以前沒聽說 過,查了一下:, G: c2 L/ u' I- v. Y1 x. T. H
- \* g0 [7 _. {: w5 Y你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5
" S1 R9 G& ~9 t' b, Z你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125
2 Q7 t4 V' J1 D- w5 } Q2 ^你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5
" d9 U7 Q7 X- V& Z( t$ t你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16
2 o1 p* M. o" z/ A! W/ ^( @# {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?
+ [0 V. [: K/ X一切都来源于伟大的优先数系。
- j' {1 u: I7 V4 w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:) t4 ^9 H8 o" i" u! d/ \
1.0
% R* b% W4 `# `; T1.68 J( k0 d' x5 t4 w5 J* b/ E- Y
2.5! {9 Q. H7 k+ [
4.0
$ r5 r6 c; U& L% }1 r6.3
& x/ b+ y4 v3 d, l" K5 g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。
4 U) i6 x2 C" L4 s' a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 R$ K W0 Z/ s. l; p o5 T2 o$ @0 N1.0
7 u ^1 a0 I, M4 U( e& \1.257 }9 e+ [8 i' k+ N+ R. }, G! L& d
1.62
1 [- l) a, Y, N0 o3 @2.09 f1 w, r% T& D7 X- D# w
2.5
( U6 t( @$ Y4 h) H1 Y: O3.15
& c0 q, e6 e1 e/ l; y4.0
. l" ~2 P# A. }0 H/ q3 Q% \; Y6 U5.0* m9 P& u; t& W
6.3
4 w6 A( N0 W- ~$ P B6 T. ?5 `6 \" O8.05
: e% o- k z d& j/ z6 m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
3 ^6 k* U: {/ I7 p& C& r6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?" m, ]7 ?7 x, ?/ Y" w, V
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。$ Z/ v" [; G4 Y3 m
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。
B/ U7 L* h6 d" v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 H5 u$ z% I, L1 k
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!
$ X1 G0 ` \1 L7 _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。
: k2 A& P' o; l, f+ {! I3 v* r% W1.0 N09 U% i# r5 v9 b% Y; H% x& J
1.12 N28 k1 W3 q! Z( u5 W2 k% L- D+ d7 R4 k9 D
1.25 N4
# M% v' ]7 b( ?, U9 l- r- E. I1.4 N6
- ?8 F3 s$ j0 V b/ h1 j' e/ P( A* T' ^1.6 N8
9 U6 H* c2 ?7 k8 F1.8 N10; N! F% l+ Z0 J9 ?1 U
2.0 N12, _. l4 \# K1 h) j
2.24 N14
! w3 z+ P. N* C; _" ~2.5 N16
5 H" a2 Q# Z/ b2.8 N180 L E; |8 T7 A+ F. W6 ]
3.15 N20
9 ^: k4 T' i9 w: @8 T9 x2 g/ F1 x0 x$ w3.55 N22
# |8 b2 O* a& ~6 F1 G9 ?% R3 u4 K4.0 N24& g4 g; [, S1 [0 @
4.5 N26
5 J" ?) c% N( k& D, E; o+ G5.0 N283 M! G1 i! b/ x. S+ y9 W) M
5.6 N30
4 A0 m$ @6 a4 p! n9 T# r6.3 N32
) T! c2 D) d9 y; {2 i7.1 N347 u# ?0 L5 G4 E6 ~& h. e# l
8.0 N36+ `3 x: m' Q' b
9.0 N384 \+ B: a% e+ ~
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。
! e0 c8 L7 b' N( v% b+ f4 _; Q, \8 M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?
" |* ]+ l2 z% { p/ P# [3 N黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。/ R3 p. o9 R5 d, f! v$ ^, I
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)
" y, D, P: S) o5 }% N& V; Xπ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 l% Q/ L! F- 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?- C( T8 O0 ^! k
为什么大螺丝从M36直接跳到M40?
3 n* u: t7 G' m8 g为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?
+ K+ [1 L6 f$ R( b3 p7 J为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?
5 A4 W5 E6 R0 L4 ?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。- o. b; L$ z3 q* \$ J% c+ v$ h
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。
" d5 E3 }8 p- p5 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?
/ }; U2 u* v0 u* U5 i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。
. b8 E" N* E7 J2 W% ~" d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。
* B) s* h' N0 d, 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。 J* v0 ^& \/ T
背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。 z6 D5 w9 K/ [9 h* a/ j) o
(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |