Kalkulator Diameter Pitch - Alat Desain Roda Gigi & Ulir

Apa itu kalkulator diameter jarak bagi?

Kalkulator diameter jarak bagi menentukan diameter jarak bagi roda gigi atau ulir sekrup. Untuk roda gigi, kalkulator mengalikan jumlah gigi dengan modul. Untuk ulir bersudut 60 derajat, kalkulator mengurangkan 0,649519 kali jarak bagi ulir dari diameter mayor. Hasilnya adalah panjang dalam milimeter yang digunakan insinyur, teknisi mesin, dan pelajar untuk memeriksa apakah komponen dapat berkaitan atau terpasang dengan benar.

Diameter jarak bagi bukanlah tepi luar roda gigi atau baut. Diameter ini merupakan diameter teoretis yang berada di bagian tengah komponen, pada titik tempat dua komponen pasangan benar-benar bersentuhan.

Apa itu diameter jarak bagi pada roda gigi?

Gigi roda gigi tersusun mengelilingi sebuah lingkaran yang disebut lingkaran jarak bagi. Lingkaran jarak bagi bersifat imajiner; lingkaran ini tidak tampak sebagai tepi fisik pada komponen. Lingkaran tersebut menandai diameter pada titik gigi suatu roda gigi bertemu dengan gigi roda gigi pasangan. Diameter jarak bagi adalah diameter lingkaran ini.

Setiap gigi memanjang sedikit di atas lingkaran jarak bagi (bagian yang disebut addendum) dan sedikit di bawahnya (dedendum). Gigi tidak sepenuhnya berada di atas atau di bawah lingkaran jarak bagi; lingkaran tersebut hanya menandai titik acuan yang digunakan insinyur untuk perhitungan roda gigi lainnya.

Rumus diameter jarak bagi roda gigi

$D = m \times z$

• D = diameter jarak bagi, dalam milimeter
• m = modul, dalam milimeter
• z = jumlah gigi

Modul menjelaskan ukuran setiap gigi. Roda gigi dengan modul besar memiliki gigi besar yang berjauhan. Roda gigi dengan modul kecil memiliki gigi kecil yang berdekatan. Dua roda gigi hanya dapat berkaitan jika memiliki modul yang sama; diameter jarak bagi yang sama saja tidak cukup.

Contoh roda gigi

Sebuah roda gigi memiliki 24 gigi dan modul sebesar 2 mm.

D = 2 mm × 24 = 48 mm

Apa itu diameter jarak bagi pada ulir?

Ulir sekrup juga memiliki diameter jarak bagi, meskipun cara kerjanya berbeda dari roda gigi. Diameter ini adalah diameter silinder imajiner yang memotong ulir di titik tempat lebar puncak ulir sama dengan lebar alur di sebelahnya. Pada titik ini, dua ulir pasangan, seperti baut dan mur, benar-benar saling menekan.

Rumus diameter jarak bagi ulir

$D_2 = D - 0.649519 \times P$

• D₂ = diameter jarak bagi, dalam milimeter
• D = diameter luar, yaitu diameter terbesar ulir, dalam milimeter
• P = jarak bagi ulir, yaitu jarak dari satu puncak ulir ke puncak berikutnya, dalam milimeter

Konstanta ini bukan nilai sembarang. Ulir dengan sudut 60 derajat dipotong dari segitiga dengan tinggi H = (√3 ÷ 2) × P. Diameter jarak bagi berada sejauh 3/8 dari tinggi tersebut, dihitung dari puncak pada setiap sisi, sehingga offset totalnya adalah (3 × √3 ÷ 8) × P, yaitu 0,649519052838329 × P. ISO 724 mencetaknya dalam bentuk pembulatan sebagai 0,649519. Kalkulator menggunakan nilai eksak, sehingga angka desimal keempat yang ditampilkan sudah benar.

Konstanta ini berlaku untuk bentuk ulir standar dengan sudut 60 derajat, termasuk ulir metrik ISO dan ulir Unified (UN/UNC/UNF) yang digunakan di Amerika Serikat. Konstanta ini tidak berlaku untuk sudut ulir lain, seperti ulir Acme dengan sudut 29 derajat atau ulir British Standard Pipe, yang menggunakan rumus berbeda.

Contoh ulir

Sebuah ulir metrik memiliki diameter mayor 12 mm dan jarak bagi 1,5 mm.

D₂ = 12 mm − (0,649519 × 1,5 mm) = 12 mm − 0,974279 mm = 11,0257 mm

Cara menggunakan kalkulator diameter jarak bagi

Untuk roda gigi:

1. Pilih "Roda gigi."
2. Masukkan jumlah gigi.
3. Masukkan modul, dalam milimeter.
4. Baca diameter jarak bagi yang ditampilkan dalam hasil.

Untuk ulir:

1. Pilih "Ulir."
2. Masukkan diameter mayor, dalam milimeter.
3. Masukkan jarak bagi ulir, dalam milimeter.
4. Baca diameter jarak bagi yang ditampilkan dalam hasil.

Diagram diperbarui saat angkanya berubah dan menunjukkan posisi diameter jarak bagi pada roda gigi atau ulir.

Mengapa diameter jarak bagi penting

Pada roda gigi, diameter jarak bagi menentukan jarak pusat antara dua roda gigi yang berkaitan: nilainya sama dengan setengah jumlah kedua diameter jarak bagi. Kesalahan perancangan pada bagian ini menyebabkan roda gigi tidak dapat saling mencapai atau justru saling mengunci terlalu erat. Diameter jarak bagi juga menentukan rasio roda gigi, karena rasio dua roda gigi yang berkaitan sama dengan rasio diameter jarak baginya (atau, secara ekuivalen, rasio jumlah giginya).

Pada ulir, diameter jarak bagi mengendalikan seberapa erat baut dan mur terpasang. Diameter jarak bagi yang terlalu besar menyebabkan ulir saling mengunci; diameter yang terlalu kecil membuat sambungan longgar. Toleransi diameter jarak bagi ulir ditetapkan oleh standar seperti ISO 965-1, yang menetapkan kelas pasangan seperti 6H dan 6 g.

Pengukuran terkait

Beberapa dimensi lain sering digunakan bersama diameter jarak bagi:

• Jarak bagi diametral digunakan dalam sistem roda gigi imperial. Nilainya adalah jumlah gigi per inci diameter jarak bagi dan merupakan kebalikan modul: modul = 25,4 ÷ jarak bagi diametral.
• Jarak bagi lingkaran adalah jarak antara titik yang sama pada dua gigi bersebelahan, diukur sepanjang lingkaran jarak bagi.
• Diameter luar roda gigi standar sama dengan diameter jarak bagi ditambah dua kali modul (addendum pada setiap sisi).
• Diameter kaki adalah diameter pada dasar gigi, biasanya sama dengan diameter jarak bagi dikurangi 2,5 kali modul.
• Diameter minor ulir adalah diameter terkecilnya, pada dasar alur ulir.

Pertanyaan yang sering diajukan

Bagaimana cara menghitung diameter jarak bagi roda gigi? Kalikan modul dengan jumlah gigi: D = m × z. Roda gigi dengan 30 gigi dan modul 2 mm memiliki diameter jarak bagi sebesar 60 mm.

Bagaimana cara menghitung diameter jarak bagi ulir? Kurangkan 0,649519 kali jarak bagi ulir dari diameter mayor: D₂ = D − 0,649519 × P. Ulir M12 × 1,75 memiliki diameter jarak bagi sebesar 12 − (0,649519 × 1,75) = 10,8633 mm. ISO 724 mencantumkan angka yang sama, dalam bentuk pembulatan, yaitu 10,863 mm.

Apakah diameter jarak bagi sama dengan diameter luar? Tidak. Diameter luar roda gigi lebih besar daripada diameter jarak baginya. Pada roda gigi standar, diameter luar sama dengan diameter jarak bagi ditambah dua kali modul.

Apakah kalkulator ini dapat menangani pengukuran imperial? Konversikan nilai imperial ke metrik terlebih dahulu. Untuk roda gigi, modul = 25,4 ÷ jarak bagi diametral. Untuk ulir, jarak bagi = 25,4 ÷ jumlah ulir per inci. Masukkan nilai yang telah dikonversi dan konversikan kembali hasilnya jika diperlukan.

Apakah konstanta 0,649519 berlaku untuk semua jenis ulir? Tidak. Konstanta ini hanya berlaku untuk bentuk ulir dengan sudut 60 derajat, termasuk ulir metrik ISO dan ulir inci Unified. Ulir Acme, ulir pipa, dan ulir dengan sudut lainnya menggunakan konstanta yang berbeda.

Alat apa yang digunakan untuk mengukur diameter jarak bagi dalam praktik? Mikrometer ulir mengukur diameter jarak bagi ulir secara langsung menggunakan landasan berbentuk khusus. Diameter jarak bagi roda gigi biasanya diperiksa dengan metode "over pins", yaitu pin presisi ditempatkan pada celah gigi yang berseberangan, lalu jarak melintasinya diukur dan dikonversikan menjadi diameter jarak bagi. Mesin pengukur koordinat juga dapat mengukur keduanya.

Referensi

1. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (edisi ke-30). Industrial Press.
2. ISO 54:1996. Cylindrical gears for general engineering and for heavy engineering — Modules. Organisasi Internasional untuk Standardisasi.
3. ISO 68-1:1998. ISO general purpose screw threads — Basic profile — Metric screw threads. Organisasi Internasional untuk Standardisasi. Sumber profil dasar bersudut 60 derajat yang menjadi asal konstanta 0,649519.
4. ISO 724:1993. ISO general-purpose metric screw threads — Basic dimensions. Organisasi Internasional untuk Standardisasi. Menyatakan d₂ = d − 0,649519 P dan memuat tabel diameter jarak bagi dasar.
5. ISO 965-1. ISO general purpose metric screw threads — Tolerances. Organisasi Internasional untuk Standardisasi.
6. ASME B1.1-2003. Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form). American Society of Mechanical Engineers.
7. Dudley, D. W. (1994). Handbook of Practical Gear Design. CRC Press.