以前沒聽說 過,查了一下:! u8 `8 U8 L9 q+ p+ z% v
, Q, ~7 [" e$ e2 I1 l/ E( q你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5' }) N0 r# I- d$ ]
你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125
, g7 f+ t' a) R1 C# q6 @3 \) H你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5( P0 E) w% ?, T
你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16
5 X# K0 @- `2 [7 G& Y; [' u r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?$ l, k$ ^( M* A$ ~
一切都来源于伟大的优先数系。
. {) H2 s( R5 b' ]" e5 h5 q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:
# ?. v+ R0 D7 {5 V+ ?# Z+ E; E6 |1.0
# w! b1 m/ P, M6 M, n- }1.6
+ i8 \5 I5 E1 R, p6 _2.5
; R6 {0 e+ W; a/ d: ~) o1 i4.0
3 `6 {; D6 M5 @; ~% }1 E6.3& }% G+ d% c1 I% b
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。- \) C6 I5 ~& V7 N- J* b
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:6 u% u8 ?% g' Q7 w9 [; {
1.0
" N1 b# S$ W; M$ K/ c% b) H4 g% h9 @; Q1.25
" G" ]9 x+ [9 I1.62
* ~, |! ^1 D8 p! _1 O5 V1 w$ u( |5 d2.0! N8 @! r$ o+ Q& ]& z
2.5
$ S* R& e9 ^2 P3 J" h3.15: Q# v( t- K9 e: E
4.0
4 _2 u* N! V5 N' V' _5.0
' V, f: P' `8 T g" \" H7 _6.3
( I8 x2 K: p7 a8.05
, W% w; c9 d% h: ^2 I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 o2 l% J) w y) k
6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?
) \- F: D# e4 A7 \. N# C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。
' Q$ l8 y. ?3 j& U A3 Y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。- _: U b/ V3 j; s) c8 U
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。
8 T2 t! E, O& C* r; Z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!. k3 x. h( A& e7 [- \4 u
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。) v, \. t0 f" s! q6 l& ]
1.0 N0
3 K% T4 ^9 ]; ?0 Y$ _1.12 N2
" q3 o" J6 Q& k' \( r, z1 j1.25 N4' @: y& c- V T( ^, g$ T
1.4 N69 q& B0 t& E' K2 M
1.6 N8
% k- \9 t$ k, a" k1.8 N10 K' g+ @" r* V; Q* Q" Y- W
2.0 N12
4 ^3 A; e" e4 S2.24 N14, M4 z# e3 R( {/ j# J1 R- {
2.5 N16- p n8 ~! s$ ]5 n' Q
2.8 N18
: U& A+ I7 g. ]* r3 u1 q7 r3.15 N20
/ T. _+ @& @1 a9 g4 l! T3.55 N22
o" X+ r: y; b# Q2 R) B4.0 N24" `, w, S: z3 b6 O* x" L$ B; G" K8 k
4.5 N26
( v4 L% n+ ]) C' S5.0 N28
- V/ J$ D/ m |! ], @" N5.6 N30# w' P Q8 J8 f! `7 X9 `) _2 I
6.3 N329 T) e6 L" ]2 [" D! v
7.1 N34: d H- M. f- O/ q. S# m
8.0 N36
7 G7 G$ h0 u7 `. a) L$ u9.0 N38- Q: N9 G% U8 F$ L- o# v; Z, K$ `
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。
, n4 r g% \. L& [4 ^ ^# Q& d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?
! X! W+ S$ t7 c n0 R黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。
, g& p/ }/ c+ W7 C I$ [5 v# |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)) ]% X! T/ G2 k/ s
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?( u* X* f8 H) E2 A/ 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?5 s5 s8 {# G, h' x8 Y& l. g
为什么大螺丝从M36直接跳到M40?1 x2 G4 S/ F% ], x# T
为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?
4 F' @( C W2 B- x+ l为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?/ a! N& j8 G% p2 f; L3 Y, x, f; R
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。# l- h' ^. O% N8 ~, g9 l) z! _
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- y6 w. s8 ^- h5 _& o
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?" o4 J [# s" d& k+ ~/ K: B' F
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。7 H/ {& Z' o8 r8 u: A
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。! Z0 Z( O; `. M
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。5 Q. Z/ K$ f' F, }
背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。* t: s% W" f: T$ T- ^
(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |