机械领域中伟大的优先数系

你可知道粗糙度为什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 ?

你可知道油缸缸径为什么是63, 80, 100, 125 ?

你可知道油缸压力为什么是6.3, 16, 25, 31.5 ?

你可知道螺纹规格为什么是6, 8, 10, 12, 14, 16 ?

    你可知道机械设计手册上无数的表格，所有产品样本上的参数表，都是怎么来的?

    一切都来源于伟大的优先数系。

    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:1.0、1.6、2.5、4.0、6.3

    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

    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：1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、4.0、5.0、6.3、8.0

    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，这个数猓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?

    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。

    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。

    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。

    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p，用优先数系来序列化才对。

    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!

    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

    两个优先危比如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

    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。

    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。

    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)

     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?

     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。

    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。

    优先数系的应用，上面列出的，可谓沧海一粟，无尽的应用等着我们自己去开发。背诵优先数系吧，这可是一劳永逸的活儿！