Calculator Diametru Cerc de Șuruburi | Instrument BCD Gratuit

Ce este un calculator pentru diametrul cercului de șuruburi?

Un calculator pentru diametrul cercului de șuruburi (BCD) determină diametrul cercului care trece prin centrele unui set de găuri pentru șuruburi dispuse la distanțe egale. Inginerii și mecanicii îl folosesc pentru a verifica dacă dispunerea șuruburilor pe componente precum roți, flanșe și carcase de mașini se va alinia corect.

Un cerc de șuruburi, numit și dispunere a șuruburilor sau cerc de pas, este un inel de găuri dispuse în jurul unui punct central la unghiuri egale. Diametrul cercului de șuruburi este dimensiunea cercului care trece prin mijlocul fiecărei găuri din acel inel.

Formula diametrului cercului de șuruburi

Calculatorul are nevoie de două numere: numărul găurilor pentru șuruburi și distanța în linie dreaptă dintre două găuri adiacente, măsurată din centru în centru. Formula este:

$D = \frac{a}{\sin\left(\frac{\pi}{n}\right)}$

unde D este diametrul cercului de șuruburi, a este distanța dintre două găuri adiacente, iar n este numărul găurilor.

Aici, π (pi) este aproximativ 3,14159. Valoarea π ÷ numărul găurilor este un unghi exprimat în radiani, iar sinusul său este calculat înainte de împărțire.

De ce funcționează formula

Găurile pentru șuruburi dispuse uniform în jurul unui cerc se află în colțurile unui poligon regulat. Într-un cerc cu diametrul d, distanța în linie dreaptă dintre două colțuri învecinate (o coardă) respectă următoarea regulă:

$c = d \times \sin\left(\frac{\pi}{n}\right)$

unde n este numărul colțurilor sau al găurilor. Rezolvând în funcție de diametru, se obține:

$d = \frac{c}{\sin\left(\frac{\pi}{n}\right)}$

Aceasta este formula utilizată de calculator.

Cum se calculează diametrul cercului de șuruburi: exemplu rezolvat

Să luăm un model de dispunere a șuruburilor cu 6 găuri, distanțate la 15 mm una de alta, din centru în centru.

1. Împarte π la numărul găurilor: π ÷ 6 = 0,5236 radiani, adică 30°.
2. Calculează sinusul acelui unghi: sin(30°) = 0,5.
3. Împarte distanța dintre găuri la acea valoare: 15 ÷ 0,5 = 30.

Diametrul cercului de șuruburi este 30 mm.

Acest rezultat corespunde unei proprietăți cunoscute a hexagoanelor: într-o formă regulată cu șase laturi, distanța dintre două colțuri învecinate este egală cu raza cercului. Deoarece raza aici este 15 mm, diametrul este 30 mm.

Exemplu: dispunerea șuruburilor unei roți de automobil

Roțile de automobil sunt adesea marcate cu o dispunere a șuruburilor precum „5x114.3”, ceea ce înseamnă 5 găuri pentru prezoane dispuse pe un cerc de șuruburi de 114,3 mm. Pentru 5 găuri, distanța în linie dreaptă dintre găurile adiacente de pe acel cerc este 114,3 × sin(π ÷ 5) ≈ 67,2 mm. Introducerea valorilor 5 găuri și 67,2 mm în calculator returnează 114,33 mm, care se rotunjește la dispunerea etichetată 114,3 mm. Rezultatele sunt afișate cu două zecimale.

Unde este important diametrul cercului de șuruburi

• Roți de automobil: o roată de schimb trebuie să aibă același număr de prezoane și același diametru al cercului de șuruburi ca vehiculul, altfel șuruburile prezoanelor nu se vor alinia cu butucul.
• Flanșe pentru conducte: standarde precum ASME B16.5 și ISO 7005 stabilesc diametrele cercurilor de șuruburi pentru diferite dimensiuni de conducte și clase de presiune.
• Asamblarea mașinilor: angrenajele, roțile de curea și carcasele rulmenților folosesc adesea dispuneri circulare ale șuruburilor, care trebuie să corespundă exact componentei conjugate.
• Construcții din oțel: plăcile de bază ale stâlpilor folosesc șuruburi de ancorare dispuse pe un cerc de șuruburi pentru a fixa stâlpul de fundație.

Limitări

Formula presupune că fiecare gaură se află la un unghi egal în jurul cercului. Ea nu se aplică dispunerilor cu distanțe neregulate. Numărul găurilor trebuie să fie un număr întreg de 3 sau mai mare, astfel încât calculatorul respinge o valoare fracționară precum 4,5. Mai puțin de trei puncte nu pot defini un cerc unic. Pe măsură ce numărul găurilor crește, o eroare mică în măsurarea distanței dintre găuri se transformă într-o eroare mai mare a diametrului calculat, astfel încât măsurarea atentă este deosebit de importantă pentru dispunerile cu multe găuri.

Întrebări frecvente

Ce este diametrul cercului de șuruburi?

Este diametrul cercului care trece prin centrul fiecărei găuri pentru șuruburi dintr-o dispunere circulară uniformă. Se mai numește diametrul cercului de pas (PCD).

Care este formula diametrului cercului de șuruburi?

$D = a \div \sin\left(\frac{\pi}{n}\right)$, unde a este distanța dintre găurile adiacente, iar n este numărul lor, unghiul fiind măsurat în radiani.

Care este numărul minim de găuri acceptat de calculator?

Trei. Un cerc nu poate fi definit în mod unic de mai puțin de trei puncte. Numărul trebuie să fie, de asemenea, întreg, deoarece o gaură pentru șurub nu poate fi împărțită în două.

Diametrul cercului de șuruburi este același cu diametrul cercului de pas?

Da, cele două denumiri descriu aceeași măsurătoare. „Diametrul cercului de pas” este mai frecvent în proiectarea angrenajelor, iar „diametrul cercului de șuruburi” este mai frecvent pentru îmbinările cu șuruburi.

Contează unitatea de măsură?

Nu. Formula funcționează cu orice unitate consecventă. Introducerea distanței dintre găuri în milimetri produce un rezultat în milimetri; introducerea acesteia în țoli produce un rezultat în țoli.

Poate fi utilizată această formulă pentru găuri dispuse la distanțe inegale?

Nu. Formula presupune că găurile se află la unghiuri egale în jurul cercului. Distanțele inegale necesită măsurare directă sau, în schimb, geometrie analitică.

Referințe

1. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. și Ryffel, H. H. Machinery's Handbook (ediția 30). Industrial Press, 2016.
2. ASME B16.5: Pipe Flanges and Flanged Fittings. American Society of Mechanical Engineers, 2013.
3. ISO 7005-1: Flanșe pentru conducte — Partea 1: Flanșe din oțel. Organizația Internațională de Standardizare, 2010.