# ]" v
为什么大螺丝从M36直接跳到M40?
" \! \1 Y9 g! i. I) J为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?$ z _) r& `0 U( x' e
为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?
: }% Z1 i- K. `# e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。
/ M' \, p, T) }; r1 ?! A- f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。
' A$ P# |3 Q1 Y8 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?& x1 E. _8 q; _0 }$ y1 y r2 k" C
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。
1 i! {. D6 B/ p: v9 F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。
: p$ s' t5 |* O0 Q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。
2 \, K, y, v4 j$ `- m背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。! Z& q# p" I; q$ I# h2 y) B1 x9 L
(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |