以前沒聽說 過,查了一下:
. F* B; g& Y* k0 |' _) _0 q7 C/ |* i9 o' ~& L$ W9 d+ i
你可知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5
$ w1 n# E; D' [# `. [: ?, u# S; j你可知道油缸缸徑為什么是63, 80, 100, 125$ a0 g5 a3 C/ l3 I5 x
你可知道油缸壓力為什么是6.3, 16, 25, 31.5
+ H" a) N+ P, N& a: @+ q你可知道螺紋規格為什么是6, 8, 10, 12, 14, 16! D3 O! f7 ` B b
你可知道機械設計手冊上無數的表格,所有產品樣本上的參數表,都是怎么來的?4 [( k' } F' J0 J$ \5 X. {
一切都來源于偉大的優先數系。
, y4 H1 m; W7 J) O9 X2 Z法國工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩規格繁多,他就想了一個辦法,將10開5次方,得到一個數1.6,然后輾轉相乘,得出5個優先數如下:
h* x k* m0 e3 O& y& m: z1.0* E* p6 m5 K/ G
1.6
# J" I8 n, y! ?" I2.5
s. x3 F$ y6 |: H! T8 v4.0! `- l5 R" {% I7 Y! W( p
6.3
/ V2 Z9 p- F3 Z3 o這是一個等比數列,后數為前數的1.6倍,那么10以下的鋼絲繩一下子只有5種,10到100的鋼絲繩也只有5種,即10, 16, 25, 40, 63。 G, ]/ j' t, R& b
但是這樣分法太稀疏,雷先生就再接再厲,將10開10次方,得出R10優先數系如下:
0 T1 Y" B( m/ E; n3 F1.0: h. L# ?3 Q- X# @/ z0 h
1.25
2 i$ J* L7 d! S8 @1.62
5 n7 V# M3 T! y7 E. c2.0% p5 i8 [( D: m4 E
2.5" X, S" X2 u7 c$ r. V3 D
3.15( t8 H: r" L, ], z1 A5 x3 g6 V- z
4.0* ^% ]) n- A7 T
5.0. [* {7 m4 Q/ @& }
6.3
4 Z+ z5 u h, Q2 W5 o8.05
5 \5 Q5 p+ [! H9 @. O% r6 D公比為1.25,于是10以內的鋼絲繩只有10種,10到100的也只有10種,這就比較合理了。這時肯定有人說,這個數列,前面的數字好像相差不大,如1.0和1.25,簡直沒差別嘛,平常我就四舍五入了,但/ V+ `5 W* P/ c0 \# l
6.3和8.0間隔就大了,這樣合理嗎?% S/ r* ^( N# `
合理不合理,我們打個比方。比如說自然數1、2、3、4、5、6、7、8、9,看起來很順溜,我們用這個數列來 發工資,給張三發1000,給李四發2000,兩人皆心服。突然通貨膨脹,給張三發8000,給李四發9000。以前李四工資是張三的2倍,現在變成 1.12倍。你說李四能愿意嗎?他可是主管哪,給他發16000還差不多,張三是不會埋怨說主管比他多8000的。2 o$ M/ B% a5 N2 X
這個自然界的事物,有兩種比較方法,就是“相對”與“絕對”!優先數系是相對的。
9 S+ C# o ]9 x$ I/ U# h有人說他的產品規格有10噸,20噸,30噸,40噸的,現在看來就不合理了吧?如果你取兩倍的話,應該是10噸,20噸,40噸,80噸,或者保住頭尾,也應該是10噸,16噸,25噸,40噸,公比為1.6才合理。* l: g2 a: g0 [$ e
這就是“標準化”,常常看到有人說“標準化”,實際他們說的是“標準件”,所做的工作只是將整機的標準件整理一 下,就叫標準化了,實際不是這樣的。真正的標準化,你要把你的產品的所有參數按優先數系形成序列化,再把所有的零部件的功能參數及尺寸,用優先數系來序列 化才對。自然數是無窮的,但在機械設計師眼里,世界上只有10個數,它就是R10優先數。并且,這10個數相乘,相除,乘方,開方,結果還在這10個數 里,何其奇妙!當你設計的時候,不知道尺寸該選擇多大為好時,就在這10個數里選,你說何其方便!' [( v0 z4 w, K$ c* j$ M% |
也許有人會發愁,說這盡是小數,我要按計算器,多麻煩。前人已設計好了計算方法,下面順便將R20優先數系列出來,也就是20個數,公比為10的20次根即1.12,注意看后面的N序號。
2 v% j/ {& ^5 a' A' ~6 Z1.0 N0! U) g' g$ x- W% r; r* o' T$ a
1.12 N2
) ~) h+ y. R, A1.25 N4, I/ @4 _) R8 |3 R
1.4 N6
$ S0 O6 V9 ~$ E0 i! Q+ r; F1.6 N8
- w# t5 a6 x( {1.8 N10- `$ Z3 ^: C2 X7 w- g
2.0 N12/ o9 |8 U& \( [! X9 L; p: J
2.24 N14$ C. i9 F/ Z% |, U8 h1 q3 G' @
2.5 N16
7 f: j" z! _ v0 o4 v+ }( h- T& `/ l2.8 N189 i D' [# c& z9 H
3.15 N20
6 _& a5 O) H7 D3.55 N22
2 a2 A* G5 i4 s( b6 G8 u4.0 N24
t5 W" ^+ o0 D2 c1 L4.5 N26
) w' `1 o6 z! [" @5.0 N280 \0 l# f9 R8 u1 S, V
5.6 N30( i% n* s( n/ C/ h
6.3 N32
! j3 ]0 Q# O( F* O6 J; M* p+ a7.1 N34! F! z* I# p* q i
8.0 N36
4 ~- m5 B5 S3 F1 f5 A6 w6 _9.0 N38
/ a( G/ S. }6 t0 b8 Q兩個優先數,比如4和2,其序號分別為N24和N12,它們相乘,將其序號相加,其結果等于N36即8便是;相 除,序號相減,等于N12即2便是;2的立方,將其序號N12乘以3得N36即8便是;4的開方,將其序號N24除以2得N12即2便是。如果求2的四次 方呢?N12*4=N48,這里沒有,怎么辦?上面的列表,沒有寫上一個數,就是10,它的序號是N40,凡是序號大于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就對了。如果序號是N88呢,看N8得1.6,然后乘以100得160便是,因為100的序號是 N80,1000的序號是N120,依此類推。- l4 }) M6 B6 F% o: |
做機械設計,一輩子用這20個數就足矣。但有時需用到R40數系,有40個數,就更完善了,若不夠,還有R80 系。我已將R40數系倒背如流,應付一般計算根本不用計算器。簡單來說算40徑的45鋼的抗扭能力,其扭轉系數是0.5*π*R^3,扭應力選屈服點 360的一半即180MPa,圓周率選3.15,左右手捏小數點,心算加減序號,一會就出來。有人說你不加安全系數嗎?說吧,是取1.25,還是1.5, 還是2啊?
" N" X6 V$ Z$ }3 V5 L3 _黃金分割0.618,也即1.618,這里也有1.6。- { `& R/ `2 k, Z, n& q: w7 N
平方根數列,就是根號1,根號2,根號3,很容易求出吧?(3的序號是N19)6 f4 X% P. `) b: d" A' n
π的平方等于多少?等于10。你算壓桿穩定的時候就方便了吧?
9 ?7 f2 B7 D+ R* z" U$ r2 x6 Q+ u' R7 z8 k1 k圓桿扭轉系數約為0.1*D^3,現在你可以口算扭轉系數了吧?4 I" A6 l3 d4 T5 d& Z. z& S
為什么大螺絲從M36直接跳到M40?3 _' I5 _* T7 m3 {& m" p
為什么齒輪的傳動比有個6.3或者7.1?+ j3 H" r7 e% ?" a3 S z
為什么槽鋼有個市場上很少見的12.6號?# ~' D6 ^! }: U# q1 I q
為什么外協廠打電話來說140的方管沒有,而有120和160的?因為R5數系比R20數系優先。3 n! a7 b' x5 x0 e" X
為什么標準件的參數有個第一序列,第二序列?一般來說第一序列就是R5序列。
( E; l5 Y7 I0 R5 A: y! x9 d' R G為什么Inventor的螺孔列表有個M11.2?現在你知道它不是胡謅出來的數吧?
! C/ S- [! X3 m2 k1 z6 J還有鋼板厚度,型鋼型號,齒輪模數,一切標準件,一切工業品樣本上的功能參數,尺寸參數,標準公差表,等等等等,它們的來源,此刻在我們的心中慢慢清晰起來。可以說,我們已經理解了半部機械設計手冊,以及那些還沒做出來的工業品。
+ ~$ D( i3 t4 x7 h那么,我們在設計產品的時候,就可以同時設計出一系列了,而不是設計完之后再進行所謂的“標準化”;更進一步,如果產品注定要序列化,那么我們甚至可以在對實際工況不甚了解的情況下設計產品,因為優先數系已將所有型號包括其中了。1 w r" @' C! T8 l" M; {
優先數系的應用,上面列出的,可謂滄海一粟,無盡的應用等著我們自己去開發。6 G7 ?/ ?1 E' A* [
背誦優先數系吧,這可是一勞永逸的事。6 y3 d! y2 Z" _5 W; K$ f
(感興趣者可參看機械設計手冊第一冊優先數系章節) |