引(yǐn)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(yóu)缸缸(gāng)徑為什麽(me)是63,80,100,125?
你可(kě)知道油缸壓力為什麽是6.3,16,25,31.5?
你可知道螺紋規(guī)格為什麽是6,8,10,12,14,16?
你可知道(dào)機械(xiè)設計手冊(cè)上無數(shù)的表格,所有產品樣本上的參數表,都是怎(zěn)麽來的?
一切都來源於偉大的優先數係。
法國(guó)工(gōng)程師雷諾看(kàn)到熱氣球上的(de)鋼絲繩規(guī)格繁多,他就想了一個辦法,將10開5次方,得到一個數(shù)1.6,然後輾轉相乘,得出5個優先數如下:
1.0、1.6、2.5、4.0、6.3
這是一個等(děng)比數列,後數為前數(shù)的1.6倍,那麽10以下的(de)鋼絲繩一下子隻有5種,10到100的鋼絲繩也隻有5種,即10,16,25,40,63。
但是這(zhè)樣分法(fǎ)太稀疏(shū),雷先生就再接再厲,將10開10次方(fāng),得出R10優先數(shù)係如下(xià):
1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、4.0、5.0、6.3、8.0
公(gōng)比為1.25,於是10以內的(de)鋼絲繩隻有10種(zhǒng),10到100的(de)也隻有10種,這就比較合理(lǐ)了。這時肯定有人說,這個數列,前麵(miàn)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6.3和8.0間隔就大了,這樣合理嗎?
合理不合理,我們打個比(bǐ)方。比(bǐ)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(sān)發1000,給李四發2000,兩(liǎng)人皆心服。突然通貨膨脹,給張三發8000,給李四發9000。以前李四(sì)工資是張三的2倍,現在變成1.12倍。你說李四能願意嗎?他可是主管哪,給他發16000還差不多,張三(sān)是不會埋怨說主(zhǔ)管比他(tā)多8000的。
這個自然界的事物,有(yǒu)兩種比較(jiào)方法(fǎ),就是“相對”與“絕(jué)對”!優先(xiān)數係是相對(duì)的。
有人(rén)說(shuō)他的產品規格有10噸,20噸,30噸,40噸的,現在看(kàn)來就不合理了吧?如(rú)果(guǒ)你(nǐ)取兩倍的話,應該(gāi)是(shì)10噸,20噸,40噸(dūn),80噸(dūn),或者保住頭尾(wěi),也(yě)應該是10噸,16噸,25噸(dūn),40噸,公比(bǐ)為1.6才合理。
這就是(shì)“標(biāo)準化”,論壇上常常看到有人說“標準化”,實(shí)際他們說的是“標準件”,所做的工作隻是(shì)將整機的標準(zhǔn)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(de)產品的(de)所有(yǒu)參數按優先數係形成序列化,再把所有的零部件的(de)功能參數及尺寸,用優先數係來序列化(huà)才對。
自然數(shù)是無窮的,但在機(jī)械設計師眼裏,世界上隻有10個數,它就是R10優先(xiān)數。並且,這10個(gè)數相乘,相(xiàng)除,乘方,開方,結果還在這10個數裏(lǐ),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(zài)這10個數裏選,你說何其(qí)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,其序號分別為N24和N12,它們相乘,將其序號相加,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(fāng),將其序(xù)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(sì)次方呢(ne)?N12*4=N48,這裏沒有,怎麽辦?上麵的(de)列表,沒有寫上一(yī)個數,就是10,它的序號是N40,凡是序號大於40的,隻看大於(yú)40的部分,比如N48就看N8,即1.6,然後(hòu)乘以10得16就對了。如果序號是(shì)N88呢,看N8得1.6,然後乘以100得160便是,因(yīn)為100的序號是N80,1000的序號是N120,依此類推做機械設計,一輩子用這20個數就足矣。但有時需用到R40數係,有40個數,就更完善了(le),若不夠,還有R80係。我已將(jiāng)R40數係倒(dǎo)背如流,應付一般計算根本不用計算器(qì)。
簡單來說算(suàn)40徑的45鋼的抗扭能力(lì),其扭轉係數是0.5*π*R^3,扭應(yīng)力選屈服點360的一半(bàn)即180MPa,圓周率選3.15,左右手(shǒu)捏(niē)小數點,心算加減序號,一會就出來。有人說你不加安全係數嗎?說吧,是取1.25,還是(shì)1.5,還是2啊?嗬嗬。
黃金分割0.618,也(yě)即1.618,這裏也有1.6。平方根數列(liè),就是(shì)根號1,根號2,根號3,很容(róng)易求出吧?(3的序號是N19)
π的平方等於多少?等(děng)於10。你算(suàn)壓杆穩定的時候(hòu)就方(fāng)便了吧(ba)?圓杆扭轉係數(shù)約為0.1*D^3,現在你可以口算扭轉(zhuǎn)係數了(le)吧?
為什麽大螺絲從M36直接跳到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見的12.6號(hào)?
為什麽外協廠打電話來說140的方管(guǎn)沒有(yǒu),而有120和160的(de)?
因為R5數係比R20數係優(yōu)先。
為什麽標準件的參數有個第一序(xù)列,第二序列?一般來說第一序列(liè)就是R5序列。
為(wéi)什麽Inventor的螺孔列表(biǎo)有個M11.2?現在你知道它不是胡謅出來的數吧?
還有鋼板厚度,型鋼型號,齒(chǐ)輪模數(shù),一切標準件,一(yī)切工業(yè)品樣(yàng)本上的功能參數,尺寸參數(shù),標準公差表,等等等等,它們的來源,此刻(kè)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(jì)手冊,以及那些還沒做出來(lái)的工業品。
那麽,我們在設計產品(pǐn)的時候,就可以同時設計出一係列了,而不是設(shè)計完之後再進(jìn)行所謂的“標準化”;更進一步,如果產品注定(dìng)要(yào)序列化,那麽我們甚至可以在對實際工況不(bú)甚了解的情況(kuàng)下設計產品,
因為優先數係(xì)已(yǐ)將所有型號包括其中了(le)。
優先數係的應用(yòng),上麵列出的,可謂滄海一粟,無盡的應用等著我們自(zì)己去開發。背誦(sòng)優(yōu)先數係吧,這可是一勞永逸(yì)的活兒。