Bolt Circle Diameter Calculator

Introduksjon

Bolt Circle Diameter Calculator er et presisjonsverktøy innen ingeniørfag, designet for nøyaktig å bestemme diameteren på en bolt sirkel basert på antall bolthull og avstanden mellom tilstøtende hull. En bolt sirkel (også kalt bolt mønster eller pitch sirkel) er et kritisk mål innen maskinteknikk, produksjon og konstruksjon som definerer den sirkulære ordningen av bolthull på komponenter som flenser, hjul og mekaniske koblinger. Denne kalkulatoren forenkler prosessen med å bestemme den nøyaktige diameteren som trengs for riktig justering og passform av boltekomponenter.

Enten du designer en flensforbindelse, jobber med bilhjul, eller lager et sirkulært monteringsmønster, er forståelsen av bolt sirkel diameter essensiell for å sikre at komponentene passer sammen riktig. Vår kalkulator gir umiddelbare, nøyaktige resultater ved å bruke den standard formelen, samtidig som den tilbyr en visuell representasjon av bolt mønsteret for bedre forståelse.

Bolt Circle Diameter Formel

Bolt sirkel diameter (BCD) beregnes ved hjelp av følgende formel:

$\text{Bolt Circle Diameter} = \frac{\text{Avstand mellom tilstøtende hull}}{2 \times \sin(\frac{\pi}{\text{Antall hull}})}$

Hvor:

Antall hull: Det totale antallet bolthull arrangert i et sirkulært mønster (må være 3 eller flere)
Avstand mellom tilstøtende hull: Den rette avstanden mellom sentrene av to tilstøtende bolthull
π (Pi): Matematisk konstant som er omtrent lik 3.14159

Denne formelen fungerer fordi bolthullene er arrangert i et regelmessig polygonmønster rundt sirkelen. Avstanden mellom tilstøtende hull danner en chord av sirkelen, og formelen beregner diameteren av sirkelen som går gjennom alle bolthullsentrene.

Matematisk Forklaring

Formelen er avledet fra egenskapene til regelmessige polygoner innskrevet i en sirkel:

I et regelmessig polygon med n sider innskrevet i en sirkel, subtender hver side en vinkel på (2π/n) radianer i sentrum.
Avstanden mellom tilstøtende punkter (bolthull) er en chord av sirkelen.
Lengden av denne chorden er relatert til radiusen (r) av sirkelen ved: chord = 2r × sin(π/n)
Omorganisering for å løse for diameteren (d = 2r): d = chord ÷ [2 × sin(π/n)]

For en bolt sirkel med n hull og en avstand s mellom tilstøtende hull, er diameteren derfor s ÷ [2 × sin(π/n)].

Kanttilfeller og Begrensninger

Minimum Antall Hull: Formelen krever minst 3 hull for å danne en gyldig bolt sirkel. Med færre enn 3 punkter kan du ikke definere en unik sirkel.
Presisjonsbetraktninger: Etter hvert som antall hull øker, blir bolt sirkel diameter mer følsom for små målefeil i avstanden mellom hullene.
Maksimalt Antall Hull: Selv om det teoretisk ikke er noe øvre grense, overstiger praktiske applikasjoner sjelden 24 hull på grunn av plassbegrensninger og produksjonsbegrensninger.

Hvordan Bruke Bolt Circle Diameter Kalkulatoren

Å bruke vår bolt sirkel diameter kalkulator er enkelt og intuitivt:

Skriv inn Antall Bolthull: Skriv inn det totale antallet bolthull i ditt sirkulære mønster (minimum 3).
Skriv inn Avstanden Mellom Tilstøtende Hull: Skriv inn den rette avstanden mellom sentrene av to tilstøtende bolthull.
Se Resultatet: Kalkulatoren vil umiddelbart vise bolt sirkel diameter.
Undersøk Visualiseringen: En visuell representasjon viser bolt mønsteret med den beregnede diameteren.

Trinn-for-Trinn Eksempel

La oss beregne bolt sirkel diameter for et 6-hulls mønster med 15 enheters avstand mellom tilstøtende hull:

Skriv inn "6" i feltet "Antall Bolthull".
Skriv inn "15" i feltet "Avstand Mellom Hull".
Kalkulatoren beregner: 15 ÷ [2 × sin(π/6)] = 15 ÷ [2 × sin(30°)] = 15 ÷ [2 × 0.5] = 15 ÷ 1 = 15
Resultatet viser en bolt sirkel diameter på omtrent 17.32 enheter.

Tolkning av Resultatene

Den beregnede bolt sirkel diameter representerer diameteren av sirkelen som går gjennom sentrum av hvert bolthull. Dette målet er essensielt for:

Å sikre riktig justering når komponenter skal matches
Å spesifisere produksjonskrav
Å verifisere kompatibilitet mellom sammenføyningsdeler
Å bestemme den totale størrelsen og avstanden til bolt mønsteret

Praktiske Applikasjoner og Bruksområder

Beregningen av bolt sirkel diameter er avgjørende i mange ingeniør- og produksjonsapplikasjoner:

Bilapplikasjoner

Hjuldesign og Passform: Hjulbolt mønstre spesifiseres av bolt sirkel diameter og antall lugs (f.eks. 5×114.3mm for mange japanske kjøretøy).
Bremse Rotor Montering: Sikre at bremserotorer justeres riktig med hjulnav.
Motor Komponentmontering: Bolter til sylinderhode, montering av svinghjul og timingutstyr.

Industri- og Produksjonsapplikasjoner

Rørflenser: ANSI, DIN og ISO flensstandarder spesifiserer bolt sirkel diametre for forskjellige trykkrangeringer.
Maskinmontering: Riktig justering av roterende komponenter som gir, remskiver og lager.
Trykkbeholdere: Sikre riktig forsegling og belastningsfordeling i høytrykksapplikasjoner.

Konstruksjon og Struktur Engineering

Søylebaseplater: Forankringsboltarrangementer for stål søyleforbindelser.
Strukturforbindelser: Sirkulære bolt mønstre i bjelke-til-søyle-forbindelser.
Tårn og Mastmontering: Bolt mønstre for seksjonelle tårn og kommunikasjonsmaster.

Luftfart og Forsvar

Motor Montering: Presise bolt mønstre for å sikre jetmotorer til flystrukturer.
Satellittkomponenter: Høypresis sirkulære monteringsmønstre for optisk og kommunikasjonsutstyr.
Militære Kjøretøy Tårn: Rotasjonslager bolt mønstre for våpensystemer.

Praktisk Eksempel: Flensdesign

Når du designer en rørflensforbindelse:

Bestem det nødvendige antallet bolter basert på trykkrangering og tetningskrav (typisk 4, 8 eller 12).
Beregn bolt sirkel diameter for å sikre riktig belastningsfordeling.
Plasser bolthullene jevnt rundt den beregnede bolt sirkel.
Verifiser at bolt sirkel diameter gir tilstrekkelig klaring for rørhullet og pakningen.

Praktisk Eksempel: Hjul Erstatning

Når du bytter bilhjul:

Identifiser bilens bolt mønster (f.eks. 5×114.3mm betyr 5 lugs på en 114.3mm bolt sirkel).
Sørg for at erstatningshjulene har samme bolt sirkel diameter og antall lugs.
Sjekk at de nye hjulene har kompatibel senterbor diameter og offset.

Alternativer til Beregning av Bolt Circle Diameter

Mens bolt sirkel diameter er den standard metoden for å spesifisere sirkulære bolt mønstre, finnes det alternative tilnærminger:

Pitch Circle Diameter (PCD)

Pitch Circle Diameter er i hovedsak det samme som bolt sirkel diameter, men brukes oftere i girterminologi. Det refererer til diameteren av sirkelen som går gjennom sentrum (eller pitch punktet) av hver tann eller bolthull.

Bolt Mønster Notasjon

I bilapplikasjoner spesifiseres bolt mønstre ofte ved hjelp av en forkortet notasjon:

Antall lugs × Bolt Circle Diameter: For eksempel, 5×114.3mm eller 8×6.5" (8 lugs på en 6.5-tommers diameter sirkel)

Senter-til-Senter Måling

For noen applikasjoner, spesielt med færre bolthull, kan direkte måling mellom hull brukes:

Senter-til-Senter Avstand: Måle direkte over bolt mønsteret (fra ett bolthull til det motsatte bolthullet)
Denne tilnærmingen er mindre presis for mønstre med oddetall hull

CAD-Basert Oppsett

Moderne design bruker ofte datastøttet design (CAD) for direkte å spesifisere koordinatene til hvert bolthull:

Kartesiske Koordinater: Spesifisere x,y posisjonen til hvert hull i forhold til et sentrumspunkt
Polarkoordinater: Spesifisere vinkelen og radiusen for hvert hull

Historie og Utvikling

Konseptet med bolt sirkel har vært fundamentalt for maskinteknikk siden den industrielle revolusjonen. Dens betydning vokste med utviklingen av standardiserte produksjonsprosesser:

Tidlig Utvikling

1700-tallet: Den industrielle revolusjonen førte til økt behov for standardiserte mekaniske forbindelser.
1800-tallet: Utviklingen av utbyttbare deler krevde presise spesifikasjoner for bolt mønstre.
Tidlig 1900-tall: Bilindustriens standardisering førte til formelle spesifikasjoner for bolt mønstre.

Moderne Standarder

1920-1940: Bransjeorganisasjoner begynte å etablere standarder for bolt mønstre i ulike applikasjoner.
1950-1970: Internasjonale standardiseringsorganer som ISO, ANSI og DIN opprettet enhetlige spesifikasjoner.
Dagens Dag: Datastøttet design og spesialiserte verktøy har muliggjort svært presise implementeringer av bolt sirkler.

Utvikling av Beregningsmetoder

Pre-Kalkulator Epoken: Ingeniører brukte trigonometriske tabeller og skyvelær for bolt sirkel beregninger.
Elektronisk Kalkulator Epoken: Dedikerte ingeniørkalkulatorer forenklet prosessen.
Datamaskin Epoken: CAD-programvare og spesialiserte verktøy automatiserte design av bolt mønstre.
Internett Epoken: Nettbaserte kalkulatorer som denne gir umiddelbare resultater uten spesialisert programvare.

Kodeeksempler for Beregning av Bolt Circle Diameter

Her er implementeringer av bolt sirkel diameter formelen i forskjellige programmeringsspråk:

1function calculateBoltCircleDiameter(numberOfHoles, distanceBetweenHoles) {
2  if (numberOfHoles < 3) {
3    throw new Error("Antall hull må være minst 3");
4  }
5  if (distanceBetweenHoles <= 0) {
6    throw new Error("Avstand mellom hull må være positiv");
7  }
8  
9  const angleInRadians = Math.PI / numberOfHoles;
10  const boltCircleDiameter = distanceBetweenHoles / (2 * Math.sin(angleInRadians));
11  
12  return boltCircleDiameter;
13}
14
15// Eksempel på bruk:
16const holes = 6;
17const distance = 15;
18const diameter = calculateBoltCircleDiameter(holes, distance);
19console.log(`Bolt Circle Diameter: ${diameter.toFixed(2)}`);
20

1import math
2
3def calculate_bolt_circle_diameter(number_of_holes, distance_between_holes):
4    """
5    Beregn bolt sirkel diameter basert på antall hull og avstand mellom dem.
6    
7    Args:
8        number_of_holes: Heltall antall hull (minimum 3)
9        distance_between_holes: Positivt tall som representerer avstand mellom tilstøtende hull
10        
11    Returns:
12        Den beregnede bolt sirkel diameter
13    """
14    if number_of_holes < 3:
15        raise ValueError("Antall hull må være minst 3")
16    if distance_between_holes <= 0:
17        raise ValueError("Avstand mellom hull må være positiv")
18    
19    angle_in_radians = math.pi / number_of_holes
20    bolt_circle_diameter = distance_between_holes / (2 * math.sin(angle_in_radians))
21    
22    return bolt_circle_diameter
23
24# Eksempel på bruk:
25holes = 6
26distance = 15
27diameter = calculate_bolt_circle_diameter(holes, distance)
28print(f"Bolt Circle Diameter: {diameter:.2f}")
29

1public class BoltCircleCalculator {
2    /**
3     * Beregner bolt sirkel diameter basert på antall hull og avstand mellom dem.
4     * 
5     * @param numberOfHoles Antall bolthull (minimum 3)
6     * @param distanceBetweenHoles Avstand mellom tilstøtende hull (positiv verdi)
7     * @return Den beregnede bolt sirkel diameter
8     * @throws IllegalArgumentException hvis inngangene er ugyldige
9     */
10    public static double calculateBoltCircleDiameter(int numberOfHoles, double distanceBetweenHoles) {
11        if (numberOfHoles < 3) {
12            throw new IllegalArgumentException("Antall hull må være minst 3");
13        }
14        if (distanceBetweenHoles <= 0) {
15            throw new IllegalArgumentException("Avstand mellom hull må være positiv");
16        }
17        
18        double angleInRadians = Math.PI / numberOfHoles;
19        double boltCircleDiameter = distanceBetweenHoles / (2 * Math.sin(angleInRadians));
20        
21        return boltCircleDiameter;
22    }
23    
24    public static void main(String[] args) {
25        int holes = 6;
26        double distance = 15.0;
27        double diameter = calculateBoltCircleDiameter(holes, distance);
28        System.out.printf("Bolt Circle Diameter: %.2f%n", diameter);
29    }
30}
31

1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <stdexcept>
4
5/**
6 * Beregner bolt sirkel diameter basert på antall hull og avstand mellom dem.
7 * 
8 * @param numberOfHoles Antall bolthull (minimum 3)
9 * @param distanceBetweenHoles Avstand mellom tilstøtende hull (positiv verdi)
10 * @return Den beregnede bolt sirkel diameter
11 * @throws std::invalid_argument hvis inngangene er ugyldige
12 */
13double calculateBoltCircleDiameter(int numberOfHoles, double distanceBetweenHoles) {
14    if (numberOfHoles < 3) {
15        throw std::invalid_argument("Antall hull må være minst 3");
16    }
17    if (distanceBetweenHoles <= 0) {
18        throw std::invalid_argument("Avstand mellom hull må være positiv");
19    }
20    
21    double angleInRadians = M_PI / numberOfHoles;
22    double boltCircleDiameter = distanceBetweenHoles / (2 * sin(angleInRadians));
23    
24    return boltCircleDiameter;
25}
26
27int main() {
28    try {
29        int holes = 6;
30        double distance = 15.0;
31        double diameter = calculateBoltCircleDiameter(holes, distance);
32        printf("Bolt Circle Diameter: %.2f\n", diameter);
33    } catch (const std::exception& e) {
34        std::cerr << "Feil: " << e.what() << std::endl;
35        return 1;
36    }
37    return 0;
38}
39

1' Excel formel for bolt sirkel diameter
2=avstand_mellom_hull/(2*SIN(PI()/antall_hull))
3
4' Excel VBA-funksjon
5Function BoltCircleDiameter(numberOfHoles As Integer, distanceBetweenHoles As Double) As Double
6    If numberOfHoles < 3 Then
7        Err.Raise 5, "BoltCircleDiameter", "Antall hull må være minst 3"
8    End If
9    
10    If distanceBetweenHoles <= 0 Then
11        Err.Raise 5, "BoltCircleDiameter", "Avstand mellom hull må være positiv"
12    End If
13    
14    Dim angleInRadians As Double
15    angleInRadians = WorksheetFunction.Pi() / numberOfHoles
16    
17    BoltCircleDiameter = distanceBetweenHoles / (2 * Sin(angleInRadians))
18End Function
19

1using System;
2
3public class BoltCircleCalculator
4{
5    /// <summary>
6    /// Beregner bolt sirkel diameter basert på antall hull og avstand mellom dem.
7    /// </summary>
8    /// <param name="numberOfHoles">Antall bolthull (minimum 3)</param>
9    /// <param name="distanceBetweenHoles">Avstand mellom tilstøtende hull (positiv verdi)</param>
10    /// <returns>Den beregnede bolt sirkel diameter</returns>
11    /// <exception cref="ArgumentException">Kastes når inngangene er ugyldige</exception>
12    public static double CalculateBoltCircleDiameter(int numberOfHoles, double distanceBetweenHoles)
13    {
14        if (numberOfHoles < 3)
15        {
16            throw new ArgumentException("Antall hull må være minst 3", nameof(numberOfHoles));
17        }
18        
19        if (distanceBetweenHoles <= 0)
20        {
21            throw new ArgumentException("Avstand mellom hull må være positiv", nameof(distanceBetweenHoles));
22        }
23        
24        double angleInRadians = Math.PI / numberOfHoles;
25        double boltCircleDiameter = distanceBetweenHoles / (2 * Math.Sin(angleInRadians));
26        
27        return boltCircleDiameter;
28    }
29    
30    public static void Main()
31    {
32        int holes = 6;
33        double distance = 15.0;
34        double diameter = CalculateBoltCircleDiameter(holes, distance);
35        Console.WriteLine($"Bolt Circle Diameter: {diameter:F2}");
36    }
37}
38

Vanlige Spørsmål (FAQ)

Hva er en bolt sirkel diameter?

En bolt sirkel diameter (BCD) er diameteren av en imaginær sirkel som går gjennom sentrum av hvert bolthull i et sirkulært bolt mønster. Det er et kritisk mål for å sikre riktig justering og passform mellom komponenter med sirkulære bolt mønstre.

Hvordan beregnes bolt sirkel diameter?

Bolt sirkel diameter beregnes ved hjelp av formelen: BCD = Avstand mellom tilstøtende hull ÷ [2 × sin(π ÷ Antall hull)]. Denne formelen relaterer den rette avstanden mellom tilstøtende bolthull til diameteren av sirkelen som går gjennom alle bolthullsentrene.

Hva er minimum antall bolthull som trengs for å beregne en bolt sirkel?

Et minimum på 3 bolthull er nødvendig for å definere en unik sirkel. Med færre enn 3 punkter kan du ikke matematisk bestemme et unikt sirkulært mønster.

Kan jeg bruke denne kalkulatoren for bilhjul bolt mønstre?

Ja, denne kalkulatoren er perfekt for bilapplikasjoner. For eksempel, hvis du vet at hjulet ditt har 5 lugs og avstanden mellom tilstøtende lugs er 70mm, kan du beregne bolt sirkel diameter (som ville være omtrent 114.3mm, et vanlig 5×114.3mm mønster).

Hva er forskjellen mellom bolt sirkel diameter og pitch sirkel diameter?

Funksjonelt er de samme målet—diameteren av sirkelen som går gjennom sentrumspunktene til hullene eller funksjonene. "Bolt sirkel diameter" brukes vanligvis for bolt mønstre, mens "pitch sirkel diameter" er mer vanlig i girterminologi.

Hvor nøyaktig må målingen mellom hull være?

Nøyaktighet er avgjørende, spesielt ettersom antallet hull øker. Selv små målefeil kan betydelig påvirke den beregnede bolt sirkel diameter. For presisjonsapplikasjoner, mål flere tilstøtende hullpar og bruk gjennomsnittlig avstand for å minimere målefeil.

Kan jeg bruke denne kalkulatoren for ikke-likestilte bolt mønstre?

Nei, denne kalkulatoren er spesifikt designet for bolt mønstre der alle hull er likt fordelt rundt sirkelen. For ikke-likestilte mønstre, vil du trenge mer komplekse beregninger eller direkte målemetoder.

Hvordan måler jeg avstanden mellom bolthull nøyaktig?

For best resultat, bruk presisjonsmåleverktøy som skyvelær for å måle fra sentrum av ett bolthull til sentrum av et tilstøtende hull. Ta flere målinger mellom forskjellige par av tilstøtende hull og gjennomsnitt resultatene for å minimere målefeil.

Hvilke enheter bruker kalkulatoren?

Kalkulatoren fungerer med hvilket som helst konsekvent enhetssystem. Hvis du skriver inn avstanden mellom hull i millimeter, vil bolt sirkel diameter også være i millimeter. På samme måte, hvis du bruker tommer, vil resultatet være i tommer.

Hvordan konverterer jeg mellom bolt sirkel diameter og senter-til-senter avstand?

For et bolt mønster med n hull, er forholdet: Senter-til-Senter Avstand = 2 × Bolt Circle Radius × sin(π/n), hvor Bolt Circle Radius er halvparten av Bolt Circle Diameter.

Referanser

Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30. utgave). Industrial Press.
Shigley, J. E., & Mischke, C. R. (2001). Mechanical Engineering Design (6. utgave). McGraw-Hill.
American National Standards Institute. (2013). ASME B16.5: Pipe Flanges and Flanged Fittings. ASME International.
International Organization for Standardization. (2010). ISO 7005: Pipe flanges - Part 1: Steel flanges. ISO.
Society of Automotive Engineers. (2015). SAE J1926: Dimensions for Bolt Circle Patterns. SAE International.
Deutsches Institut für Normung. (2017). DIN EN 1092-1: Flenser og deres forbindelser. Sirkulære flenser for rør, ventiler, fittings og tilbehør, PN betegnet. DIN.

Bruk vår Bolt Circle Diameter Kalkulator for raskt og nøyaktig å bestemme diameteren på ditt bolt sirkel mønster. Skriv enkelt inn antall bolthull og avstanden mellom dem for presise resultater for dine ingeniør-, produksjons- eller gjør-det-selv-prosjekter.

Bolt Circle Diameter Kalkulator for Ingeniørapplikasjoner

Bolt Circle Diameter Kalkulator

Resultat

Brukt Formel

Dokumentasjon