以前沒聽說 過,查了一下:$ F3 x8 j8 m9 ^6 P7 n0 B/ f
+ X% s" \+ [9 I$ E
你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5
5 w1 w: N2 s3 ?- `7 i7 \2 j# O& r你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125% M. m B: a; D# n# V0 c! \
你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5& |1 O' g3 J0 U7 J
你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 169 v+ a+ K/ U2 C7 i( r- m9 p
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 T" a- M) U U4 e6 ^一切都来源于伟大的优先数系。
% G: o, ?0 @. ~; x e6 V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:
- [5 S5 X6 x4 L! S- ?" e; T1.0
, l. j9 Z, }: p& P5 E1.6
4 F5 B6 t! }# ?9 o! C' Y3 Z2.5
' _4 _7 \) W! e$ t' ^/ ~9 y4.0' c! L! ?3 r f n
6.34 P5 W$ K3 ^+ d7 [4 E' v9 K5 }
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。
# m2 s9 q- f+ [. [( D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 Y; g8 N. d$ L1.02 B- m7 o8 N5 ]2 w
1.25. L( ?1 X' u5 M p& D
1.62+ n8 h6 F+ p! A5 i1 n
2.0
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3.15 {+ ?- ?7 `, _
4.0
9 p! |( O/ |/ h9 T0 N n7 X5.0
/ g+ c- m+ P% n J" {: \6.3
# s H- j4 X$ ?8 Y8 ^6 D8.053 k+ y8 D! g; e7 ]' @8 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 R5 V8 e- Q1 X% F" q" O9 [2 U6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?
- h+ [1 g. W2 K6 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。* t; A' r, P3 v& O6 \
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。5 V! J4 o* a3 ?# K5 e. ~, ?. o, @
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。
" F/ u/ i. m: ?+ u) E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!' }! V Z7 `1 k, C2 Z
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。
# k! _: Z3 \6 v9 v! g: D: C: c0 x$ `* }1.0 N0
" X2 W4 C7 V3 m0 C1.12 N2$ R; ]9 H0 _5 E, }
1.25 N4; j" a7 P8 e) T G; y! Z
1.4 N67 F9 {6 i; z6 D+ {9 Q2 `7 X* ]
1.6 N8" `( v& {5 f) R* Z! q2 O
1.8 N108 i+ v; d8 H3 y# [
2.0 N12
4 K" m# H( }6 S$ y- M% Z3 G/ A4 B2.24 N14
9 d) f6 h: U, r/ Y4 z7 ~2.5 N165 f- e' B5 d9 O e! b$ W* B4 S0 D! C1 V
2.8 N188 ^& k& k& C+ I0 J
3.15 N20" S' A1 ]7 I7 b7 S- @4 Q
3.55 N225 `4 y* b- Y! b$ M7 f- R; L$ C" W
4.0 N24
* t. q* }: N; ^& N4.5 N26/ x6 C9 s1 O, |
5.0 N28
. X9 F& p# f) U7 ~& A3 m% V: Z4 ?5.6 N30( o0 @, a `! `! w1 k
6.3 N32
5 l# Y9 i( S4 T- R/ o! ~7.1 N34" Z# ^5 u3 I, m; L% _' H" i/ k8 D# j' L5 v
8.0 N36
) g" r8 w6 e5 x- ]/ m( F9.0 N38
. V& U$ i( @% e7 {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 n/ @+ {$ U; i4 d8 O% `! ]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?( [1 V! o. t* ]" D: J: H. R) X
黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。5 _) M' r7 `2 o9 @6 C
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)
e8 _4 t# X- r3 qπ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 J/ G4 p! L3 J
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?: M h0 C: b" Y1 ]
为什么大螺丝从M36直接跳到M40?
) g8 s7 W/ v- D为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?
7 }4 ], O' _% r) e% S t, b4 }为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?" ?6 i/ a h# {, W) C% u) l5 I
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。
' G8 g4 [1 h, f, @# w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。
6 P) H, c8 P7 V( k3 @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?
: w1 k: e$ k$ V W0 `( e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。
; i. m4 X- R; Z$ O/ @; o) a6 _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。, U7 y' u+ _5 U% C
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。' @7 q, O! _5 [! Q6 D* k3 P
背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。
* o4 z; m& E+ |7 n(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |