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(wú)數(shù)的表格，所有產(chǎn)品樣本上的參數(shù)表，都是怎么來(lái)的?
一切都來(lái)源于偉大的優(yōu)先數(shù)系。
法國(guó)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(shuō)，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(méi)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(shuō)自然數(shù)1、2、3、4、5、6、7、8、9，看起來(lái)很順溜，我們用這個(gè)數(shù)列來(lái)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(shuō)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(shuō)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(shuō)他的產(chǎn)品規(guī)格有10噸，20噸，30噸，40噸的，現(xiàn)在看來(lái)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”，論壇上常常看到有人說(shuō)“標(biāo)準(zhǔn)化”，實(shí)際他們說(shuō)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(lái)序列化才對(duì)。
自然數(shù)是無(wú)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(shuō)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(méi)有，怎么辦?上面的列表，沒(méi)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(lái)說(shuō)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(lái)。有人說(shuō)你不加安全系數(shù)嗎?說(shuō)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(jiàn)的12.6號(hào)?
為什么外協(xié)廠打電話來(lái)說(shuō)140的方管沒(méi)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(lái)說(shuō)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(lái)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(lái)源，此刻在我們的心中慢慢清晰起來(lái)。可以說(shuō)，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(méi)做出來(lái)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(wú)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。