以前沒聽說 過,查了一下:: A9 d& k% M* Q5 u6 h) S
3 A a* \8 | y' i4 s你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5' ?8 r9 r( N+ n/ x" ]- r$ `
你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125
4 P4 S7 N+ Z0 `+ @9 B; ?& Y你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.52 @6 L- l% S) t2 f
你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16; g& v" D: j6 ]* V
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?
' T |8 O# p7 Q, N" Z一切都来源于伟大的优先数系。
7 o! e/ P$ d) Y" G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: {# U; i8 D6 g# g1 w0 R, Y
1.0
& l. P8 x* C5 A( i7 F1.6
7 P; V# f5 T( {2 o( ]/ _2.5, r% ^' v& U; Z1 w+ E! \
4.0
, f- {. D+ I3 W# o1 ]8 u4 q6.34 ?$ k* r# ]4 }- f5 b6 M" 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。$ ]1 Q7 i) v' q( I
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:& W6 Z4 _0 M0 I- T$ X/ o' {
1.03 y) i% s9 [+ C% J+ ?+ ]
1.252 E2 a4 H# r! D" `
1.62, M9 k2 w3 V, V
2.02 h; q P1 F' O" G( M; P1 d+ r
2.5
. H2 M$ ^4 r" d3.15
& ]: O$ y- [* `; L; q& f* ^4.0/ E; P! E" V& ?& s
5.0
$ P+ r( e9 a0 R1 p4 H7 R6.3
2 @0 [" B" H3 \ ~2 V- o( ]1 h# F4 I8.05& t6 B# e$ w" a- H; _- M: D/ b
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- N/ J1 |5 T8 n l, [* U) Z
6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?& c. P4 W5 K' W% }+ M
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。" v& S$ N8 {5 r
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。
/ F( h2 O* q4 \/ x4 @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。: L# U) m" Y, F
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!
# r% k9 S ]" q5 C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。" L8 x& ~' K1 W5 `
1.0 N0
* H' B6 q! t9 _; w0 I1.12 N2
- I7 D: k S9 b% A- D! w1.25 N4
! [0 b9 ]3 `' ]9 S/ K; l5 m3 Z1.4 N6
+ P; J: [) T( g( n9 M& K1.6 N8
; x, l) u' S! T% h8 z' U, a1.8 N10' q; Q/ K. x2 B; q9 H" F
2.0 N12- l8 H. o S# Z2 f
2.24 N145 X9 Y! k. | b- S4 L
2.5 N16; Y- H) [: E5 Q# R9 D
2.8 N185 t- A6 Z+ {# n+ e4 c$ o% {
3.15 N200 H! W" s& x' g# M6 h) A, w; f" e
3.55 N22' X0 {( G- R1 q8 N9 C
4.0 N24
# s, ?5 r( X/ `) ~4.5 N260 ^& N' a4 e% D5 v* r7 J
5.0 N28$ n( H& k# |6 n/ l% M! A q
5.6 N307 Q* P: P' C+ t/ W
6.3 N32# [2 T7 O& @1 D4 \
7.1 N34
6 y7 P4 X1 L& V( \+ s8.0 N36
! `- D6 e& k/ P. [ i8 `" f+ f9.0 N38
' v* i% o2 k5 c5 B; M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。 k! {1 H; x: l, M: P% s
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?( E* Y& I, `* F, B
黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。
_0 {2 H8 H, x3 ^" D; o) E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)) F) k! ~& h. E: 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?
1 H3 f' G9 f$ L' M6 g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?3 Y5 p; e6 z* ~7 ?$ X/ Y
为什么大螺丝从M36直接跳到M40?6 [$ I9 s; K) i" f# q" ?4 |
为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?
1 |; g0 x. G* {3 ^. i为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?) q1 M( m; J- D, M0 j0 T
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。
9 g- F: O1 f2 P: m, ]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 y) n4 r" _" j0 y8 K+ u% l$ P1 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?
$ o! l9 i6 g* t0 p5 A$ D- G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。
* ?# h. @$ R( a. n: n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。
7 l, ?% _/ V" ]" t4 a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。
0 M7 K) K+ G5 Q9 p& ^背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。" u' H- ]0 b0 b( t' [. z0 y P
(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |