以前沒聽說 過,查了一下:2 ^! h( E8 p. g R
/ Z# ~( |. l7 x$ O& S% Q你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5+ X# u$ ]6 A4 o7 f2 Q1 K& Z
你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 1257 ]$ ]9 o. n3 n" ~
你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5
4 k& y6 f. z) g0 j& o/ |8 y你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16
6 [/ ^" J8 x4 m: [. G8 W6 U5 q- Y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?. X: q* z& f3 y% {9 n( q! D- N! A
一切都来源于伟大的优先数系。" l$ V3 P, {- Y
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:
3 Q, h: U6 n* N. h( B+ q8 q! O1.0# ^* j: L2 `1 u* q/ K9 Y
1.68 g& q, d8 \) J' U4 G- [) U' K, m
2.51 }, y9 ^4 F3 w6 ]
4.0
: q" E) _3 }# _9 ~0 V/ J6.30 m& O& `* ]2 J4 `
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。- V. L) G% K0 q+ D7 F
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:( o3 h. j1 F6 k: i
1.0* j& V) m0 ?) i. Y9 C9 G2 d5 }- X
1.25
0 e/ M0 R- C5 w) K$ J6 q1.622 e6 A/ G; x7 e: o# f' ]
2.00 a+ W% X2 k% S, U0 C" z, s
2.59 c$ x4 }( c5 Q% w5 Y
3.15
* h' G3 V, Z) ~' U4.0
8 I' p4 w* [) e- I5 R4 t5.06 M8 M8 X: r% k3 ^- u7 \; V
6.38 T3 _7 E- {& d c
8.05
' R1 i8 _0 S4 Z) r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6 E6 w, A8 x0 Y7 u/ o$ j
6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?
- p! l0 H: t$ o 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。
; ]. _: \+ e7 m& {4 E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。
, G0 \2 I1 ?( M. p4 s* J) k$ g0 R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。1 }- v/ k7 \0 `2 D( T8 h* w$ i2 L
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!
( J* G6 h7 m U8 f# }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。( c' H: o+ J: A4 U5 J1 h
1.0 N0: V+ J+ n, K% I0 A* f
1.12 N2
5 a3 Q" N( u# O1.25 N4
" b( _+ v3 c# R8 p+ O1.4 N6
+ h; j: w2 w' k( P5 ^: w! S/ ~+ D1.6 N8$ u9 @# K% v6 |
1.8 N10, Q8 o# }4 o; T, s- K1 r; v
2.0 N12
% Y0 y# y8 i6 |( ^2.24 N14* I. v1 C7 Y8 h& c9 Y" h- V; e# K
2.5 N16, ^, S* V2 B) X# a1 Y/ h, {' F3 {
2.8 N18# V, b8 z! G" U* @. f! L h
3.15 N20
$ y# [! p- ?' C5 _3.55 N22
& r/ u" X! b! }$ V! F1 M9 ?4.0 N241 a% e) o& b* [5 a5 Z
4.5 N26
5 `3 ?& \# J7 N2 Z4 n5.0 N28% @0 b8 G$ o) b7 q# b/ Z8 O
5.6 N30
+ J, J& \0 p* s' E+ P+ A- g4 A6.3 N32
% e5 Z0 o( Z6 n0 |8 _7.1 N34
! K; q. R3 U4 n1 H3 m5 [1 S0 `8.0 N36. h, a$ W! C5 T% ~4 \. G* b
9.0 N38) j/ o) x1 f4 J# m9 u& ]
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。8 t( i5 N& p/ P. \
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?% T3 S+ l- \5 n3 H
黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。$ r; ?' t! z& w, g* o( H$ y5 M) {6 q7 o
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! q, b1 c" w9 J/ {) M' f
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?
3 C1 y I; y) Z j: C' Y2 I7 ^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?7 o3 }& H0 z+ o
为什么大螺丝从M36直接跳到M40?+ J# I9 X0 b6 {
为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?2 Q* _4 Q' b; U5 ~4 ^" m
为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?8 n6 J7 p& w2 T& p1 \6 b+ E
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。! S) m) J% T4 ^
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。
" m0 g. O/ `; K6 _) z. [0 ]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?
3 g: t1 j& t$ s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。
; f* [# \ [# U, p$ H0 ?8 `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 {2 R' z- \, M) ?2 D
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 V' v% @' g& ]; b背诵优先数系吧,这可是一劳永逸的事。
4 J9 q ?0 {- S; O9 h(感兴趣者可参看机械设计手册第一册优先数系章节) |