什么是螺栓孔分布圆?
穿过一圈螺栓孔中心的圆,用直径表示——分布圆直径,也叫节圆直径、PCD。再知道孔数和 1 号孔的位置,每个孔的位置就确定了:本计算器只需要这些。
输入孔数、分布圆直径(PCD)和 1 号孔的位置,得到每个孔的 X / Y、相邻孔中心距和孔间剩下的材料,并按比例画出来。然后直接做零件——同样的孔位在法兰盘生成器里打开,可以打印,也可以导出 STEP 发给加工。
| 孔 | 角度 | X | Y |
|---|---|---|---|
| 1 | 0° | 50 | 0 |
| 2 | 60° | 25 | 43.301 |
| 3 | 120° | -25 | 43.301 |
| 4 | 180° | -50 | 0 |
| 5 | 240° | -25 | -43.301 |
| 6 | 300° | 25 | -43.301 |
单位毫米,相对你输入的圆心,保留 3 位小数。复制的是制表符分隔的表,可以直接粘贴到表格软件或 CAD 草图里。
法兰盘生成器用这组孔位做一块圆形法兰盘——建议外径 Ø 120 mm(孔中心离外缘 1.5 倍孔径),加上你的中心孔,孔径按你选的通孔系列。下载 STL 去打印,或 STEP 进 CAD。
每个孔都在以圆心为中心、半径 r = PCD / 2 的圆上。1 号孔在起始角,其余孔逆时针依次排列,间隔 360° / N。每个孔的 X、Y 就是三角函数,精确计算,没有任何近似。
相邻两孔的中心距是这个圆的弦长。这条规则由来已久:1914 年 Machinery 出版的孔位定位手册写道——用 360 除以孔数的两倍,取这个角的正弦,再乘以分布圆直径。
θi = 起始角 + (i − 1) · 360° / N (i = 1 … N) xi = cx + (PCD / 2) · cos θi yi = cy + (PCD / 2) · sin θi 相邻孔中心距 = PCD · sin(180° / N) 相隔 k 个孔的距离 = PCD · sin(k · 180° / N) 由孔距反求 PCD = 孔距 / sin(180° / N)
验算:Machinery 手册自己的例子是 8 英寸圆上 11 个孔——8 × sin(16.36°) = 2.252 英寸。本计算器用不取整的角度(180° / 11 = 16.3636°)得到 2.2539 英寸。
DN50 PN16 法兰:4 个 Ø18 孔配 M16 螺栓,分布圆 125 mm,外径 165 mm(EN 1092-1 尺寸表)。管法兰的孔要骑在中心线两侧——4 个孔时 1 号孔在 45°。PCD 125、4 孔、起始角 45°,r = 62.5,每个坐标都是 62.5 × cos 45° = 44.194 mm:
| 孔 | 角度 (°) | X (mm) | Y (mm) |
|---|---|---|---|
| 1 | 45 | 44.194 | 44.194 |
| 2 | 135 | −44.194 | 44.194 |
| 3 | 225 | −44.194 | −44.194 |
| 4 | 315 | 44.194 | −44.194 |
相邻孔中心距 125 × sin 45° = 88.388 mm,对孔 125 mm。Ø18 孔之间剩 70.4 mm 材料;孔到外缘剩 (165 − 125) / 2 − 9 = 11 mm。在下面常用规格表里点 DN50 那一行,计算器会自动填好,第二个链接直接生成法兰盘。
管法兰的孔不在中心线上:ASME B16.5 第 6.5 条规定“成对的螺栓孔应骑在管件中心线两侧”。4 个孔时 1 号孔在 45°,8 个孔在 22.5°,12 个孔在 15°——正好是孔间夹角的一半。电机法兰的图纸也这样画。
本计算器和大多数 CAD 一样,从 +X 轴(3 点钟方向)开始逆时针量角度。如果你的图纸从 12 点钟开始,加 90°;如果是顺时针计数,用 360° 减去它的角度。
管法兰(EN 1092-1,DN150 以内 PN10 和 PN16 钻孔相同)和 IEC B14 电机端面法兰(法兰代号就是分布圆直径)。每一行都能在计算器里打开,或直接在法兰盘生成器里生成。
| 法兰 | 外径 D | 分布圆 K | 孔 | 计算器 | 零件 |
|---|---|---|---|---|---|
| EN 1092-1 PN16 DN15 | 95 | 65 | 4 × 14 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
| EN 1092-1 PN16 DN25 | 115 | 85 | 4 × 14 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
| EN 1092-1 PN16 DN50 | 165 | 125 | 4 × 18 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
| EN 1092-1 PN16 DN80 | 200 | 160 | 8 × 18 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
| IEC B14 FT65 | 80 | 65 | 4 × M5 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
| IEC B14 FT85 | 105 | 85 | 4 × M6 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
| IEC B14 FT100 | 120 | 100 | 4 × M6 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
| IEC B14 FT130 | 160 | 130 | 4 × M8 | 在计算器里打开 | 生成法兰盘 |
法兰盘生成器是同一组孔位的参数化 CAD:分布圆、孔数和起始角与这里一致,螺丝规格决定 ISO 273 通孔(加打印余量),还有外径、中心孔、可选的轮毂(插管或轴)和内六角螺丝的沉头孔。导出的 STEP 里每个孔都是精确圆柱面,加工师傅或 CAD 软件可以直接读出孔位。
做不成的组合它会拒绝并告诉你改什么:孔到外缘、中心孔或相邻孔之间不到半个孔径的材料,或者相邻孔中心距小于 2.2 倍孔径(欧标 3 对钢结构的最小值)。外径不够时会自动加大。
穿过一圈螺栓孔中心的圆,用直径表示——分布圆直径,也叫节圆直径、PCD。再知道孔数和 1 号孔的位置,每个孔的位置就确定了:本计算器只需要这些。
偶数孔:量一个孔中心到正对孔中心,就是 PCD。奇数孔:量相邻两孔中心距(用卡尺量两孔外缘再减一个孔径),再除以 sin(180° / N)——5 个孔就除以 0.5878。
边长 a 的正方形四个角的孔,在直径 a × √2 的圆上,从 45° 开始。31 mm 方孔距就是 43.841 mm 分布圆,孔在 45°、135°、225°、315°。
打印的塑料板,孔中心离边缘至少 1.5 倍孔径——这是 ACRYLITE 对塑料板的建议,也是 AISC 对钢的最小值;本页建议的外径就按这条算。法兰盘生成器的硬下限是孔到外缘留半个孔径的材料,和钢制管法兰差不多(EN 1092-1 DN15:14 mm 孔旁边留 8 mm)。
坐标可以——PCD 输入英寸,X / Y 就是英寸。螺丝规格和法兰盘生成器是公制的:要做零件请用毫米。
ISO 273 每个螺丝有三档(精装配、中等装配、粗装配——M6:6.4 / 6.6 / 7.0)。旁边的通孔尺寸表全都列了,还说明打印的孔要多留多少。
本页每个数字都来自下面这些文件(注明了版本或我们读到的日期)。