محاسبه‌گر رشته برای اندازه‌گیری پیچ و مهره

ابعاد رشته‌ها برای پیچ‌ها، مهره‌ها و واشرها را محاسبه کنید. قطر، گام یا TPI و نوع رشته را وارد کنید تا عمق رشته، قطر جزئی و قطر گام برای رشته‌های متریک و امپریال را دریافت کنید.

محاسبه‌گر رشته برای اندازه‌گیری پیچ و مهره

پارامترهای ورودی

نتایج

کپی نتایج
نوع رشته:
متریک
قطر بزرگ:
10.000 mm
گام:
1.500 mm
عمق رشته:
0.000 mm
قطر کوچک:
0.000 mm
قطر گام:
0.000 mm

تصویرسازی رشته

فرمول‌های محاسبه

عمق رشته

عمق رشته متریک: h = 0.6134 × P

عمق رشته امپریال: h = 0.6134 × (25.4/TPI)

که P گام به میلی‌متر است, TPI = رشته‌ها در هر اینچ

فرمول قطر کوچک

فرمول قطر کوچک: d₁ = d - 2h = d - 1.226868 × P

که d قطر بزرگ است

فرمول قطر گام

فرمول قطر گام: d₂ = d - 0.6495 × P

که d قطر بزرگ است

📚

مستندات

ماشین حساب اندازه‌گیری رشته برای اندازه‌گیری پیچ و مهره

مقدمه‌ای بر اندازه‌گیری رشته‌ها

اندازه‌گیری رشته‌ها پارامترهای اساسی برای مهندسان، ماشین‌کاران و علاقه‌مندان به کارهای دستی است که با اتصالاتی مانند پیچ‌ها، مهره‌ها و نرها کار می‌کنند. ماشین حساب رشته یک روش ساده اما قدرتمند برای تعیین ابعاد حیاتی رشته‌ها از جمله عمق رشته، قطر جزئی و قطر گام بر اساس قطر اصلی و گام (یا تعداد رشته در اینچ) ارائه می‌دهد. چه شما با سیستم‌های رشته متریک یا امپریال کار کنید، این ماشین حساب به شما کمک می‌کند تا مطمئن شوید که اجزای رشته‌ای به درستی متناسب، کارکرد و قابلیت تعویض در مجموعه‌های مکانیکی، فرآیندهای تولید و کاربردهای تعمیر هستند.

درک هندسه رشته‌ها برای انتخاب اتصالات مناسب، سوراخ‌کاری صحیح و اطمینان از جفت شدن اجزا بسیار مهم است. این راهنمای جامع اصول اندازه‌گیری رشته، فرمول‌های محاسباتی و کاربردهای عملی را توضیح می‌دهد تا به شما کمک کند با اطمینان با اتصالات رشته‌ای در صنایع و پروژه‌های مختلف کار کنید.

اصول اندازه‌گیری رشته

اصطلاحات کلیدی رشته

قبل از پرداختن به محاسبات، مهم است که با اصطلاحات پایه‌ای که در اندازه‌گیری رشته‌ها استفاده می‌شود، آشنا شوید:

  • قطر اصلی: بزرگ‌ترین قطر یک رشته، که از قله تا قله در امتداد پروفیل رشته اندازه‌گیری می‌شود.
  • قطر جزئی: کوچک‌ترین قطر یک رشته، که از ریشه تا ریشه در امتداد پروفیل رشته اندازه‌گیری می‌شود.
  • قطر گام: قطر نظری که در نیمه راه بین قطر اصلی و قطر جزئی قرار دارد.
  • گام: فاصله بین قله‌های رشته‌های مجاور (رشته‌های متریک) یا معکوس تعداد رشته‌ها در اینچ (رشته‌های امپریال).
  • عمق رشته: فاصله شعاعی بین قطر اصلی و قطر جزئی، که نشان‌دهنده عمق برش رشته است.
  • رشته در اینچ (TPI): تعداد قله‌های رشته در هر اینچ، که در سیستم‌های رشته‌ای امپریال استفاده می‌شود.
  • هدایت: فاصله محوری که یک جزء رشته‌ای در یک چرخش کامل پیشرفت می‌کند.
  • زاویه رشته: زاویه شامل بین لبه‌های رشته (60° برای متریک، 55° برای امپریال).

استانداردها و سیستم‌های رشته

دو سیستم اصلی اندازه‌گیری رشته در سراسر جهان استفاده می‌شود:

  1. سیستم رشته متریک (ISO):

    • با حرف 'M' مشخص می‌شود که به دنبال آن قطر اصلی به میلی‌متر می‌آید
    • از گام به میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود
    • زاویه استاندارد رشته 60° است
    • مثال: M10×1.5 (قطر اصلی 10 میلی‌متر با گام 1.5 میلی‌متر)
  2. سیستم رشته امپریال (Unified/UTS):

    • به اینچ اندازه‌گیری می‌شود
    • از رشته در اینچ (TPI) به جای گام استفاده می‌کند
    • زاویه استاندارد رشته 60° (در اصل 55° برای رشته‌های ویتورث)
    • مثال: 3/8"-16 (قطر اصلی 3/8" با 16 رشته در اینچ)

فرمول‌های اندازه‌گیری رشته

محاسبه عمق رشته

عمق رشته نشان‌دهنده عمق برش رشته است و یک بعد حیاتی برای درگیری صحیح رشته است.

برای رشته‌های متریک:

عمق رشته (h) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

h=0.6134×Ph = 0.6134 \times P

که در آن:

  • h = عمق رشته (میلی‌متر)
  • P = گام (میلی‌متر)

برای رشته‌های امپریال:

عمق رشته (h) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

h=0.6134×25.4TPIh = 0.6134 \times \frac{25.4}{TPI}

که در آن:

  • h = عمق رشته (میلی‌متر)
  • TPI = رشته در اینچ

محاسبه قطر جزئی

قطر جزئی کوچک‌ترین قطر رشته است و برای تعیین فضای خالی و تناسب حیاتی است.

برای رشته‌های متریک:

قطر جزئی (d₁) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

d1=d2h=d1.226868×Pd_1 = d - 2h = d - 1.226868 \times P

که در آن:

  • d₁ = قطر جزئی (میلی‌متر)
  • d = قطر اصلی (میلی‌متر)
  • P = گام (میلی‌متر)

برای رشته‌های امپریال:

قطر جزئی (d₁) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

d1=d1.226868×25.4TPId_1 = d - 1.226868 \times \frac{25.4}{TPI}

که در آن:

  • d₁ = قطر جزئی (میلی‌متر یا اینچ)
  • d = قطر اصلی (میلی‌متر یا اینچ)
  • TPI = رشته در اینچ

محاسبه قطر گام

قطر گام قطر نظری است که در آن ضخامت رشته برابر با عرض فضای خالی است.

برای رشته‌های متریک:

قطر گام (d₂) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

d2=d0.6495×Pd_2 = d - 0.6495 \times P

که در آن:

  • d₂ = قطر گام (میلی‌متر)
  • d = قطر اصلی (میلی‌متر)
  • P = گام (میلی‌متر)

برای رشته‌های امپریال:

قطر گام (d₂) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

d2=d0.6495×25.4TPId_2 = d - 0.6495 \times \frac{25.4}{TPI}

که در آن:

  • d₂ = قطر گام (میلی‌متر یا اینچ)
  • d = قطر اصلی (میلی‌متر یا اینچ)
  • TPI = رشته در اینچ

نحوه استفاده از ماشین حساب رشته

ماشین حساب رشته ما این محاسبات پیچیده را ساده می‌کند و با چند ورودی، اندازه‌گیری‌های دقیق رشته را ارائه می‌دهد. مراحل زیر را برای استفاده مؤثر از ماشین حساب دنبال کنید:

  1. نوع رشته را انتخاب کنید: بین سیستم‌های رشته متریک یا امپریال بر اساس مشخصات اتصالات خود انتخاب کنید.

  2. قطر اصلی را وارد کنید:

    • برای رشته‌های متریک: قطر را به میلی‌متر وارد کنید (مثلاً 10 میلی‌متر برای یک پیچ M10)
    • برای رشته‌های امپریال: قطر را به اینچ وارد کنید (مثلاً 0.375 برای یک پیچ 3/8")
  3. گام یا TPI را مشخص کنید:

    • برای رشته‌های متریک: گام را به میلی‌متر وارد کنید (مثلاً 1.5 میلی‌متر)
    • برای رشته‌های امپریال: رشته در اینچ (TPI) را وارد کنید (مثلاً 16 TPI)
  4. نتایج را مشاهده کنید: ماشین حساب به‌طور خودکار موارد زیر را نمایش می‌دهد:

    • عمق رشته
    • قطر جزئی
    • قطر گام
  5. نتایج را کپی کنید: از دکمه کپی برای ذخیره نتایج برای مستندسازی یا محاسبات بیشتر استفاده کنید.

مثال‌های محاسباتی

مثال رشته متریک:

برای یک پیچ M10×1.5:

  • قطر اصلی: 10 میلی‌متر
  • گام: 1.5 میلی‌متر
  • عمق رشته: 0.6134 × 1.5 = 0.920 میلی‌متر
  • قطر جزئی: 10 - 1.226868 × 1.5 = 8.160 میلی‌متر
  • قطر گام: 10 - 0.6495 × 1.5 = 9.026 میلی‌متر

مثال رشته امپریال:

برای یک پیچ 3/8"-16:

  • قطر اصلی: 0.375 اینچ (9.525 میلی‌متر)
  • TPI: 16
  • گام: 25.4/16 = 1.588 میلی‌متر
  • عمق رشته: 0.6134 × 1.588 = 0.974 میلی‌متر
  • قطر جزئی: 9.525 - 1.226868 × 1.588 = 7.574 میلی‌متر
  • قطر گام: 9.525 - 0.6495 × 1.588 = 8.493 میلی‌متر

کاربردها و موارد استفاده عملی

مهندسی و تولید

محاسبات رشته در فرآیندهای مختلف مهندسی و تولید ضروری است:

  1. طراحی محصول: مهندسان از اندازه‌گیری‌های رشته برای مشخص کردن اتصالاتی که نیازهای بار را برآورده می‌کنند و محدودیت‌های فضایی را در نظر می‌گیرند، استفاده می‌کنند.

  2. ماشین‌کاری CNC: ماشین‌کاران برای برنامه‌ریزی عملیات برش رشته به اندازه‌گیری‌های دقیق رشته نیاز دارند.

  3. کنترل کیفیت: بازرسان ابعاد رشته را برای اطمینان از انطباق با مشخصات و استانداردها بررسی می‌کنند.

  4. انتخاب ابزار: انتخاب صحیح مته‌ها، قالب‌ها و گجت‌های رشته‌ای نیاز به دانش ابعاد رشته دارد.

  5. چاپ سه‌بعدی: طراحی اجزای رشته‌ای برای تولید افزایشی نیاز به مشخصات دقیق رشته دارد.

تعمیرات خودرو و مکانیکی

حتی برای پروژه‌های خانگی، درک اندازه‌گیری‌های رشته می‌تواند ارزشمند باشد:

  1. مونتاژ مبلمان: شناسایی اتصالات صحیح برای مونتاژ یا تعمیر.

  2. تعمیرات لوله‌کشی: تطبیق انواع و اندازه‌های رشته برای اتصالات و لوازم.

  3. نگهداری دوچرخه: کار با استانداردهای رشته‌ای تخصصی مورد استفاده در اجزای دوچرخه.

  4. محفظه‌های الکترونیکی: اطمینان از درگیری صحیح رشته برای پیچ‌های نصب در دستگاه‌های الکترونیکی.

  5. تجهیزات باغبانی: تعمیر یا تعویض اجزای رشته‌ای در ابزارهای باغ و چمن‌زنی.

جایگزین‌ها برای محاسبات استاندارد رشته

در حالی که فرمول‌های ارائه شده در این ماشین حساب رشته‌های استاندارد (رشته‌های متریک ISO و رشته‌های متحد) را پوشش می‌دهند، اشکال رشته‌ای دیگری با روش‌های محاسباتی متفاوت وجود دارد:

  1. رشته‌های اکمی: برای انتقال قدرت استفاده می‌شوند و زاویه رشته 29° دارند و محاسبات عمق متفاوتی دارند.

  2. رشته‌های باترس: برای بارهای بالا در یک جهت طراحی شده‌اند و پروفیل‌های رشته‌ای نامتقارن دارند.

  3. رشته‌های مربعی: حداکثر کارایی را برای انتقال قدرت ارائه می‌دهند اما تولید آن‌ها دشوارتر است.

  4. رشته‌های مخروطی: در اتصالات لوله استفاده می‌شوند و نیاز به محاسباتی دارند که زاویه مخروطی را در نظر بگیرد.

  5. رشته‌های چندگانه: دارای چندین هلیس رشته‌ای هستند و نیاز به تنظیمات در محاسبات هدایت و گام دارند.

برای این اشکال رشته‌ای تخصصی، باید به فرمول‌ها و استانداردهای خاصی مراجعه شود.

تاریخچه استانداردها و اندازه‌گیری‌های رشته

توسعه سیستم‌های استاندارد رشته‌ها تاریخچه غنی‌ای دارد که به چندین قرن پیش برمی‌گردد:

توسعه‌های اولیه

قبل از استانداردسازی، هر صنعتگر اجزای رشته‌ای خود را ایجاد می‌کرد و این امر امکان تعویض را غیرممکن می‌ساخت. اولین تلاش‌ها برای استانداردسازی در اواخر قرن هجدهم آغاز شد:

  • 1797: هنری مودی‌اسلی اولین دستگاه لوله‌زنی با برش رشته را توسعه داد که تولید رشته‌های دقیق‌تر را ممکن می‌ساخت.
  • 1841: جوزف ویتورث یک سیستم رشته‌ای استاندارد را در بریتانیا پیشنهاد کرد که شامل زاویه رشته 55° و گام‌های خاص برای هر قطر بود.
  • 1864: ویلیام سلرز یک سیستم رشته‌ای ساده‌تر را در ایالات متحده معرفی کرد که دارای زاویه رشته 60° بود و به استاندارد آمریکایی تبدیل شد.

تکامل استانداردهای مدرن

قرن بیستم شاهد پیشرفت‌های قابل توجهی در استانداردسازی رشته بود:

  • 1948: استاندارد رشته متحد (UTS) به عنوان یک مصالحه بین سیستم‌های آمریکایی و بریتانیایی تأسیس شد.
  • 1960s: سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) استاندارد رشته متریک را توسعه داد که به سیستم غالب در سطح جهانی تبدیل شده است.
  • 1970s: بسیاری از کشورها شروع به انتقال از استانداردهای امپریال به متریک کردند.
  • روزهای کنونی: هر دو سیستم رشته متریک ISO و امپریال Unified وجود دارند، با این حال، متریک در طراحی‌های جدید در سطح جهانی رایج‌تر است، در حالی که رشته‌های امپریال در ایالات متحده و سیستم‌های قدیمی‌تر رایج هستند.

پیشرفت‌های فناوری

فناوری مدرن اندازه‌گیری و تولید رشته را متحول کرده است:

  • میکرومترها و کولیس‌های دیجیتال: اندازه‌گیری دقیق ابعاد رشته را ممکن می‌سازند.
  • گجت‌های گام رشته: شناسایی سریع گام رشته یا TPI را ممکن می‌سازند.
  • مقایسه‌گرهای نوری: بازرسی بصری دقیق پروفیل‌های رشته را فراهم می‌کنند.
  • ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات (CMM): اندازه‌گیری رشته با دقت بالا و خودکار را ارائه می‌دهند.
  • اسکن سه‌بعدی: مدل‌های دیجیتال از رشته‌های موجود برای تجزیه و تحلیل یا تولید مجدد ایجاد می‌کند.

مثال‌های کد اندازه‌گیری رشته

در اینجا مثال‌هایی از نحوه محاسبه ابعاد رشته در زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف آمده است:

1' تابع VBA اکسل برای محاسبات رشته متریک
2Function MetricThreadDepth(pitch As Double) As Double
3    MetricThreadDepth = 0.6134 * pitch
4End Function
5
6Function MetricMinorDiameter(majorDiameter As Double, pitch As Double) As Double
7    MetricMinorDiameter = majorDiameter - (1.226868 * pitch)
8End Function
9
10Function MetricPitchDiameter(majorDiameter As Double, pitch As Double) As Double
11    MetricPitchDiameter = majorDiameter - (0.6495 * pitch)
12End Function
13
14' استفاده:
15' =MetricThreadDepth(1.5)
16' =MetricMinorDiameter(10, 1.5)
17' =MetricPitchDiameter(10, 1.5)
18

سوالات متداول

تفاوت بین گام و رشته در اینچ (TPI) چیست؟

گام فاصله بین قله‌های رشته‌های مجاور است که برای رشته‌های متریک به میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود. رشته در اینچ (TPI) تعداد قله‌های رشته در هر اینچ است که در سیستم‌های رشته‌ای امپریال استفاده می‌شود. آن‌ها با فرمول زیر مرتبط هستند: گام (میلی‌متر) = 25.4 / TPI.

چگونه می‌توانم تعیین کنم که یک رشته متریک است یا امپریال؟

رشته‌های متریک معمولاً دارای قطر و گام هستند که به میلی‌متر بیان می‌شوند (مثلاً M10×1.5)، در حالی که رشته‌های امپریال دارای قطر به صورت کسری یا اعشاری از اینچ و تعداد رشته‌ها به صورت TPI هستند (مثلاً 3/8"-16). رشته‌های متریک دارای زاویه رشته 60° هستند، در حالی که برخی از رشته‌های امپریال قدیمی (ویتورث) زاویه 55° دارند.

درگیری رشته چیست و چه مقدار برای یک اتصال ایمن لازم است؟

درگیری رشته به طول محوری تماس رشته‌ای بین قطعات جفت‌شده اشاره دارد. برای اکثر کاربردها، حداقل درگیری توصیه شده 1× قطر اصلی برای اتصالات فولادی و 1.5× قطر اصلی برای مواد نرم‌تر مانند آلومینیوم است. کاربردهای بحرانی ممکن است به درگیری بیشتری نیاز داشته باشند.

رشته‌های خشن و ریز در کاربردهای خود چگونه متفاوت هستند؟

رشته‌های خشن دارای مقادیر گام بزرگ‌تر (رشته‌های کمتری در اینچ) هستند و مونتاژ آن‌ها آسان‌تر است، در برابر رشته‌زنی متقاطع مقاوم‌ترند و برای استفاده در مواد نرم یا جایی که نیاز به مونتاژ/جدا کردن مکرر است، بهتر هستند. رشته‌های ریز دارای مقادیر گام کوچکتر (رشته‌های بیشتری در اینچ) هستند و استحکام کششی بیشتری را فراهم می‌کنند، در برابر لرزش و شل شدن مقاومت بیشتری دارند و قابلیت تنظیم دقیق‌تری دارند.

چگونه می‌توانم بین اندازه‌گیری‌های رشته متریک و امپریال تبدیل کنم؟

برای تبدیل از امپریال به متریک:

  • قطر (میلی‌متر) = قطر (اینچ) × 25.4
  • گام (میلی‌متر) = 25.4 / TPI

برای تبدیل از متریک به امپریال:

  • قطر (اینچ) = قطر (میلی‌متر) / 25.4
  • TPI = 25.4 / گام (میلی‌متر)

تفاوت بین قطر اصلی، قطر جزئی و قطر گام چیست؟

قطر اصلی بزرگ‌ترین قطر رشته است که از قله تا قله اندازه‌گیری می‌شود. قطر جزئی کوچک‌ترین قطر است که از ریشه تا ریشه اندازه‌گیری می‌شود. قطر گام قطر نظری است که در آن ضخامت رشته برابر با عرض فضای خالی است.

چگونه می‌توانم گام رشته یا TPI را به‌طور دقیق اندازه‌گیری کنم؟

برای رشته‌های متریک، از گجت گام رشته با مقیاس‌های متریک استفاده کنید. برای رشته‌های امپریال، از گجت گام رشته با مقیاس‌های TPI استفاده کنید. گجت را در برابر رشته قرار دهید تا زمانی که یک تطابق کامل پیدا کنید. به‌طور جایگزین، می‌توانید فاصله بین تعداد مشخصی از رشته‌ها را اندازه‌گیری کرده و آن را بر آن تعداد تقسیم کنید تا گام را پیدا کنید.

کلاس‌های تحمل رشته چیست و چگونه بر تناسب تأثیر می‌گذارند؟

کلاس‌های تحمل رشته تغییرات مجاز در ابعاد رشته را برای دستیابی به انواع مختلف تناسب تعریف می‌کنند. در سیستم متریک ISO، تحمل‌ها با یک عدد و حرف مشخص می‌شوند (مثلاً 6g برای رشته‌های خارجی، 6H برای رشته‌های داخلی). اعداد بالاتر نشان‌دهنده تحمل‌های تنگ‌تر هستند. حرف نشان‌دهنده این است که آیا تحمل به سمت یا دور از ماده اعمال می‌شود.

تفاوت بین رشته‌های راست‌دست و چپ‌دست چیست؟

رشته‌های راست‌دست در هنگام چرخش به سمت ساعت‌گرد سفت می‌شوند و در هنگام چرخش به سمت خلاف ساعت‌گرد شل می‌شوند. آن‌ها رایج‌ترین نوع هستند. رشته‌های چپ‌دست در هنگام چرخش به سمت خلاف ساعت‌گرد سفت می‌شوند و در هنگام چرخش به سمت ساعت‌گرد شل می‌شوند. رشته‌های چپ‌دست در کاربردهای خاصی استفاده می‌شوند که ممکن است عملیات عادی باعث شل شدن رشته راست‌دست شود، مانند در سمت چپ وسایل نقلیه یا در اتصالات گاز.

چگونه مواد آب‌بند و روان‌کننده‌ها بر درگیری رشته تأثیر می‌گذارند؟

مواد آب‌بند و روان‌کننده‌ها می‌توانند بر تناسب ادراک شده اتصالات رشته‌ای تأثیر بگذارند. مواد آب‌بند فضای خالی بین رشته‌ها را پر می‌کنند و ممکن است ابعاد مؤثر را تغییر دهند. روان‌کننده‌ها اصطکاک را کاهش می‌دهند که می‌تواند منجر به سفت شدن بیش از حد شود اگر مشخصات گشتاور به روان‌کننده توجه نکند. همیشه از توصیه‌های تولیدکننده برای مواد آب‌بند و روان‌کننده پیروی کنید.

منابع

  1. ISO 68-1:1998. "رشته‌های عمومی پیچ ISO — پروفایل پایه — رشته‌های متریک."
  2. ASME B1.1-2003. "رشته‌های پیچ اینچی متحد (UN و UNR Thread Form)."
  3. Handbook Machinery, ویرایش 31. انتشارات صنعتی، 2020.
  4. اوبرگ، ای.، جونز، اف. دی.، هورتون، اچ. ال.، و ریفل، اچ. اچ. (2016). Handbook Machinery (ویرایش 30). انتشارات صنعتی.
  5. اسمیت، کارول. "محاسبه ابعاد رشته." American Machinist، 2010.
  6. استانداردهای رشته ویتورث (BSW) و رشته ریز ویتورث (BSF).
  7. ISO 965-1:2013. "رشته‌های عمومی پیچ متریک ISO — تحمل‌ها."
  8. مؤسسه استانداردسازی آلمان. "DIN 13-1: رشته‌های عمومی پیچ متریک ISO."
  9. کمیته استانداردهای صنعتی ژاپن. "JIS B 0205: رشته‌های عمومی پیچ متریک."
  10. موسسه ملی استانداردهای آمریکا. "ANSI/ASME B1.13M: رشته‌های پیچ متریک: پروفایل M."

آماده‌اید تا اندازه‌گیری‌های رشته را برای پروژه خود محاسبه کنید؟ از ماشین حساب رشته ما در بالا استفاده کنید تا به سرعت عمق رشته، قطر جزئی و قطر گام را برای هر رشته متریک یا امپریال تعیین کنید. به سادگی مشخصات رشته خود را وارد کنید و نتایج دقیق و فوری را دریافت کنید تا از تناسب و کارکرد صحیح اجزای رشته‌ای خود اطمینان حاصل کنید.