2018-06-07 by Jun Tai
你可知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5?
你可知道油缸缸徑為什么是63, 80, 100, 125?
你可知道油缸壓力為什么是6.3, 16, 25, 31.5?
你可知道螺紋規(guī)格為什么是6, 8, 10, 12, 14, 16?
你可知道機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上無數(shù)的表格,所有產(chǎn)品樣本上的參數(shù)表,都是怎么來的?
一切都來源于偉大的優(yōu)先數(shù)系。
法國工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩規(guī)格繁多,他就想了一個(gè)辦法,將10開5次方,得到一個(gè)數(shù)1.6,然后輾轉(zhuǎn)相乘,得出5個(gè)優(yōu)先數(shù)如下:
1.0、1.6、2.5、4.0、6.3
這是一個(gè)等比數(shù)列,后數(shù)為前數(shù)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。
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(yōu)先數(shù)系如下:
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,于是10以內(nèi)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(shí)肯定有人說,這個(gè)數(shù)列,前面的數(shù)字好像相差不大,如1.0和1.25,簡(jiǎn)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(gè)比方。比如說自然數(shù)1、2、3、4、5、6、7、8、9,看起來很順溜,我們用這個(gè)數(shù)列來發(fā)工資,給張三發(fā)1000,給李四發(fā)2000,兩人皆心服。突然通貨膨脹,給張三發(fā)8000,給李四發(fā)9000。以前李四工資是張三的2倍,現(xiàn)在變成1.12倍。你說李四能愿意嗎?他可是主管哪,給他發(fā)16000還差不多,張三是不會(huì)埋怨說主管比他多8000的。
這個(gè)自然界的事物,有兩種比較方法,就是“相對(duì)”與“絕對(duì)”!優(yōu)先數(shù)系是相對(duì)的。
有人說他的產(chǎn)品規(guī)格有10噸,20噸,30噸,40噸的,現(xiàn)在看來就不合理了吧?如果你取兩倍的話,應(yīng)該是10噸,20噸,40噸,80噸,或者保住頭尾,也應(yīng)該是10噸,16噸,25噸,40噸,公比為1.6才合理。
這就是“標(biāo)準(zhǔn)化”,論壇上常??吹接腥苏f“標(biāo)準(zhǔn)化”,實(shí)際他們說的是“標(biāo)準(zhǔn)件”,所做的工作只是將整機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)件整理一下,就叫標(biāo)準(zhǔn)化了,實(shí)際不是這樣的。真正的標(biāo)準(zhǔn)化,你要把你的產(chǎn)品的所有參數(shù)按優(yōu)先數(shù)系形成序列化,再把所有的零部件的功能參數(shù)及尺寸,用優(yōu)先數(shù)系來序列化才對(duì)。
自然數(shù)是無窮的,但在機(jī)械設(shè)計(jì)師眼里,世界上只有10個(gè)數(shù),它就是R10優(yōu)先數(shù)。并且,這10個(gè)數(shù)相乘,相除,乘方,開方,結(jié)果還在這10個(gè)數(shù)里,何其奇妙!當(dāng)你設(shè)計(jì)的時(shí)候,不知道尺寸該選擇多大為好時(shí),就在這10個(gè)數(shù)里選,你說何其方便!
1.0 N0、1.12 N2、1.25 N4、1.4 N6、1.6 N8、1.8 N10、2.0 N12、2.24 N14、2.5 N16、2.8 N18、3.15 N20、3.55 N22、4.0 N24
4.5 N26、5.0 N28、5.6 N30、6.3 N32、7.1 N34、8.0 N36、9.0 N38
兩個(gè)優(yōu)先數(shù),比如4和2,其序號(hào)分別為N24和N12,它們相乘,將其序號(hào)相加,其結(jié)果等于N36即8便是;
相除,序號(hào)相減,等于N12即2便是;
2的立方,將其序號(hào)N12乘以3得N36即8便是;
4的開方,將其序號(hào)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(gè)數(shù),就是10,它的序號(hào)是N40,凡是序號(hào)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(duì)了。如果序號(hào)是N88呢,看N8得1.6,然后乘以100得160便是,因?yàn)?00的序號(hào)是N80,1000的序號(hào)是N120,依此類推
做機(jī)械設(shè)計(jì),一輩子用這20個(gè)數(shù)就足矣。但有時(shí)需用到R40數(shù)系,有40個(gè)數(shù),就更完善了,若不夠,還有R80系。我已將R40數(shù)系倒背如流,應(yīng)付一般計(jì)算根本不用計(jì)算器。
簡(jiǎn)單來說算40徑的45鋼的抗扭能力,其扭轉(zhuǎn)系數(shù)是0.5*π*R^3,扭應(yīng)力選屈服點(diǎn)360的一半即180MPa,圓周率選3.15,左右手捏小數(shù)點(diǎn),心算加減序號(hào),一會(huì)就出來。有人說你不加安全系數(shù)嗎?說吧,是取1.25,還是1.5,還是2啊?呵呵。
黃金分割0.618,也即1.618,這里也有1.6。平方根數(shù)列,就是根號(hào)1,根號(hào)2,根號(hào)3,很容易求出吧?(3的序號(hào)是N19)
π的平方等于多少?等于10。你算壓桿穩(wěn)定的時(shí)候就方便了吧?圓桿扭轉(zhuǎn)系數(shù)約為0.1*D^3,現(xiàn)在你可以口算扭轉(zhuǎn)系數(shù)了吧?
為什么大螺絲從M36直接跳到M40?
為什么齒輪的傳動(dòng)比有個(gè)6.3或者7.1?
為什么槽鋼有個(gè)市場(chǎng)上很少見的12.6號(hào)?
為什么外協(xié)廠打電話來說140的方管沒有,而有120和160的?
因?yàn)镽5數(shù)系比R20數(shù)系優(yōu)先。
為什么標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)有個(gè)第一序列,第二序列?一般來說第一序列就是R5序列。
為什么Inventor的螺孔列表有個(gè)M11.2?現(xiàn)在你知道它不是胡謅出來的數(shù)吧?
還有鋼板厚度,型鋼型號(hào),齒輪模數(shù),一切標(biāo)準(zhǔn)件,一切工業(yè)品樣本上的功能參數(shù),尺寸參數(shù),標(biāo)準(zhǔn)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??梢哉f,我們已經(jīng)理解了半部機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),以及那些還沒做出來的工業(yè)品。
那么,我們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候,就可以同時(shí)設(shè)計(jì)出一系列了,而不是設(shè)計(jì)完之后再進(jìn)行所謂的“標(biāo)準(zhǔn)化”;更進(jìn)一步,如果產(chǎn)品注定要序列化,那么我們甚至可以在對(duì)實(shí)際工況不甚了解的情況下設(shè)計(jì)產(chǎn)品,
因?yàn)閮?yōu)先數(shù)系已將所有型號(hào)包括其中了。
優(yōu)先數(shù)系的應(yīng)用,上面列出的,可謂滄海一粟,無盡的應(yīng)用等著我們自己去開發(fā)。背誦優(yōu)先數(shù)系吧,這可是一勞永逸的活兒。
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