以前沒聽說 過,查了一下:
) E1 }* q+ X$ [7 C0 G
- D7 a k ~' w1 A你可知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5
( o3 ?+ S' t: P- p, V5 D% l你可知道油缸缸徑為什么是63, 80, 100, 1252 `0 e3 K4 f8 E! Z( h. V
你可知道油缸壓力為什么是6.3, 16, 25, 31.5
/ O6 }1 Q- r& e; e L2 J你可知道螺紋規格為什么是6, 8, 10, 12, 14, 16
# C2 H) A- m1 n6 u n8 k5 b3 X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?& r2 r6 _6 i0 h }! @8 Y
一切都來源于偉大的優先數系。 I$ T6 s/ ^" Q. G1 Q5 ^) D
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:
4 u6 y4 v c. R# B, i: z3 W) E" ?1.0) z/ p1 q/ k) `3 ~ E0 n
1.69 n7 G8 S; | H
2.50 U6 [8 Z* h$ X0 p# h$ Z! e
4.0
3 }( Y1 c" r7 S& o* d6.3' s' q: Q( f; M' o. w
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。' M% V5 f Y) K* g" n6 U( X
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:
/ @) D% p w# T1 l1 I) V2 }1.0
, T# ^, P; C: y, C: p2 z/ ?- D1 G$ H1.25
9 [) a2 F% j' m- @% t1.62
" Z. h; z/ Y% q2.04 _+ ]3 t9 B& Q. j7 [& D, S2 I
2.5
( H4 _7 k' n; B% z3.15' u, g& S: X4 h5 d6 A& X) Y" t/ c
4.0 u3 f, ~) w. k$ ^' C0 R
5.0
/ \% }+ X$ I& M6.3
/ ?3 V# e5 f& ]; X( x4 b8.05
b* i5 f9 H7 x0 O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7 q& _& A# H' U. i+ @: b& T
6.3和8.0間隔就大了,這樣合理嗎?& v0 a- P8 @: b) u$ x2 x2 G
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。! o. {, e% p9 p) {* o8 F3 N% K2 P% Y8 D
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。
; N/ q \% l6 J! y( F$ D6 n& T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。- m7 a7 S5 ?# b; ]# d" G+ g$ u
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!
3 Q- O1 v9 _1 G4 R6 b" f. D# t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。
' K$ W5 d# t4 l J- j8 J; N1.0 N0
6 u U# c8 B. q, `- i w! A1.12 N2% x2 O9 Q0 }2 ?2 ?! M. {' u4 W
1.25 N4
! o/ m) ^. @8 d0 H6 r0 _1.4 N60 N5 I5 p; S; F, N2 @
1.6 N8
$ h+ j, ?( i, V# u; }9 ]1.8 N10
* v ^' C; @; }* h ?4 p' `+ U2.0 N12% `# ?# Y% R" d/ M* X, K
2.24 N14& B! d g. Q q5 R+ P0 e* s- {
2.5 N16
5 a2 l& V3 }% Y# F3 U/ y+ v5 N4 u2.8 N187 o2 [' @* |* `" G% r6 r K% |
3.15 N202 @4 b6 k; G# [! M1 ]
3.55 N22
* { k' G2 l) ~6 `6 t* F4.0 N24
. H, P4 U2 q% q+ m% g4.5 N265 a5 N3 g, P3 L
5.0 N28
" l( L: a3 u( d$ U, C' v+ k2 \! T+ S& @5.6 N30
5 |+ n! t5 u. v( O* c7 Z6.3 N32
0 r* q$ ? N2 Y# v1 ~7.1 N34! E8 g7 J# T) N( P' a" G
8.0 N36 R. s$ a; W* V W0 n
9.0 N389 j1 i! L* ~* B" G+ I2 n3 z+ O
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。
' a+ n- @ ]1 `0 ?- j/ R, q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?" m' L1 `" y+ }6 |/ x
黃金分割0.618,也即1.618,這里也有1.6。
+ L8 @6 I8 i/ z+ i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)
9 u" `) k( v0 x5 }. I& I9 Pπ的平方等于多少?等于10。你算壓桿穩定的時候就方便了吧?1 D; ]/ `% E% Y q' W5 R
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?
+ J% g v! M% W' U" Z為什么大螺絲從M36直接跳到M40?3 R! \; _# N) M, Z; X
為什么齒輪的傳動比有個6.3或者7.1?
! u& r6 M. @9 Z6 P! ^7 e* G為什么槽鋼有個市場上很少見的12.6號?4 \, T$ M. ?1 x7 t
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。
$ q* @" N* k2 [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。% F. x* \# m% X3 f2 O
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?+ S1 \) T8 o3 j4 |3 |& z; c
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。) T% s( @& l4 z" _, K
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。
" S! E, D# P4 ?! g$ w2 z6 G4 |5 E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。
$ I4 L1 m) v% [/ @+ U1 z背誦優先數系吧,這可是一勞永逸的事。
7 g9 q/ J2 ~8 o6 \(感興趣者可參看機械設計手冊第一冊優先數系章節) |