你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5?
: o7 L1 ?) s% ?$ [$ h你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125?0 _* g6 ~1 b2 n% ] u) w1 G
你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5?0 ]4 _+ y" L6 }) ?
你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16?4 y1 ~% ?. v4 ?+ h% i8 D
你可知道机械设计手册上的表格,所有产品样本上的参数表,都是怎么来的?
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法国工程师雷诺看到热气球上的钢丝绳规格繁多,他就想了一个办法,将10开5次方,得到一个数1.6,然后辗转相乘,得出5个优先数如下:
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1.0,1.6,2.5,4.0,6.3
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这是一个等比数列,后数为前数的1.6倍,那么10以下的钢丝绳一下子只有5种,10到100的钢丝绳也只有5种,即10, 16, 25, 40, 63。; H; y- [6 ?$ K" i
! x% k6 a5 A' P9 }! x8 S但是这样分法太稀疏,雷先生就再接再厉,将10开10次方,得出R10优先数系如下:
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% i: U/ V: @& M5 Z- Q1.0,1.25,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,5.0,6.3,8.0' v! V0 \; L4 Z1 Z0 s5 `
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公比为1.25,于是10以内的钢丝绳只有10种,10到100的也只有10种,这就比较合理了。这时肯定有人说,这个数列,前面的数字好像相差不大,如1.0和1.25,简直没差别嘛,平常我就四舍五入了,但6.3和8.0间隔就大了,这样合理吗?
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2 k( z c1 `/ A5 @" a, ]合理不合理,我们打个比方。比如说自然数1、2、3、4、5、6、7、8、9,看起来很顺溜,我们用这个数列来发工资,给张三发1000,给李四发2000,两人皆心服。突然通货膨胀,给张三发8000,给李四发9000。以前李四工资是张三的2倍,现在变成1.12倍。你说李四能愿意吗?他可是主管哪,给他发16000还差不多,张三是不会埋怨说主管比他多8000的。+ N5 k; A5 r! s }2 _8 A$ |
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这个自然界的事物,有两种比较方法,就是“相对”与“绝对”!优先数系是相对的。
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有人说他的产品规格有10吨,20吨,30吨,40吨的,现在看来就不合理了吧?如果你取两倍的话,应该是10吨,20吨,40吨,80吨,或者保住头尾,也应该是10吨,16吨,25吨,40吨,公比为1.6才合理。4 O8 {' {0 n& g! l1 l4 Y; p6 O" C
) I5 \" c+ W% P: L' h- o5 z这就是“标准化”,论坛上常常看到有人说“标准化”,实际他们说的是“标准件”,所做的工作只是将整机的标准件整理一下,就叫标准化了,实际不是这样的。真正的标准化,你要把你的产品的所有参数按优先数系形成序列化,再把所有的零部件的功能参数及尺寸,用优先数系来序列化才对。' \8 u8 Q+ [, ?$ J( l
9 _3 N A9 O3 C自然数是无穷的,但在机械设计师眼里,世界上只有10个数,它就是R10优先数。并且,这10个数相乘,相除,乘方,开方,结果还在这10个数里,何其奇妙!当你设计的时候,不知道尺寸该选择多大为好时,就在这10个数里选,你说何其方便!( q+ z: S; I4 @: _ o5 D5 ]
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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 F; W. a ^8 w* p
9.0 N388 @; f, i/ g& N. W$ o& `+ J
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两个优先数,比如4和2,其序号分别为N24和N12,它们相乘,将其序号相加,其结果等于N36即8便是;相除,序号相减,等于N12即2便是;2的立方,将其序号N12乘以3得N36即8便是;4的开方,将其序号N24除以2得N12即2便是如果求2的四次方呢?N12*4=N48,这里没有,怎么办?上面的列表,没有写上一个数,就是10,它的序号是N40,凡是序号大于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就对了。如果序号是N88呢,看N8得1.6,然后乘以100得160便是,因为100的序号是N80,1000的序号是N120,依此类推。7 |7 f# d% i3 w3 e2 ?
- u" C9 k- }4 r k9 R做机械设计,一辈子用这20个数就足矣。但有时需用到R40数系,有40个数,就更完善了,若不够,还有R80系。我已将R40数系倒背如流,应付一般计算根本不用计算器。% R n3 U" A) d
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简单来说算40径的45钢的抗扭能力,其扭转系数是0.5*π*R^3,扭应力选屈服点360的一半即180MPa,圆周率选3.15,左右手捏小数点,心算加减序号,一会就出来。有人说你不加安全系数吗?说吧,是取1.25,还是1.5,还是2啊?呵呵。
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黄金分割0.618,也即1.618,这里也有1.6。平方根数列,就是根号1,根号2,根号3,很容易求出吧?(3的序号是N19)
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π的平方等于多少?等于10。你算压杆稳定的时候就方便了吧?圆杆扭转系数约为0.1*D^3,现在你可以口算扭转系数了吧?( k* j. b& @* s' g. E6 j0 Z/ P% t
6 e: H6 N4 ^4 m9 z; V为什么大螺丝从M36直接跳到M40?; U: I* O S1 s+ D5 S
7 P8 B& c4 G" Z: w9 G; C; d& [为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1?
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为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号?1 J% n" L! k8 A& w k
% W1 j3 a4 u A- [为什么外协厂打电话来说140的方管没有,而有120和160的?( j, N/ k: X- [2 O- c/ m
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因为R5数系比R20数系优先。
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为什么标准件的参数有个第一序列,第二序列?一般来说第一序列就是R5序列。
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. V& I/ F+ Q( t2 A8 }( o, `1 _, p; U为什么Inventor的螺孔列表有个M11.2?现在你知道它不是胡诌出来的数吧?" V- r, W' C7 S: s7 X- B: t4 c
/ R9 U' L0 T( P5 n/ t% F8 f' m还有钢板厚度,型钢型号,齿轮模数,一切标准件,一切工业品样本上的功能参数,尺寸参数,标准公差表,等等等等,它们的来源,此刻在我们的心中慢慢清晰起来。可以说,我们已经理解了半部机械设计手册,以及那些还没做出来的工业品。
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那么,我们在设计产品的时候,就可以同时设计出一系列了,而不是设计完之后再进行所谓的“标准化”;更进一步,如果产品注定要序列化,那么我们甚至可以在对实际工况不甚了解的情况下设计产品,因为优先数系已将所有型号包括其中了。/ A' d! q. i; r
- x$ m3 Y8 M1 T3 P优先数系的应用,上面
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