Soļa diametra kalkulators - Zobrata un vītņu projektēšanas rīks

Kas ir dalījuma diametra kalkulators?

Dalījuma diametra kalkulators nosaka zobrata vai skrūves vītnes dalījuma diametru. Zobratam tas reizina zobu skaitu ar moduli. 60 grādu vītnei no ārējā diametra atņem 0,649519 reizes vītnes soli. Rezultāts ir garums milimetros, ko inženieri, mašīnisti un studenti izmanto, lai pārbaudītu, vai detaļas pareizi sazobojas vai savienojas.

Dalījuma diametrs nav zobrata vai skrūves ārējā mala. Tas ir teorētisks diametrs, kas atrodas detaļas iekšpusē, punktā, kur divas savienotās detaļas faktiski saskaras.

Kas ir zobrata dalījuma diametrs?

Zobrata zobi atrodas ap iedomātu apli, ko sauc par dalījuma apli. Dalījuma aplis ir iedomāts; tas nav redzams kā fiziska detaļas mala. Tas norāda diametru, kurā viena zobrata zobs saskaras ar savienotā zobrata zobu. Dalījuma diametrs ir šā apļa diametrs.

Katrs zobs nedaudz izvirzās virs dalījuma apļa (šo daļu sauc par galvas augstumu) un nedaudz sniedzas zem tā (kājas augstums). Zobs neatrodas pilnībā virs vai zem dalījuma apļa; šis aplis vienkārši iezīmē atskaites punktu, ko inženieri izmanto visos pārējos zobratu aprēķinos.

Zobrata dalījuma diametra formula

$D = m \times z$

• D = dalījuma diametrs milimetros
• m = modulis milimetros
• z = zobu skaits

Modulis raksturo katra zoba izmēru. Zobratam ar lielu moduli ir lieli, plaši izvietoti zobi. Zobratam ar mazu moduli ir mazi, cieši izvietoti zobi. Divi zobrati var sazoboties tikai tad, ja tiem ir vienāds modulis; ar vienādiem dalījuma diametriem vien nepietiek.

Zobrata piemērs

Zobratam ir 24 zobi un modulis 2 mm.

D = 2 mm × 24 = 48 mm

Kas ir vītnes dalījuma diametrs?

Arī skrūves vītnei ir vidējais diametrs, taču tas darbojas citādi nekā zobrata dalījuma diametrs. Tas ir iedomāta cilindra diametrs, kas šķērso vītni punktā, kur vītnes izciļņa platums ir vienāds ar blakus esošās rievas platumu. Šajā punktā divas savienotās vītnes, piemēram, skrūve un uzgrieznis, faktiski balstās viena pret otru.

Vītnes dalījuma diametra formula

$D_2 = D - 0.649519 \times P$

• D₂ = dalījuma diametrs milimetros
• D = ārējais diametrs, vītnes lielākais diametrs, milimetros
• P = vītnes solis, attālums no vienas vītnes kores līdz nākamajai, milimetros

Konstante nav izvēlēta patvaļīgi. 60 grādu vītni veido no trijstūra, kura augstums ir H = (√3 ÷ 2) × P. Dalījuma diametrs katrā pusē atrodas 3/8 no šā augstuma attālumā no kores uz iekšpusi, tāpēc kopējais nobīdes lielums ir (3 × √3 ÷ 8) × P, kas ir 0,649519052838329 × P. ISO 724 to norāda noapaļotu kā 0,649519. Kalkulators izmanto precīzo vērtību, tāpēc tajā uzrādītā ceturtā zīme aiz komata ir pareiza.

Konstante attiecas uz standarta 60 grādu vītņu profiliem, tostarp ISO metriskajām vītnēm un Unified (UN/UNC/UNF) vītnēm, ko izmanto Amerikas Savienotajās Valstīs. Tā neattiecas uz citiem vītnes leņķiem, piemēram, 29 grādu Acme vītnēm vai Lielbritānijas standarta cauruļvītnēm, kurām izmanto citas formulas.

Vītnes piemērs

Metriskai vītnei ārējais diametrs ir 12 mm un solis ir 1,5 mm.

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

Kā izmantot dalījuma diametra kalkulatoru

Zobratam:

1. Izvēlieties “Zobrats”.
2. Ievadiet zobu skaitu.
3. Ievadiet moduli milimetros.
4. Nolasiet rezultātos parādīto dalījuma diametru.

Vītnei:

1. Izvēlieties “Vītne”.
2. Ievadiet ārējo diametru milimetros.
3. Ievadiet vītnes soli milimetros.
4. Nolasiet rezultātos parādīto dalījuma diametru.

Mainoties skaitļiem, atjauninās arī diagramma, parādot, kur uz zobrata vai vītnes atrodas dalījuma diametrs.

Kāpēc dalījuma diametrs ir svarīgs

Zobratiem dalījuma diametrs nosaka attālumu starp divu sazobē esošu zobratu centriem: tas ir vienāds ar pusi no to dalījuma diametru summas. Kļūda šajā projektēšanas parametrā nozīmē, ka zobrati vai nu nesasniegs viens otru, vai arī pārāk cieši iesprūdīs. Dalījuma diametrs nosaka arī pārnesuma attiecību, jo divu sazobē esošu zobratu attiecība ir vienāda ar to dalījuma diametru attiecību (vai, līdzvērtīgi, ar to zobu skaita attiecību).

Vītnēm dalījuma diametrs nosaka, cik cieši skrūve ar uzgriezni pieguļ. Pārāk liels dalījuma diametrs izraisa vītnes iestrēgšanu; pārāk mazs diametrs padara savienojumu vaļīgu. Vītnes dalījuma diametra pielaides nosaka tādi standarti kā ISO 965-1, kuros definētas savienojuma klases, piemēram, 6H un 6 g.

Saistītie mērījumi

Līdzās dalījuma diametram izmanto vēl dažus izmērus:

• Diametrālais solis tiek izmantots imperiālajā zobratu sistēmā. Tas ir zobu skaits uz vienu dalījuma diametra collu un ir moduļa apgrieztā vērtība: modulis = 25,4 ÷ diametrālais solis.
• Apļveida solis ir attālums starp vienādu punktu uz diviem blakus esošiem zobiem, mērīts gar dalījuma apli.
• Standarta zobrata ārējais diametrs ir vienāds ar dalījuma diametru plus divkāršs modulis (galvas augstums katrā pusē).
• Saknes diametrs ir diametrs zobu pamatnē, parasti dalījuma diametrs mīnus 2,5 reizes modulis.
• Vītnes mazākais diametrs ir tās mazākais diametrs vītnes rievas apakšā.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kā aprēķina zobrata dalījuma diametru? Reiziniet moduli ar zobu skaitu: D = m × z. Zobratam ar 30 zobiem un 2 mm moduli dalījuma diametrs ir 60 mm.

Kā aprēķina vītnes dalījuma diametru? No ārējā diametra atņemiet 0,649519 reizes vītnes soli: D₂ = D − 0,649519 × P. M12 × 1,75 vītnes dalījuma diametrs ir 12 − (0,649519 × 1,75) = 10,8633 mm. ISO 724 šo pašu noapaļoto vērtību norāda kā 10,863 mm.

Vai dalījuma diametrs ir vienāds ar ārējo diametru? Nē. Zobrata ārējais diametrs ir lielāks par tā dalījuma diametru. Standarta zobrata ārējais diametrs ir vienāds ar dalījuma diametru plus divkāršs modulis.

Vai šis kalkulators var apstrādāt imperiālos mērījumus? Vispirms pārvērtiet imperiālās vērtības metriskajās. Zobratiem modulis = 25,4 ÷ diametrālais solis. Vītnēm solis = 25,4 ÷ vītņu skaits collā. Ievadiet pārvērsto vērtību un vajadzības gadījumā pārvērtiet rezultātu atpakaļ.

Vai konstante 0,649519 darbojas visiem vītņu veidiem? Nē. Tā attiecas tikai uz 60 grādu vītņu profiliem, tostarp ISO metriskajām un Unified collu vītnēm. Acme vītnēm, cauruļvītnēm un vītnēm ar citiem leņķiem izmanto citas konstantes.

Kādi instrumenti praksē mēra vītnes dalījuma diametru? Vītnes mikrometri tieši mēra vītnes dalījuma diametru, izmantojot profilētus mērtaustus. Zobrata dalījuma diametru parasti pārbauda ar mērstieņu metodi: precīzus mērstieņus ievieto pretējos zobu iedobumos, izmēra attālumu starp tiem un pēc tam pārrēķina dalījuma diametrā. Abus diametrus var izmērīt arī ar koordinātu mērīšanas iekārtām.

Atsauces

1. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. un Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30. izdevums). Industrial Press.
2. ISO 54:1996. Cylindrical gears for general engineering and for heavy engineering — Modules. Starptautiskā standartizācijas organizācija.
3. ISO 68-1:1998. ISO general purpose screw threads — Basic profile — Metric screw threads. Starptautiskā standartizācijas organizācija. Tas ir 60 grādu pamata profila avots, no kura iegūta konstante 0,649519.
4. ISO 724:1993. ISO general-purpose metric screw threads — Basic dimensions. Starptautiskā standartizācijas organizācija. Norāda d₂ = d − 0,649519 P un tabulās sniedz pamata vidējos diametrus.
5. ISO 965-1. ISO general purpose metric screw threads — Tolerances. Starptautiskā standartizācijas organizācija.
6. ASME B1.1-2003. Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form). Amerikas Mehānisko inženieru biedrība.
7. Dudley, D. W. (1994). Handbook of Practical Gear Design. CRC Press.