以前沒聽說 過,查了一下:
8 m, N E$ D6 j" A. K. l/ F; n: Z. S6 w1 ~9 Y9 F
你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.55 v- D8 J9 w7 G3 l; ]& A7 a; \: O
你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125
9 [; P6 w3 Y7 Q5 X: v你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5
$ M. |: i4 A& G: Y" f) b3 m你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16
* [& Y# L1 [( V# w: _" h. O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?
8 y+ q5 c% Z" I9 K( _6 b一切都来源于伟大的优先数系。
6 p' \; G% C5 U: s u9 I. X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:0 Z' `) _1 c# u# M
1.07 L0 F# W7 U* p" a9 I% M
1.6
3 z2 \& Q1 l" z: L: I/ R2.5
+ o1 u2 s7 Z# T4.0% T, }9 e* N$ d, S' d$ t6 y" Q, {
6.3
3 M9 P I% h3 G$ l) x0 x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。& g- Z! y( s/ k; e6 ?" h: R9 M
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:- @( {* u' L C6 p: w# e
1.0
% Q5 x) v; i4 ?: |; E) W7 A/ N1.25! K( |1 n8 [" I6 ]2 W1 b
1.62
* t; h5 N3 R( y: Z8 Z2.0# [# B4 G) s. t6 h7 v" J
2.5, W# Q( Z( q7 U: D% V- L' x
3.15# F$ p, }3 I/ i; h# A* i3 Y: q
4.01 [4 F3 d( }" y; o
5.0; H" S2 q o9 ^+ U; E* h* a3 c
6.31 |) G: T& ^2 G5 J& Z0 F+ F
8.05
x* t; _- C. T- ~, P# g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
9 m' _" J* i( S8 i6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?, W" B/ m! ?, F" 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。) p: c6 l( M1 Q, a
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。2 c5 d6 T5 y* e: ?' @( \! c( ]
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。/ i. e' q( |! v+ a( A' Y* O( |. P
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!+ m5 E% A+ d3 k M/ o6 K
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。
6 ~8 m' q- _: h% h$ z1.0 N0
* o4 n0 F$ h0 L4 X( F2 X) K* {1.12 N2! b# C1 d) w* d/ E$ r/ o
1.25 N4
0 F0 Q* \# C9 i' W) h: i1.4 N6. f: l6 w0 s2 _! r* R
1.6 N8
& @8 N' S- A1 s% ]1.8 N10
" C" U% }; @% h! E4 S9 n# X2.0 N120 A; }( B0 ~4 z" C* S
2.24 N14% K! Q/ h. b; P) ^% @/ r; p
2.5 N16
0 ^9 p2 Y8 |& q. d0 s2.8 N18
]5 V/ ~/ }7 g# P/ ~: @3.15 N20! t" o( I6 k& n
3.55 N22
e/ |4 _, H1 s6 W( ~# r8 c8 k- ]4.0 N24
5 D/ { p. X% d" |4.5 N26' }6 d9 Q; D$ b% m
5.0 N28
; Q! ? L6 ?' c* B5.6 N30
6 m9 G6 S- _+ k" _2 Q- a& x6.3 N32
2 C# S. ?7 c0 Q s* j, z: S' K7 j- [6 w7.1 N34; [" O! O; Q: v1 [
8.0 N36
/ J Q7 z8 A9 @+ R8 m9.0 N38
9 M. V& s* W) G: [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。4 d. e9 c. j/ Y7 O8 g3 H
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?2 s4 O9 x6 Q, h; O
黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。# G6 Y/ M2 A: g& @7 l
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)
6 s% a! q& h2 h5 O; _6 J, sπ的平方等于多少?等于10。你算压杆稳定的时候就方便了吧?
. G: X9 l% f7 k! ^2 y' o+ D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?
1 w7 ~& ~* ~; n/ F; _ U3 k为什么大螺丝从M36直接跳到M40?# Y1 ]6 I. w( M: ~
为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1? ?; }8 W" x( e1 a! l
为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?
1 ~& n/ e, X; V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。
5 D+ b, m2 {" k) ^1 e) p: ~) ^# X- `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。
2 \& m0 a! X+ b& g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?) z# z: ]( D! y( s2 y. t$ m/ k
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。. A3 l" a9 O( O3 V% [2 q0 ^
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。; Z2 U# V9 Z' K. y& `
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。' v/ k p& H: H+ _
背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。) n6 r( P4 ^& n- o& Z
(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |