引言
你可知道粗糙度為什麽是0.8,1.6,3.2,6.3,12.5?
你可知道油缸缸徑為什麽是63,80,100,125?
你可知(zhī)道油缸壓力(lì)為什麽是6.3,16,25,31.5?
你可知道螺紋規格為什麽是6,8,10,12,14,16?
你可知道機械設計手冊上無(wú)數的表格,所有產品樣(yàng)本上的參數(shù)表,都是怎麽來的(de)?
一切都來源於(yú)偉大(dà)的優先數係。
法國工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩(shéng)規格繁多,他(tā)就想了一個辦法,將10開5次方,得到一個數1.6,然後輾轉相(xiàng)乘(chéng),得(dé)出5個優先(xiān)數如下(xià):
1.0、1.6、2.5、4.0、6.3
這是(shì)一個等比數列,後數為(wéi)前數的1.6倍,那麽10以下的鋼絲繩(shéng)一下子隻有5種,10到(dào)100的鋼絲繩(shéng)也隻有5種,即10,16,25,40,63。
但是這樣分法太稀(xī)疏,雷先(xiān)生就再接再厲,將10開10次(cì)方,得出R10優先數係如下:
1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、4.0、5.0、6.3、8.0
公比為1.25,於是(shì)10以內的鋼絲繩隻有10種,10到100的也(yě)隻有10種,這就比較合理了。這時肯定有人說,這(zhè)個數(shù)列,前麵的數字好像相差不大,如1.0和1.25,簡直沒差(chà)別嘛,平常(cháng)我就四舍五入了,但6.3和8.0間隔就大了,這樣合理嗎?
合理不合理,我們打(dǎ)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(gěi)張三(sān)發1000,給李四發2000,兩人皆心服。突(tū)然通貨膨脹,給(gěi)張三發(fā)8000,給李四發(fā)9000。以前李四工資是張三的(de)2倍,現(xiàn)在變成1.12倍。你(nǐ)說李四能願意嗎?他可是主管哪,給他發16000還差不多,張三(sān)是不會(huì)埋怨說主管比他多8000的。
這個自然界的事物,有兩種比較方法,就是“相對(duì)”與“絕對”!優先數係是相對的。
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。
這就是“標準化”,論壇上常常看到有人說“標準化”,實際他們說(shuō)的是“標準件”,所做的工作(zuò)隻是將整機的標準件(jiàn)整理(lǐ)一下,就叫標準化(huà)了(le),實際不是這樣的。真(zhēn)正的標準化,你要把你的產品的所有參數按(àn)優先數係(xì)形(xíng)成(chéng)序列化,再把所有的零部件的功能參數及尺寸,用(yòng)優先數係來序列化才對。
自然數是無窮的,但在機械(xiè)設計師眼裏,世(shì)界上隻(zhī)有10個數,它就是R10優先(xiān)數。並(bìng)且,這10個數相乘,相除,乘(chéng)方,開方,結果(guǒ)還在這10個數裏,何其(qí)奇妙!當你設計的時候,不知道尺寸該選擇多(duō)大為好時,就在這10個數裏(lǐ)選,你說何其方便!
1.0N0、1.12N2、1.25N4、1.4N6、1.6N8、1.8N10、2.0N12、2.24N14、2.5N16、2.8N18、3.15N20、3.55N22、4.0N244.5N26、5.0N28、5.6N30、6.3N32、7.1N34、8.0N36、9.0N38
兩個優先數,比如4和2,其序號分(fèn)別為N24和N12,它們相乘,將其序(xù)號相加,其結果等於N36即8便是;
相除,序號相減,等於N12即2便是;
2的立方,將其序(xù)號N12乘(chéng)以3得N36即8便(biàn)是;
4的開方,將其序號N24除以2得N12即(jí)2便是如果求2的四次方呢?N12*4=N48,這裏(lǐ)沒有,怎麽辦?上麵的(de)列表,沒有寫上一個數,就是10,它的序號(hào)是N40,凡是序號大於40的,隻看大於40的部分,比如N48就看N8,即1.6,然(rán)後(hòu)乘以10得16就對了。如果序號是N88呢,看N8得1.6,然後乘以100得160便是,因(yīn)為100的序號是(shì)N80,1000的序號是N120,依此類推做機械設計(jì),一輩子用這20個數就足矣。但有時需用到R40數係,有40個數,就更(gèng)完善了,若不夠,還有R80係。我已將R40數係倒背如流,應(yīng)付一般計算根本不用計算器。
簡(jiǎn)單來說算40徑的45鋼的抗扭能力,其扭轉(zhuǎn)係(xì)數是0.5*π*R^3,扭應力選屈服點360的一(yī)半即180MPa,圓周率選3.15,左右(yòu)手捏小數(shù)點,心算加減序號,一(yī)會就出來。有人說你不加安(ān)全係數嗎?說吧,是取(qǔ)1.25,還是1.5,還是2啊?嗬嗬。
黃(huáng)金分割0.618,也即1.618,這裏也有1.6。平方根數列,就是根號1,根號2,根(gēn)號3,很容易求出吧?(3的序號是N19)
π的平方等於多少?等於10。你算(suàn)壓杆穩(wěn)定的時候就方便了吧?圓杆扭轉係數約為0.1*D^3,現在你可以口算扭轉(zhuǎn)係數了吧(ba)?
為什麽大螺絲從M36直(zhí)接跳到M40?
為什麽齒輪的傳動比有個6.3或者7.1?
為什麽槽鋼有個市場上很少(shǎo)見的12.6號?
為什麽外(wài)協廠打電話來說140的方管沒有,而有(yǒu)120和160的?
因(yīn)為R5數係比R20數係優先。
為什麽標(biāo)準(zhǔn)件的參(cān)數有個(gè)第一序列,第(dì)二序列?一般來說第(dì)一序列就是R5序列。
為什麽Inventor的螺孔列(liè)表有個M11.2?現在你知道它不是(shì)胡謅出來的數吧?
還有鋼板厚度,型鋼型號,齒輪模數,一切標準件,一切工業(yè)品樣本上的功能參(cān)數,尺寸參數,標準公差表,等等等等(děng),它們的來源(yuán),此刻在我們的心中慢慢清晰起來。可以說,我們已經理解了(le)半部機械設(shè)計手冊,以及那些還(hái)沒做出來的工業品。
那麽,我們(men)在設計產品的時候,就可以(yǐ)同時設計出一係列了,而不是設計完之後再進行所謂的“標準化”;更進一(yī)步,如果產品(pǐn)注定要序列化(huà),那麽我們甚至可以在對實際工況不甚了解的情況下設計產品,
因為優先數係已將(jiāng)所有型號包括(kuò)其中了。
優(yōu)先數係的應用,上麵列出的,可謂滄海(hǎi)一粟,無盡的應用等著我們自己(jǐ)去開發。背誦優先數係吧,這可是一勞永逸的活兒。