Calculadora de Roscas: Calcule Profundidade e Diâmetro da Rosca

Calculadora de roscas para medir parafusos e porcas

Uma calculadora de roscas determina a profundidade, o diâmetro menor e o diâmetro primitivo da rosca de um parafuso. Ela funciona a partir do diâmetro maior e do passo, ou do número de fios por polegada (TPI). Torneiros mecânicos, engenheiros e entusiastas a utilizam para verificar se um parafuso se encaixa em uma porca correspondente ou em um furo roscado.

Principais termos de roscas

• Diâmetro maior: o ponto mais largo de uma rosca, medido de crista a crista.
• Diâmetro menor: o ponto mais estreito de uma rosca, medido de raiz a raiz.
• Diâmetro primitivo: um diâmetro imaginário a meio caminho entre os diâmetros maior e menor, no ponto em que a crista do filete e o vão ao lado dela têm a mesma largura.
• Passo: a distância entre duas cristas vizinhas da rosca, medida em milímetros nas roscas métricas.
• Fios por polegada (TPI): o número de cristas de rosca em uma polegada de uma rosca do sistema imperial. O passo e o TPI medem a mesma grandeza em unidades diferentes: passo (mm) = 25,4 / TPI.
• Profundidade da rosca: a distância radial entre os diâmetros maior e menor, ou a profundidade de corte do sulco da rosca.

Sistemas de roscas métricas e imperiais

As roscas métricas seguem a norma ISO. Uma medida como M10×1,5 significa um diâmetro maior de 10 mm com um passo de 1,5 mm. O ângulo da rosca é de 60°.

As roscas imperiais seguem o Unified Thread Standard (UTS), o sistema mais comum nos Estados Unidos. Uma medida como 3/8"-16 indica um diâmetro maior de 3/8 de polegada com 16 fios por polegada. As roscas imperiais modernas também usam um ângulo de 60°. A antiga norma britânica Whitworth usava 55°.

Como calcular a profundidade da rosca

A profundidade da rosca mede a profundidade do sulco cortado, como um raio e não como um diâmetro.

Para roscas métricas:

h = 0,6134 × P

Para roscas imperiais, primeiro converta o TPI em passo em milímetros (P = 25,4 / TPI) e depois use a mesma fórmula:

h = 0,6134 × (25,4 / TPI)

Aqui, h é a profundidade da rosca em mm, P é o passo em mm e TPI é o número de fios por polegada.

Fórmula do diâmetro menor

A calculadora informa o diâmetro menor da rosca externa, o diâmetro de um parafuso medido no fundo de sua raiz arredondada. No sistema métrico ISO, ele é escrito como d₃. É igual ao diâmetro maior menos o dobro da profundidade da rosca:

d₃ = d − 2h = d − 1,226868 × P

d é o diâmetro maior e d₃ é o diâmetro menor da rosca externa, ambos na mesma unidade de P. O diâmetro menor da porca correspondente (D₁, o diâmetro do furo de broca para o macho) é um pouco maior, d − 1,082532 × P, porque a crista da porca é cortada de forma mais plana que a raiz do parafuso.

Fórmula do diâmetro primitivo

d₂ = d − 0,6495 × P

d₂, o diâmetro primitivo, fica próximo do ponto intermediário entre os diâmetros maior e menor. É a dimensão que os calibres de rosca verificam com maior precisão, pois determina o quão firmemente duas peças roscadas se encaixam.

Exemplo: rosca métrica (M10×1,5)

Um parafuso M10×1,5 tem diâmetro maior de 10 mm e passo de 1,5 mm.

• Profundidade da rosca: 0,6134 × 1,5 = 0,920 mm
• Diâmetro menor: 10 − 1,226868 × 1,5 = 8,160 mm
• Diâmetro primitivo: 10 − 0,6495 × 1,5 = 9,026 mm

Exemplo: rosca imperial (3/8"-16)

Um parafuso 3/8"-16 tem diâmetro maior de 0,375 pol (9,525 mm) e 16 fios por polegada.

Primeiro, converta o TPI em passo: 25,4 / 16 = 1,5875 mm.

• Profundidade da rosca: 0,6134 × 1,5875 = 0,974 mm
• Diâmetro menor: 9,525 − 1,226868 × 1,5875 = 7,577 mm
• Diâmetro primitivo: 9,525 − 0,6495 × 1,5875 = 8,494 mm

A calculadora desta página mostra os resultados imperiais em polegadas, com o equivalente em milímetros ao lado, de acordo com a forma como os calibres de rosca imperiais normalmente são lidos.

Onde são usados os cálculos de roscas

Engenheiros usam as dimensões das roscas para escolher elementos de fixação que se ajustem a determinado furo ou porca. Torneiros mecânicos usam essas dimensões para configurar tornos e fresadoras para o corte de roscas. Inspetores de qualidade as utilizam para verificar se as peças acabadas correspondem a uma especificação técnica. Mecânicos as usam para encontrar um parafuso de reposição compatível quando o original foi perdido ou teve a rosca danificada. Encanadores as utilizam para combinar conexões de tubos.

Outras formas de rosca não se enquadram na rosca padrão em V abrangida por estas fórmulas. As roscas Acme e quadradas, usadas em fusos de avanço e macacos, têm ângulos e cálculos de profundidade diferentes. As roscas de tubos são cônicas ao longo do comprimento, em vez de manterem um diâmetro constante. Cada uma delas exige seu próprio conjunto de fórmulas.

Breve história

Antes do século 19, os parafusos eram cortados à mão e raramente correspondiam uns aos outros. Henry Maudslay construiu, em 1797, um torno prático para cortar roscas, tornando possível produzir roscas uniformes pela primeira vez. Em 1841, Joseph Whitworth propôs a primeira norma de roscas amplamente utilizada, na Grã-Bretanha, com um ângulo de 55°. Nos Estados Unidos, William Sellers propôs um sistema com ângulo de 60° em 1864, que se tornou a norma norte-americana.

Em 1948, os Estados Unidos, a Grã-Bretanha e o Canadá chegaram a um acordo sobre o Unified Thread Standard, ainda hoje em uso. A Organização Internacional de Normalização (ISO) estabeleceu a norma de roscas métricas na década de 1960. As roscas métricas são hoje o sistema mais comum no mundo, embora as roscas imperiais continuem sendo o padrão de muitos elementos de fixação nos Estados Unidos.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre passo e TPI?

O passo é a distância entre duas cristas de rosca, dada em milímetros. O TPI indica quantas cristas cabem em uma polegada. Ambos descrevem a mesma medida em unidades diferentes: passo (mm) = 25,4 / TPI.

Como saber se uma rosca é métrica ou imperial?

As roscas métricas são identificadas por um M e dois números em milímetros, como M10×1,5. As roscas imperiais são identificadas por um diâmetro em polegadas, geralmente na forma de fração, seguido de uma contagem de TPI, como 3/8"-16.

O que é engrenamento da rosca?

O engrenamento da rosca é o comprimento de contato entre duas peças roscadas acopladas, medido ao longo do eixo do parafuso. Uma regra comum para elementos de fixação de aço é que o comprimento de engrenamento seja de pelo menos um diâmetro maior. Materiais mais macios, como o alumínio, geralmente precisam de 1,5 vezes o diâmetro maior para garantir uma fixação segura.

Qual é a diferença entre roscas grossas e finas?

As roscas grossas têm um passo maior e menos fios por polegada. Elas reduzem o risco de cruzamento da rosca e funcionam bem em materiais macios. As roscas finas têm um passo menor e mais fios por polegada. Elas mantêm o aperto com mais firmeza sob vibração e permitem ajustes mais precisos.

Como medir o passo ou o TPI de uma rosca desconhecida?

Um calibre de passo de rosca, um pente fino com perfis de dentes cortados nos passos padrão, é pressionado contra a rosca até que um dente coincida exatamente. Um paquímetro também pode medir a distância ao longo de várias roscas e dividi-la pelo número de roscas contadas.

O que significa o ângulo da rosca?

O ângulo da rosca é o ângulo entre os dois lados inclinados de uma única crista de rosca. Quase todas as roscas métricas e imperiais modernas usam 60°. As roscas britânicas Whitworth antigas usavam 55°.

Referências

1. National Bureau of Standards. Screw-Thread Standards for Federal Services, Handbook H28 (1969), Part I. nvlpubs.nist.gov — o ângulo básico de rosca de 60° do perfil de rosca unificado e o acordo de 1948 entre o Canadá, o Reino Unido e os Estados Unidos.