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Calculadora de Roscas

Created by Kenneth Alambra
Reviewed by Wojciech Sas, PhD and Steven Wooding
Translated by Marinara Andrade do Nascimento Moura, PhD candidate and João Rafael Lucio dos Santos, PhD
Based on research by
British StandardSpecification for ISO metric screw threads – Part 1: Principles and basic data;
Last updated: Feb 22, 2024


A calculadora de roscas da Omni ajudará você a encontrar as diferentes dimensões de roscas de porcas e parafusos de acordo com os padrões métricos ISO. Nesta calculadora de roscas métricas, você aprenderá:

  • Como determinar os tamanhos das roscas;
  • Como ler e entender as legendas das roscas;
  • As fórmulas para dimensões de roscas externas métricas;
  • As fórmulas para as dimensões de roscas internas; e
  • O que significa classe de rosca métrica.

Vamos começar aprendendo o que são roscas. 🔩

🔎 Em vez disso, você está procurando por tamanhos de rebites? Talvez você encontre o que precisa em nossa calculadora de tamanho de rebite 🇺🇸, também da Omni.

O que são roscas?

As roscas podem significar muitas coisas. Nesta calculadora de rosca, discutiremos a rosca de parafuso feita de ranhuras e sulcos envolvidos em um eixo de metal cilíndrico ou cônico em um padrão de hélice. O padrão em espiral da hélice da rosca age como um plano inclinado que converte o movimento rotacional em movimento axial, ao mesmo tempo em que você obtém uma vantagem mecânica.

💡 Aprenda sobre a física por trás dos planos inclinados com nossa calculadora de plano inclinado 🇺🇸 e como podemos utilizar diferentes máquinas simples para obter vantagem mecânica com nossa calculadora de vantagem mecânica.

Como resultado, uma rosca de parafuso oferece uma característica de travamento que exigiria uma boa quantidade de tensão de cisalhamento para se romper, o que a torna excelente para fixar objetos. Esse tipo de rosca pode ser uma rosca externa (como em um parafuso ou cavilha) ou uma rosca interna (como a que vemos dentro de uma porca). Chamamos esses materiais rosqueados de fixadores rosqueados.

Embora também possamos ver roscas em outras aplicações, como tampas de garrafas, lâmpadas, tubos e conectores e até mesmo em parafusos sem fim, esta calculadora de roscas se concentra especificamente em roscas métricas. As roscas métricas têm roscas simétricas em forma de V que formam ranhuras em um ângulo de 60º e têm as dimensões básicas mostradas abaixo:

Seção longitudinal da parte de uma rosca interna e de uma rosca externa e suas dimensões.
Seção longitudinal da parte de uma rosca interna e de uma rosca externa e suas dimensões. Onde "major diameter" é o diâmetro maior, "pitch diameter" é o diâmetro de passo" e "minor diameter" é o diâmetro menor.

O diâmetro maior é o maior diâmetro de uma rosca externa ou interna. Também chamamos esse diâmetro de diâmetro bruto ou diâmetro nominal da rosca. Por outro lado, o diâmetro menor é o menor diâmetro de uma rosca externa ou interna. Também o chamamos de diâmetro da raiz ou do núcleo da rosca.

Entre esses dois diâmetros está o diâmetro do passo. O diâmetro do passo é o diâmetro da rosca no qual a espessura da rosca e o espaço entre duas roscas são iguais. Você pode aproximar o valor do diâmetro do passo pegando a média dos diâmetros menor e maior da rosca. Visite nossa calculadora de diâmetro do passo de roscas 🇺🇸 para saber mais sobre isso.

O passo da rosca, ou simplesmente passo, é a distância entre um ponto em uma rosca e o ponto correspondente na rosca adjacente a ela (por exemplo, a medida de crista a crista ou de raiz a raiz). Para saber mais sobre o passo da rosca, confira nossa calculadora de passo de roscas 🇺🇸.

Leitura de roscas métricas

Para você entender as roscas métricas, é necessário saber como fazer a leitura de uma rosca métrica. A leitura de roscas é como ler um fixador rosqueado que você vê em uma loja de ferragens. Qualquer padrão de rosca tem sua leitura, e aqui você encontra um exemplo para uma rosca métrica:

M10 × 1 × 25\text{M10 × 1 × 25}

Lemos essa indicação como "M-dez por um por vinte e cinco", onde:

  • M\text{M} significa "métrico " e significa que o fixador rosqueado segue o padrão métrico da ISO;
  • 1010 neste caso, que é o número fixado à letra M, representa o diâmetro maior básico da rosca;
  • 11 representa o passo da rosca; e
  • 2525 é o comprimento do eixo.

Todas as medidas na leitura de uma rosca métrica estão em milímetros.

Como determinar os tamanhos das roscas métricas

Agora que você já sabe ler as legendas de roscas métricas, pode começar a calcular as diferentes dimensões de nossas roscas. Se você souber como determinar os tamanhos das roscas métricas, terá outra maneira de distinguir um fixador rosqueado de outro. Como guia, usaremos esta ilustração:

Ilustração da seção transversal de uma rosca externa para mostrar o triângulo fundamental e os diâmetros básicos.

A partir da ilustração acima, podemos ver que podemos usar frações de H para determinar as diferentes dimensões da rosca métrica, considerando o diâmetro maior básico (d\small{d}). Mas o que é H? H\small{H} é a altura do triângulo fundamental da rosca. O triângulo fundamental é o triângulo equilátero projetado que podemos formar a partir da seção transversal da rosca. Você pode medir sua altura usando esta fórmula:

H=P32,H = P \cdot \frac{\sqrt{3}}{2},

onde:

  • PP: Passo da rosca.

Analisando o mesmo diagrama acima, podemos formular as seguintes equações para encontrar os outros diâmetros básicos de uma rosca externa:

  • d1=d258Hd_1 = d - 2 \cdot \frac{5}{8} \cdot H

  • d2=d238Hd_2 = d - 2 \cdot \frac{3}{8} \cdot H

onde:

  • dd: diâmetro maior básico;
  • HH: altura do triângulo fundamental;
  • d1d_1: diâmetro menor básico; e
  • d2d_2: diâmetro básico do passo.

💡 Como você deve ter notado, usamos a letra minúscula dd para designar diâmetros para roscas externas. Por conveniência, usamos a letra maiúscula DD para as dimensões métricas de roscas internas. Ou seja, dd para o diâmetro maior da rosca externa e DD para o diâmetro maior da rosca interna. Coincidentemente, a medida para esses diâmetros principais básicos é igual, de modo que: d=Dd = D.

Como regra geral, uma rosca interna de um determinado tamanho especificado deve ter os mesmos diâmetros básicos que uma rosca externa do mesmo tamanho especificado. Isso significa que d1=D1d_1 = D_1, e d2=D2d_2 = D_2 onde D1D_1 e D2D_2 são o diâmetro menor básico e o diâmetro do passo básico da rosca interna, respectivamente.

Classes de rosca métrica

Pelo que já discutimos, os diâmetros básicos de um par de roscas externas e internas são precisamente iguais. No entanto, na maioria das vezes, fornecemos algumas permissões às nossas roscas para que você tenha alguma margem de manobra ao encaixá-las. É nesse ponto que as classes de roscas métricas entram em ação.

As classes de roscas métricas indicam o grau de tolerância e a posição de tolerância de uma rosca métrica. Cada grau e posição de tolerância têm equações correspondentes que nos dirão quanta profundidade devemos cortar as roscas para que obter as permissões que desejamos.

No entanto, há limitações quanto ao quanto podemos nos desviar das dimensões básicas de uma rosca. Portanto, é bom que você conheça os diâmetros máximo e mínimo permitidos para a nossa rosca.

Aqui estão as fórmulas que usamos para encontrar esses diâmetros máximo e mínimo:

Para o diâmetro maior (d) da rosca externa:

  • dmax=d+esd_\text{max} = d + es
  • dmin=d+esTdd_\text{min} = d + es - T_\text{d}

Para o diâmetro menor da rosca externa (d₁):

  • d1max=d1es2yd_\text{1max} = d_1 - es - 2 \cdot y
  • d1min=d1es2zd_\text{1min} = d_1 - es - 2 \cdot z

Para o diâmetro do passo da rosca externa (d₂):

  • d2max=d2+esd_\text{2max} = d_2 + es
  • d2min=d2+esTd2d_\text{2min} = d_2 + es - T_\text{d2}

Para o diâmetro maior da rosca interna (D):

  • Dmin=D+EID_\text{min} = D + EI

Para o diâmetro menor da rosca interna (D₁):

  • D1min=D1+EID_\text{1min} = D_1 + EI
  • D1max=D1+EI+TD1D_\text{1max} = D_1 + EI + T_\text{D1}

Para o diâmetro do passo da rosca interna (D₂):

  • D2min=D2+EID_\text{2min} = D_2 + EI
  • D2max=D2+EI+TD2D_\text{2max} = D_2 + EI + T_\text{D2}

onde:

  • eses e EIEI são os desvios fundamentais, também chamados de desvios superior e inferior, respectivamente;
  • TT são as tolerâncias para seus diâmetros correspondentes (ou seja, Td2T_\text{d2} é a tolerância do diâmetro do passo da rosca externa (d2d_2)); e
  • yy e zz são os valores de ajuste para o diâmetro menor máximo e o diâmetro menor mínimo, respectivamente.

Aqui estão as equações que usamos para encontrar os desvios fundamentais, dependendo da posição de tolerância em que as roscas precisam ter:

Desvios fundamentais para roscas externas

  • Para a posição e: es=(50+11P)/1000\small{es = -(50 + 11 \cdot P) / 1000};
  • Para a posição f: es=(30+11P)/1000\small{es = -(30 + 11 \cdot P) / 1000};
  • Para a posição g: es=(15+11P)/1000\small{es = -(15 + 11 \cdot P) / 1000}; e
  • Para a posição h: es=0\small{es = 0}.

Desvios fundamentais para roscas internas

  • Para a posição G: EI=(15+11P)/1000\small{EI = (15 + 11 \cdot P) / 1000}; e
  • Para a posição H: EI=0\small{EI = 0}.

Por outro lado, aqui estão as diferentes equações gerais que usamos para determinar as tolerâncias com base no grau de tolerância da rosca:

Para roscas externas

  • Td(n)=k(180P2/33,15P1/2)/1000\small{T_\text{d}(n) = k \cdot (180 \cdot P^{\,2/3} - 3{,}15 \cdot P^{\,-1/2}) / 1000}; e
  • Td2(n)=k(90P0,4d0,1)/1000\small{T_\text{d2}(n) = k \cdot (90 \cdot P^{\,0{,}4} \cdot d^{\,0{,}1}) / 1000}

para roscas internas!!!

  • TD1(n)=k(433P190P1,22)/1000\small{T_\text{D1}(n) = k \cdot (433 \cdot P - 190 \cdot P^{\,1{,}22}) / 1000} (para 0,2 mm ≤ P ≤ 0,8 mm);
  • TD1(n)=k(230P0,7)/1000\small{T_\text{D1}(n) = k \cdot (230 \cdot P^{\,0{,}7}) / 1000} (para P ≥ 1,0 mm);
  • TD2(n)=k(90P0,4d0,1)/1000\small{T_\text{D2}(n) = k \cdot (90 \cdot P^{\,0{,}4} \cdot d^{\,0{,}1}) / 1000}

Nessas equações, o valor de kk depende do grau de tolerância que as roscas usam, indicado por nn. Um parafuso com um grau de tolerância de n=6n = 6 para seu diâmetro maior deve usar k=1,0k = 1{,}0 para TD1T_\text{D1}. Veja os outros valores de k na tabela abaixo:

n

k

para Td(n)

para TD1(n)

para Td2(n)

para TD2(n)

3

0,50

4

0,63

0,63

0,3

0,85

5

0,80

0,80

1,06

6

1,00

1,00

1,00

1,32

7

1,25

1,25

1,70

8

1,60

1,60

1,60

2,12

9

2,00

Para o diâmetro menor, você também pode ver que temos duas outras variáveis de ajuste, yy e zz, incorporadas na equação. Abaixo estão as equações que usamos para isso:

y=Rmin[1cos(π3cos1(1Td2(4Rmin)))]z=H4+Td22Rmin\footnotesize \begin{align*} y &= R_\text{min} \cdot \bigg[1 - \cos\bigg(\frac{\pi}{3} -\\ &\qquad\cos^{-1}\left(1 - \frac{T_\text{d2}}{(4 \cdot R_\text{min})}\right)\!\!\bigg)\bigg]\\\\ z &= \frac{H}{4} + \frac{T_\text{d2}}{2} - R_\text{min} \end{align*}

Determinamos que RminR_\text{min} seja igual a P8\frac{P}{8}.

Para roscas com detalhes de classe de rosca especificados, podemos adicionar os seus códigos no final da leitura da rosca. Por exemplo, uma rosca externa M30 × 2 × 40 - 5g6g\text{M30 × 2 × 40 - 5g6g} significa que ela tem um grau de tolerância de diâmetro de passo de 55 e um grau de tolerância de diâmetro maior de 66, ambos seguindo uma posição de tolerância de g\text{g}.

Como usar a calculadora de dimensões de rosca métrica?

Normalmente, só realizamos cálculos manuais para encontrar os diâmetros básicos de uma rosca. Como você deve ter percebido, seriam necessários muitos passos a mais para determinar os limites de diâmetro. E é aí que a nossa calculadora de dimensões de roscas métricas é muito útil! Aqui estão os passos que você deve seguir para usar nossa ferramenta:

  1. Escolha quais dimensões você deseja calcular: dimensões de rosca externa métrica, dimensões de rosca interna ou ambas.
  2. Selecione o passo da rosca na lista suspensa.
  3. Insira o diâmetro maior básico. Você pode obter essa medida a partir da legenda da rosca ou medir essa dimensão usando um paquímetro de precisão.
  4. Por fim, na seção Detalhes da classe de tolerância da nossa calculadora de roscas métricas, selecione os diferentes graus de tolerância e posições de tolerância do seu fixador, o que você souber. Você também pode ver esse detalhe na descrição da sua rosca métrica.

Depois de executar as etapas acima, você verá imediatamente não apenas os diâmetros básicos, mas também os diâmetros máximo e mínimo da sua rosca.

Você também pode clicar no botão Modo Avançado abaixo da nossa calculadora de roscas métricas se quiser explorar as diferentes medidas preliminares usadas nos cálculos, como a altura do triângulo fundamental, desvios, valores de tolerância e ajustes.

FAQ

Como calcular o diâmetro do passo de uma rosca?

Digamos que você tenha um parafuso com um diâmetro maior básico (d) de 10 mm e um passo da rosca (P) de 1,5 mm. Para encontrar o diâmetro do passo:

  1. Primeiro, calcule a altura do seu triângulo fundamental (H) usando H = P ⋅ (√3) / 2. H = 1,5 mm ⋅ (√3) / 2 = 1,299 mm.
  2. Em seguida, obtenha o diâmetro do passo (d₂) usando d₂ = d - 2 ⋅ (3 / 8) ⋅ H, d₂ = 10 mm - 2 ⋅ (3 / 8) ⋅1,299 mm = 9,026 mm.

Como calcular o diâmetro menor de uma rosca?

Digamos que você tenha um parafuso com um diâmetro maior básico (d) de 20 mm e um passo da rosca (P) de 2 mm. Para encontrar o seu diâmetro menor:

  1. Calcule a altura do seu triângulo fundamental (H) usando H = P ⋅ (√3) / 2. H = 2 mm ⋅ (√3) / 2 = 1,732 mm.
  2. Obtenha o diâmetro menor (d₁) usando d₂ = d - 2 ⋅ (5 / 8) ⋅ H, d₂ = 20 mm - 2 ⋅ (5 / 8) ⋅ 1,732 mm = 17,835 mm.

Qual é o diâmetro de uma rosca M6?

Uma rosca M6 tem um diâmetro maior básico de 6 mm. Normalmente, as legendas de roscas métricas também vêm com o passo da rosca, de modo que um parafuso com rosca M6 × 1 tem um diâmetro maior básico de 6 mm e um passo da rosca de 1 mm. Ao comprar um fixador rosqueado, certifique-se de que você tem o diâmetro e o passo da rosca. Sem uma dessas medições, você pode comprar o tamanho errado.

O que é o diâmetro nominal de uma rosca?

O diâmetro nominal de uma rosca é o diâmetro pelo qual a rosca é conhecida. Usamos o diâmetro nominal para a identificação geral das roscas. Por exemplo, uma rosca M10 × 1,5 tem um diâmetro nominal de 10 mm. Geralmente, o diâmetro nominal de uma rosca é o mesmo que o diâmetro principal básico da rosca.

Kenneth Alambra
Option
Calculate...
external thread dimensions
Basic dimensions
Thread pitch
1.25 mm
Basic major diameter
in
Basic pitch diameter
in
Basic minor diameter
in
Note: To calculate the basic major diameter, make sure it is blank before entering your basic pitch or minor diameter.
Tolerance class details
Pitch diameter tolerance grade
5
Major diameter tolerance grade
6
Tolerance position
g
External thread limits
Maximum major diameter
in
Minimum major diameter
in
Maximum pitch diameter
in
Minimum pitch diameter
in
Maximum minor diameter
in
Minimum minor diameter
in
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