Kalkulator Diameter Pitch: Alat Profesional untuk Reka Bentuk Gear dan Benang

Apa itu Kalkulator Diameter Pitch?

Kalkulator diameter pitch adalah alat dalam talian yang penting yang secara serta-merta mengira ukuran diameter pitch yang tepat untuk gear dan komponen berbenang. Sama ada anda seorang jurutera yang mereka bentuk mesin presisi, seorang machinist yang mencipta bahagian khusus, atau seorang pelajar yang mempelajari prinsip reka bentuk mekanikal, kalkulator diameter pitch ini menghapuskan pengiraan manual yang kompleks dan memastikan hasil yang tepat setiap kali.

Diameter pitch adalah dimensi yang paling kritikal dalam reka bentuk gear dan benang - ia menentukan bagaimana komponen berinteraksi, menghantar kuasa, dan mengekalkan penglibatan mekanikal yang betul. Kalkulator kami mengendalikan pengiraan diameter pitch gear (menggunakan modul dan bilangan gigi) dan pengiraan diameter pitch benang (menggunakan diameter utama dan pitch benang) dengan ketepatan tahap profesional.

Untuk gear, diameter pitch adalah bulatan teoritis di mana penggandingan berlaku antara dua gear. Ia bukan diameter luar atau diameter akar, tetapi sebaliknya dimensi tengah yang penting di mana daya dihantar. Untuk komponen berbenang, diameter pitch mewakili diameter median teoritis di mana ketebalan benang sama dengan lebar alur, yang penting untuk kesesuaian dan fungsi yang betul.

Sama ada anda mereka bentuk gearbox presisi, menghasilkan komponen berbenang, atau hanya perlu mengesahkan spesifikasi, kalkulator diameter pitch ini menawarkan penyelesaian yang mudah untuk mendapatkan ukuran yang tepat dengan cepat.

Cara Mengira Diameter Pitch: Panduan Lengkap

Mengapa Mengira Diameter Pitch?

Pengiraan diameter pitch yang tepat adalah asas kepada reka bentuk mekanikal yang berjaya. Jurutera bergantung kepada ukuran diameter pitch yang tepat untuk memastikan penggandingan gear yang betul, mengira jarak pusat, menentukan toleransi benang, dan mengekalkan piawaian kawalan kualiti. Memahami cara mengira diameter pitch menjimatkan masa, mengurangkan kesilapan, dan memastikan komponen mekanikal anda berfungsi dengan betul.

Apa itu Diameter Pitch dalam Gear?

Diameter pitch bagi gear adalah diameter bulatan pitch - bulatan khayalan yang mewakili permukaan sentuhan teoritis antara dua gear yang berpenggandingan. Ia adalah salah satu dimensi yang paling penting dalam reka bentuk gear kerana ia menentukan bagaimana gear berinteraksi antara satu sama lain. Bulatan pitch membahagikan gigi kepada dua bahagian: addendum (bahagian di atas bulatan pitch) dan dedendum (bahagian di bawah bulatan pitch).

Untuk gear spur, yang mempunyai gigi selari dengan paksi putaran, diameter pitch (D) dikira menggunakan formula yang mudah:

$D = m \times z$

Di mana:

• D = Diameter pitch (mm)
• m = Modul (mm)
• z = Bilangan gigi

Modul (m) adalah parameter standard dalam reka bentuk gear yang mewakili nisbah diameter pitch kepada bilangan gigi. Ia secara asasnya menentukan saiz gigi. Nilai modul yang lebih besar menghasilkan gigi yang lebih besar, manakala nilai modul yang lebih kecil menghasilkan gigi yang lebih kecil.

Apa itu Diameter Pitch dalam Benang?

Untuk pengikat dan komponen berbenang, diameter pitch juga penting tetapi dikira dengan cara yang berbeza. Diameter pitch bagi benang adalah diameter silinder khayalan yang melalui benang pada titik di mana lebar benang dan lebar ruang antara benang adalah sama.

Untuk benang standard, diameter pitch (D₂) dikira menggunakan formula ini:

$D_2 = D - 0.6495 \times P$

Di mana:

• D₂ = Diameter pitch (mm)
• D = Diameter utama (mm)
• P = Pitch benang (mm)

Diameter utama (D) adalah diameter terbesar bagi benang (diameter luar skru atau diameter dalam nat). Pitch benang (P) adalah jarak antara benang yang bersebelahan, diukur selari dengan paksi benang.

Panduan Langkah demi Langkah: Menggunakan Kalkulator Diameter Pitch

Kalkulator diameter pitch kami direka untuk menjadi intuitif dan mudah digunakan, memberikan hasil yang tepat untuk pengiraan gear dan benang. Ikuti langkah-langkah mudah ini untuk menentukan diameter pitch untuk aplikasi khusus anda:

Untuk Pengiraan Gear:

1. Pilih "Gear" dari pilihan mod pengiraan
2. Masukkan bilangan gigi (z) dalam reka bentuk gear anda
3. Masukkan nilai modul (m) dalam milimeter
4. Kalkulator akan segera memaparkan hasil diameter pitch
5. Gunakan butang salin untuk menyimpan hasil ke papan klip anda jika perlu

Untuk Pengiraan Benang:

1. Pilih "Benang" dari pilihan mod pengiraan
2. Masukkan diameter utama (D) bagi benang anda dalam milimeter
3. Masukkan pitch benang (P) dalam milimeter
4. Kalkulator akan secara automatik mengira dan memaparkan diameter pitch
5. Salin hasilnya jika perlu untuk dokumen reka bentuk atau spesifikasi pembuatan anda

Kalkulator juga menyediakan visualisasi yang berguna yang dikemas kini secara masa nyata semasa anda menyesuaikan parameter input, memberikan anda pemahaman yang jelas tentang apa yang diwakili oleh diameter pitch dalam aplikasi khusus anda.

Formula dan Pengiraan Diameter Pitch

Formula Diameter Pitch Gear

Formula untuk mengira diameter pitch bagi gear adalah mudah:

$D = m \times z$

Di mana:

• D = Diameter pitch (mm)
• m = Modul (mm)
• z = Bilangan gigi

Pendaraban mudah ini memberikan anda diameter pitch yang tepat yang diperlukan untuk penggandingan gear yang betul. Modul adalah nilai standard dalam reka bentuk gear yang secara asasnya menentukan saiz gigi gear.

Contoh Pengiraan:

Untuk gear dengan 24 gigi dan modul 2 mm:

• D = 2 mm × 24
• D = 48 mm

Oleh itu, diameter pitch bagi gear ini adalah 48 mm.

Formula Diameter Pitch Benang

Untuk benang, pengiraan diameter pitch menggunakan formula ini:

$D_2 = D - 0.6495 \times P$

Di mana:

• D₂ = Diameter pitch (mm)
• D = Diameter utama (mm)
• P = Pitch benang (mm)

Pemalar 0.6495 diperoleh daripada profil benang 60° standard yang digunakan dalam kebanyakan pengikat berbenang. Formula ini berfungsi untuk benang metrik, yang merupakan yang paling biasa di seluruh dunia.

Contoh Pengiraan:

Untuk benang metrik dengan diameter utama 12 mm dan pitch 1.5 mm:

• D₂ = 12 mm - (0.6495 × 1.5 mm)
• D₂ = 12 mm - 0.97425 mm
• D₂ = 11.02575 mm ≈ 11.026 mm

Oleh itu, diameter pitch bagi benang ini adalah kira-kira 11.026 mm.

Aplikasi Dunia Nyata: Apabila Anda Memerlukan Pengiraan Diameter Pitch

Aplikasi Reka Bentuk Gear

Kalkulator diameter pitch sangat berharga dalam pelbagai senario reka bentuk gear:

1. Reka Bentuk Mesin Presisi: Apabila mereka bentuk gearbox untuk aplikasi seperti robotik, mesin CNC, atau instrumen presisi, pengiraan diameter pitch yang tepat memastikan penggandingan gear yang betul dan operasi yang lancar.

2. Sistem Transmisi Automotif: Jurutera automotif menggunakan pengiraan diameter pitch untuk mereka bentuk gear transmisi yang dapat menangani keperluan tork tertentu sambil mengekalkan kecekapan.

3. Peralatan Industri: Peralatan pembuatan sering memerlukan reka bentuk gear khusus dengan diameter pitch tertentu untuk mencapai nisbah kelajuan dan keupayaan penghantaran kuasa yang diingini.

4. Pembuatan Jam dan Jam Tangan: Horologis bergantung kepada pengiraan diameter pitch yang tepat untuk gigi kecil yang digunakan dalam jam mekanikal.

5. Mencetak 3D Gear Khusus: Penggemar dan prototip boleh menggunakan kalkulator diameter pitch untuk mereka bentuk gear khusus untuk pencetakan 3D, memastikan kesesuaian dan fungsi yang betul.

Aplikasi Reka Bentuk Benang

Untuk komponen berbenang, kalkulator diameter pitch berfungsi dalam fungsi penting ini:

1. Pembuatan Pengikat: Pengilang menggunakan spesifikasi diameter pitch untuk memastikan pengikat berbenang memenuhi piawaian industri dan akan berinteraksi dengan komponen yang bersesuaian dengan betul.

2. Kawalan Kualiti: Pemeriksa kualiti menggunakan ukuran diameter pitch untuk mengesahkan bahawa komponen berbenang memenuhi spesifikasi reka bentuk.

3. Reka Bentuk Benang Khusus: Jurutera yang mereka bentuk komponen berbenang khusus untuk aeroangkasa, perubatan, atau aplikasi presisi tinggi lain memerlukan pengiraan diameter pitch yang tepat.

4. Pembetulan Benang: Mekanik dan profesional penyelenggaraan menggunakan maklumat diameter pitch semasa membaiki atau menggantikan benang yang rosak.

5. Paip dan Pemasangan Paip: Penglibatan benang yang betul dalam pemasangan paip bergantung kepada spesifikasi diameter pitch yang tepat untuk memastikan sambungan tanpa kebocoran.

Alternatif kepada Diameter Pitch

Walaupun diameter pitch adalah parameter asas dalam reka bentuk gear dan benang, terdapat ukuran alternatif yang mungkin lebih sesuai dalam situasi tertentu:

Untuk Gear:

1. Pitch Diametral: Biasa dalam sistem pengukuran imperial, pitch diametral adalah bilangan gigi per inci diameter pitch. Ia adalah kebalikan modul.

2. Pitch Bulatan: Jarak antara titik yang sepadan pada gigi yang bersebelahan diukur sepanjang bulatan pitch.

3. Diameter Bulatan Asas: Digunakan dalam reka bentuk gear involute, diameter bulatan asas adalah tempat lengkung involute yang membentuk profil gigi bermula.

4. Sudut Tekanan: Walaupun bukan ukuran diameter, sudut tekanan mempengaruhi bagaimana gear menghantar daya dan sering dipertimbangkan bersama diameter pitch.

Untuk Benang:

1. Diameter Berkesan: Serupa dengan diameter pitch tetapi mengambil kira deformasi benang di bawah beban.

2. Diameter Minor: Diameter terkecil bagi benang luar atau diameter terbesar bagi benang dalam.

3. Lead: Untuk benang multi-start, lead (jarak yang maju dalam satu putaran) mungkin lebih relevan daripada pitch.

4. Sudut Benang: Sudut yang termasuk antara sisi benang, yang mempengaruhi kekuatan dan penglibatan benang.

Sejarah dan Evolusi Diameter Pitch

Konsep diameter pitch mempunyai sejarah yang kaya dalam kejuruteraan mekanikal, berkembang seiring dengan perkembangan amalan pembuatan yang standard.

Sistem Gear Awal

Peradaban purba, termasuk Yunani dan Rom, menggunakan sistem gear primitif dalam peranti seperti mekanisme Antikythera (sekitar 100 SM), tetapi gear awal ini kekurangan standardisasi. Semasa Revolusi Perindustrian (abad ke-18 hingga ke-19), apabila mesin menjadi lebih kompleks dan meluas, keperluan untuk parameter gear yang standard menjadi jelas.

Pada tahun 1864, sistem standard pertama untuk gigi gear dicadangkan oleh pengeluar gear Philadelphia, William Sellers. Sistem ini, berdasarkan pitch diametral, diterima pakai secara meluas di Amerika Syarikat. Di Eropah, sistem modul (yang berkaitan secara langsung dengan diameter pitch) dibangunkan dan akhirnya menjadi standard antarabangsa melalui spesifikasi ISO.

Standardisasi Benang

Sejarah pengikat berbenang bermula sejak zaman purba, tetapi bentuk benang yang standard adalah perkembangan yang agak baru. Pada tahun 1841, Joseph Whitworth mencadangkan sistem benang standard pertama di England, yang dikenali sebagai benang Whitworth. Pada tahun 1864, William Sellers memperkenalkan standard yang bersaing di Amerika Syarikat.

Konsep diameter pitch menjadi penting apabila standard ini berkembang, menyediakan cara yang konsisten untuk mengukur dan menentukan benang. Standard benang bersatu moden, yang menggunakan diameter pitch sebagai spesifikasi utama, dibangunkan pada tahun 1940-an sebagai kerjasama antara AS, UK, dan Kanada.

Hari ini, diameter pitch kekal sebagai parameter asas dalam kedua-dua standard benang metrik ISO (digunakan secara global) dan Standard Benang Bersatu (biasa di AS).

Contoh Kod untuk Mengira Diameter Pitch

Berikut adalah contoh dalam pelbagai bahasa pengaturcaraan untuk mengira diameter pitch:

1' Formula Excel untuk diameter pitch gear
2=B2*C2
3' Di mana B2 mengandungi modul dan C2 mengandungi bilangan gigi
4
5' Formula Excel untuk diameter pitch benang
6=D2-(0.6495*E2)
7' Di mana D2 mengandungi diameter utama dan E2 mengandungi pitch benang
8

1# Fungsi Python untuk pengiraan diameter pitch
2
3def gear_pitch_diameter(module, teeth):
4    """Mengira diameter pitch bagi gear.
5    
6    Args:
7        module (float): Modul dalam mm
8        teeth (int): Bilangan gigi
9        
10    Returns:
11        float: Diameter pitch dalam mm
12    """
13    return module * teeth
14
15def thread_pitch_diameter(major_diameter, thread_pitch):
16    """Mengira diameter pitch bagi benang.
17    
18    Args:
19        major_diameter (float): Diameter utama dalam mm
20        thread_pitch (float): Pitch benang dalam mm
21        
22    Returns:
23        float: Diameter pitch dalam mm
24    """
25    return major_diameter - (0.6495 * thread_pitch)
26
27# Contoh penggunaan
28gear_pd = gear_pitch_diameter(2, 24)
29print(f"Diameter pitch gear: {gear_pd} mm")
30
31thread_pd = thread_pitch_diameter(12, 1.5)
32print(f"Diameter pitch benang: {thread_pd:.4f} mm")
33

1// Fungsi JavaScript untuk pengiraan diameter pitch
2
3function gearPitchDiameter(module, teeth) {
4  return module * teeth;
5}
6
7function threadPitchDiameter(majorDiameter, threadPitch) {
8  return majorDiameter - (0.6495 * threadPitch);
9}
10
11// Contoh penggunaan
12const gearPD = gearPitchDiameter(2, 24);
13console.log(`Diameter pitch gear: ${gearPD} mm`);
14
15const threadPD = threadPitchDiameter(12, 1.5);
16console.log(`Diameter pitch benang: ${threadPD.toFixed(4)} mm`);
17

1public class PitchDiameterCalculator {
2    /**
3     * Mengira diameter pitch bagi gear
4     * 
5     * @param module Modul dalam mm
6     * @param teeth Bilangan gigi
7     * @return Diameter pitch dalam mm
8     */
9    public static double gearPitchDiameter(double module, int teeth) {
10        return module * teeth;
11    }
12    
13    /**
14     * Mengira diameter pitch bagi benang
15     * 
16     * @param majorDiameter Diameter utama dalam mm
17     * @param threadPitch Pitch benang dalam mm
18     * @return Diameter pitch dalam mm
19     */
20    public static double threadPitchDiameter(double majorDiameter, double threadPitch) {
21        return majorDiameter - (0.6495 * threadPitch);
22    }
23    
24    public static void main(String[] args) {
25        double gearPD = gearPitchDiameter(2.0, 24);
26        System.out.printf("Diameter pitch gear: %.2f mm%n", gearPD);
27        
28        double threadPD = threadPitchDiameter(12.0, 1.5);
29        System.out.printf("Diameter pitch benang: %.4f mm%n", threadPD);
30    }
31}
32

1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4// Mengira diameter pitch bagi gear
5double gearPitchDiameter(double module, int teeth) {
6    return module * teeth;
7}
8
9// Mengira diameter pitch bagi benang
10double threadPitchDiameter(double majorDiameter, double threadPitch) {
11    return majorDiameter - (0.6495 * threadPitch);
12}
13
14int main() {
15    double gearPD = gearPitchDiameter(2.0, 24);
16    std::cout << "Diameter pitch gear: " << gearPD << " mm" << std::endl;
17    
18    double threadPD = threadPitchDiameter(12.0, 1.5);
19    std::cout << "Diameter pitch benang: " << std::fixed << std::setprecision(4) 
20              << threadPD << " mm" << std::endl;
21    
22    return 0;
23}
24

Soalan Lazim Mengenai Diameter Pitch

Apa itu diameter pitch dalam gear?

Diameter pitch dalam gear adalah diameter bulatan pitch teoritis di mana penggandingan berlaku antara dua gear. Ia dikira dengan mengalikan modul dengan bilangan gigi. Diameter ini adalah penting untuk penggandingan gear yang betul dan menentukan jarak pusat antara gear.

Bagaimana diameter pitch berbeza daripada diameter luar dalam gear?

Diameter pitch adalah lebih kecil daripada diameter luar (juga dipanggil diameter addendum) bagi gear. Diameter luar sama dengan diameter pitch ditambah dua kali nilai addendum, yang biasanya sama dengan modul. Sebagai contoh, jika gear mempunyai diameter pitch 48 mm dan modul 2 mm, diameter luarnya adalah 52 mm (48 mm + 2 × 2 mm).

Mengapa diameter pitch penting untuk benang?

Diameter pitch adalah kritikal untuk benang kerana ia menentukan sama ada benang yang bersesuaian akan sesuai bersama dengan betul. Ia adalah diameter teoritis di mana lebar puncak benang sama dengan lebar alur benang. Diameter pitch yang tepat memastikan bahawa pengikat mencapai penglibatan yang betul, pengagihan beban, dan keupayaan penutupan.

Bolehkah saya menggunakan kalkulator ini untuk gear dan benang imperial?

Ya, tetapi anda perlu menukar ukuran imperial anda kepada metrik terlebih dahulu. Untuk gear, tukar pitch diametral (DP) kepada modul menggunakan formula: modul = 25.4 ÷ DP. Untuk benang, tukar bilangan benang per inci (TPI) kepada pitch menggunakan: pitch = 25.4 ÷ TPI. Kemudian anda boleh menggunakan kalkulator seperti biasa dan menukar hasilnya kembali kepada imperial jika perlu.

Seberapa tepat kalkulator diameter pitch?

Kalkulator memberikan hasil yang tepat hingga empat tempat perpuluhan, yang mencukupi untuk kebanyakan aplikasi kejuruteraan. Namun