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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 你可知道螺紋規格為什么是6, 8, 10, 12, 14, 16 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？ 一切都來源于偉大的優先數系。 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： 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 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。 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： 1.0 1.25 1.6 2.0 2.5 4.0 5.0 6.3 8.05 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。 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。 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！ 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。_ 1.0N08 1.12N2 1.25N4 1.4N6 1.6N8 1.8N10 2.0N12 2.24N14 I2.5N16 2.8N18 3.15N20 3.55N22 4.0N24 4.5N26 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。 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？呵呵。 黃金分割0.618，也即1.618，這里也有1.6。 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） π的平方等于多少？等于10。你算壓桿穩定的時候就方便了吧？ 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？ 為什么大螺絲從M36直接跳到M40？ 為什么齒輪的傳動比有個6.3或者7.1？ 為什么槽鋼有個市場上很少見的12.6號？ 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。 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。 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？ 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。 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。 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。 背誦優先數系吧，這可是一勞永逸的活兒。
2 r# ~, l: h+ _! R（注：感興趣者可參看機械設計手冊第一冊優先數系章節）
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發表于 2016-1-25 15:27:17
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