Roscas ACME: Dimensiones, tablas y fórmulas

Acme es un perfil de rosca trapezoidal con un ángulo V de 29°, definido en ASTM B1.5. Es la rosca más utilizada para la transmisi6n de movimientos lineales (por ejemplo, para transmitir movimiento en todo tipo de måquinas herramientas, gatos, prensas grandes «C», tornillos de banco y sujetadores) debido a su capacidad para soportar grandes cargas y su facilidad de fabricación. Se encuentra en equipos industriales como måquinas CNC y transportadores, pero también en equipos cotidianos como el gato que utilizamos para sustituir un neumático pinchado.

Las Roscas Acme fueron desarrollados a finales del siglo XIX por el inventor industrial estadounidense William Sellers. El objetivo de Sellers era crear un diseño de rosca de husillo que fuera más resistente y fácil de fabricar que el diseño de rosca cuadrada utilizado habitualmente en la época. La forma de rosca trapezoidal resultante se conoció como rosca Acme y rápidamente ganó popularidad en el diseño de husillos y tornillos de potencia.

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Designación

ACME Thread Designation1

Sintaxis de la designación básica:

  • Diámetro Nominal en fracción de pulgadas
  • Paso en Pulgadas (Hpp)
  • Serie: G – General / C – Centralizada
  • Clase: 2, 3 o 4. Indica la precisión.

Diámetro:

  • El diámetro puede oscilar entre 1/4″ y 5″.
  • También se permite indicar los diámetros con valor decimal. Por ejemplo, 0,250 (1/4″), 0,4375 (7/16″), etc.

Paso:

  • Por defecto, el paso es en Pulgada. Por ejemplo, 1/4-20 significa una rosca con un paso de 20 HPP (1/20=0.05″).
  • En las roscas de varias entradas, también conocida como rosca múltiple (véase más abajo), el paso se indica por distancia. Por ejemplo, 1/4-0.05P significa una rosca con un paso de 0.05″ (igual a 20 HPP).

Series:

  • G – Uso general.
  • C – Centralizado. Esta clase defihe una holgura más restringida en el diámetro mayor de las roscas internas y externas, que evita el acufiamiento en los flancos.

Clase:

  • La calificación se define mediante un número entre 2 y 4.
    • 2- Menor precisión.
    • 4 – Mayor precisión.

La descripción interna y externa es exactamente la misma. No se puede saber solo por la descripción si la rosca es externa o interna.

Parámetros Adicionales:

  • Dirección: Por defecto, la rosca es derecha. Para una rosca a la izquierda, agregue el sufijo -LH.
  • Número de Entradas: de forma predeterminada, todas las roscas tienen una entrada. Por tanto, el avance es igual al paso. En el caso de una rosca de entrada múltiple, el paso también se indica con la letra L. Por ejemplo, 1/4– 0,0625P0,1875L-ACME indica una rosca con 3 entradas ACME de 0,25″. (0,1875/0,0625=3)

Ejemplos de Designación de Roscas Acme

Designation Series
Nominal
Diameter
TPI Pitch Lead Class Number of Starts Thread Direction
1/2-10-ACME 2G G 0.5" 10 0.1"
=Pitch
2 1 Right Hand
0.5-10-ACME 4C C 0.5" 10 0.1"
=Pitch
4 1 Right Hand
1/4– 0.0625P – 0.1875L-ACME 2G G 0.25" 16 0.0625" 0.1875" 2 3 Right Hand
2.5-3-ACME 4C-LH C 2.5" 3 0.3333"
=Pitch
4 1 Left Hand

Roscas ACME – Dimensiones básicas

Las dimensiones básicas son las dimensiones nominales del perfil ACME sin asignaciones ni tolerancias (la serie y la calificación/clase lo definen – véase más abajo). Se basan en la norma ASTM B1.5. Las dimensiones básicas se pueden utilizar para el diseño del perfil. Sin embargo, para la fabricación y el mecanizado, necesita el rango permitido de cada dimensión. Estos datos pueden consultarse en la norma ASTM o en la sección Límites y Dimensiones que figura a continuación. Todas las dimensiones básicas se derivan de fórmulas simples basadas en el diámetro nominal y el paso de la rosca.

Símbolos

Lista de símbolos utilizados en gráficos y fórmulas de Roscas ACME

Symbol Explanation
Basic Parameters - Diameters and Pitch
D Major (Basic) diameter of internal thread
D1
Minor diameter of internal thread
D2 Pitch diameter of internal thread
d External Major Diameter
d1 Minor diameter of external thread
d2 Pitch diameter of external thread
n Number of threds per Inch (TPI)
P Pitch (Distance)
L Lead
S Number of Starts
h Thread Height
F Flat Width
LE Length of Engagment
α Thread V half Angle
Allowance, Deviation, and Tolerances
TD
Tolerance - Minor diameter of internal thread & (Major Diameter)
TD2 Tolerance - Pitch diameter of internal thread
Td Tolerance - Minor diameter of external thread & (Major Diameter)
Td2 Tolerance - Minor diameter of external thread
es Allowance - Pitch Diameter
EL
Allowance - Major Diameter & (Minor Diameter)

Fórmulas

Rosca Externa

Rosca Acme - Dibujo de dimensiones básicas externas
\( \begin{array}{l} \large d= \text{Diámetro de la designación} \\ \large n = \text{TPI de designación} \\ \large P = \frac{n}{TPI} \\ \large h = \frac{P}{2} \\ \large d _2= d\,-\,h \\ \ \large d_1 = = d\,-\,P \\ \large F = 0,3707 \times P \\ \large 2\times\alpha = 29^{\circ} \\ \large \lambda = \tan^{-1} \left ( \frac{P \times S}{\pi \times d_2} \right ) \end{array} \)

Rosca interior

Rosca Acme - Dibujo de dimensiones básicas internas
\( \begin{array}{l} \large D= \text{Diámetro de la designación} \\ \large n = \text{TPI de designación} \\ \large P = \frac{n}{TPI} \\ \large h = \frac{P}{2} \\ \large D _2= D\,-\,h \\ \large D_1 = D\,-\,P \\ \large F = 0,3707 \times P \\ \large 2\times\alpha = 29^{\circ} \\ \large \lambda = \tan^{-1} \left ( \frac{P \times S}{\pi \times D_2} \right ) \end{array} \)

Tabla de Dimensiones

Haga clic en el enlace Rosca para obtener los datos completos de la Rosca para todas las clases en unidades en unidades de pulgada y métrica.
* Clic para mostrar columnas adicionales.

(*) Todas las dimensiones están en pulgadas

Roscas ACME – Límites de Dimensiones

Para fabricar o medir una rosca es necesario conocer los valores máximos y mínimos permitidos de las dimensiones básicas. Estos valores se calculan en función de la serie y la clase/calificación de la rosca(véase más abajo).

Allowance Tolerance New

Definición de términos:

  • Precisión (Desviación): La distancia mínima permitida entre el perfil básico y el perfil actual.
  • Tolerancia: El ancho de tolerancia de un diámetro en el perfil actual de la rosca. (Paso diámetros Mayor y Menor)
  • Un Huelgo pequeno significa que la montaje de una rosca macho y hembra será más difícil, pero después del montaje habrá menos libertad de movimiento.
  • Un Huelgo grande significa que la montaje de una rosca macho y hembra será más fácil, pero después del montaje habrá más libertad de movimiento.
  • El Huelgo no influye la dificultad de producción ni en el precio de la rosca.
  • Una tolerancia amplia es más fácil y económica de producir, pero produce una mayor dispersión entre las roscas
  • Una tolerancia estrecha es difícil de producir y más cara, pero produce una dispersión menor entre las roscas.

Series y Clases

Las roscas ACME se dividen en 3 series:

  • G (General Purpose) – The most commonly used Acme threads.
    • El acuñamiento de los flancos puede ocurrir bajo cargas; por 10 tanto, se recomienda para aplicaciones donde el tornillo y la tuerca se apoyan individualmente.
    • Tiene 3 clases de precisión 2G, 3G y 4G.
  • C (Centralized) – Tighter clearance between the internal and external threads. That prevents wedging on the flanks.
    • Más adecuado para aplicaciones con mayor carga.
    • Comparte las dimensiones básicas exactas de la serie C. La diferencia estriba únicamente en las tolerancias.
    • Tiene 3 clases de precisión 2C, 3C y 4C.
  • Stub – Compact threads with a 43% shorter stub height than standard Acme.
    • Perfil de rosca corto y truncado, adecuado para aplicaciones con espacio limitado.
    • A diferencia de las series G y C, sólo tiene una clase de precisión.
    • Están definidas por separado en la norma ASTM número B1.8.

Las series G y C tienen 3 clases de precion:

  • 2G/2C – Menos preciso y más utilizado.
  • 3G/3C – Precisión media.
  • 4G/4C – Máxima precisión, recomendado para reducir la holgura.

Cálculos de los Limites

La norma ASTM B1.5 define cómo calcular la tolerancia de los siguientes parámetros:

  • Diámetro mayor (d / D)
  • Diámetro menor (d1 / D1)
  • Diámetro de paso (d2 / D2)
  • Paso & Avance (P / L)
  • Ángulos entre flancos (α)

Las siguientes fórmulas no son válidas para los siguientes casos:

  • Centraliza la serie Acme.
  • Longitudes de enganche superiores al doble del diámetro mayor.
  • Roscas con múltiples entradas.
  • Valores de TPI que no sean uno de 2-6, 8, 10, 12, 14 o 16.
  • Diámetros nominales que no sean uno de los siguientes: 1/4, 5/16, 3/8, 7/16, 1/2, 3/4, 7/8, 1, 1-1/8, 1-1/4, 1-3/8, 1-1/2, 1-3/4, 2, 2-1/2, 2-3/4, 3, 3-1/2, 4, 4-1/2 o 5 pulgadas.

¡Para estos casos, lea la letra pequeña de la norma ASTM B1.5 o utilice nuestraCalculadora de Roscas Acme que trata todos los casos!

Antes de calcular los límites, debes obtener los siguientes datos:

  • Desviación para diámetros mayores y menores (el): Igual a 0,002 para pasos de 10 TPI o más gruesos. Para pasos más finos, utilice 0,001.
  • Desviación para diámetros de paso (es): Debe obtenerse de ASM B1.5 (tabla 9). No puede calcularse mediante una fórmula. Puede obtenerlo de la norma o utilizar nuestra calculadora que figura a continuación.
  • Tolerancia del diámetro de paso (TD2): Debe obtenerse de ASM B1.5 (tablas 5-7) o calcularse con la fórmula siguiente.
\( TD_2 = K_P \times \sqrt{P} + K_D \times \sqrt{D} \)
Calificación/ClaseKpKd
2G / 3C0.030.006
3G / 3C0.0140.0028
4G / 4C0.010.002
  • Tolerancia del diámetro mayor (Td):Igual al TPI dividido por 20. (Pero si es inferior a 0,005, debe utilizarse 0,005).

Una vez obtenidos los datos anteriores, puede proceder con las fórmulas siguientes para calcular los límites. Las siguientes fórmulas son válidas para todos los casos (incluida la limitación indicada anteriormente).

Fórmulas para Límites de Rosca Exterior Acme

Rosca Acme -Dibujo de tolerancias exteriores
\( \begin{array}{l} \large d_{max} = d_{nom} \\ \large d_{min} = d_{max}\,-\,T_d \\ \large d_{2\,max} = d_{2\,nom}\,-\,es \\ \large d_{2\,min} = d_{2\,max}\,-\,T_{d2} \\ \large d_{1\,max} = d_{1\,nom}\,-\,el \\ \large d_{1\},min} = d_{1\,max}\,-\,1.5 \times T_{d2} \end{array} \)

Fórmulas para los límites de una rosca interior Acme

Rosca Acme - Dibujo de tolerancias internas
\( \begin{array}{l} \large D_{min} = D_{nom}\,+\,el \\ \large D_{max} = D_{min}\,+\,el \\ D_{2\\,min} = D_{2\,nom} \\ \large D_{2\,max} = D_{2\,min}\,+\,T_{d2} \\ \large D_{1\,min} = D_{1\,nom} \\ \large D_{1\,max} = D_{1\,min}\,+\,T_{d} \end{array} \)

Roscas ACME Especiales

Debido a la naturaleza de sus casos de uso y a la lista limitada de configuraciones estándar, suelen utilizarse roscas Acme especiales.

¿Qué se considera una rosca Acme especial?

  • Una combinación Diámetro-Paso que no aparece en esta lista.
  • Roscas de entradas múltiples.
  • Una longitud de acople que es mayor que el doble del diámetro mayor.

¡Lacalculadora de roscas Acme también puede trabajar con Roscas Especiales!

Combinaciones de Diámetro y Paso

La lista estándar de roscas Acme en ASTM B1.5 sólo tiene una opción de paso por diámetro. Sin embargo, «jugar» con el paso es una consideración de diseño importante, ya que nos permite aumentar la velocidad de desplazamiento utilizando un paso más grueso o aumentar la precisión eligiendo uno más fino. Cuando se opta por una rosca especial, la norma ASTM B1.5 proporciona para cada paso los diámetros mínimos y máximos permitidos.

Combinaciones de diámetro y paso admisibles

  • Para una rosca con un valor de paso intermedio, utilice los diámetros indicados para el siguiente paso más grueso en el gráfico.
  • Para obtener las dimensiones de una rosca de este tipo, siga las fórmulas proporcionadas anteriormente o nuestra Calculadora de Roscas Acmeque sabe cómo manejar cualquier combinación de diámetro y paso.

Roscas Múltiples (Roscas de varias entradas)

Las roscas Acme de entradas múltiples son populares porque pueden aumentar la velocidad de desplazamiento en múltiplos de 2, 3, 4 o más.

Las dimensiones indicadas en la norma sólo son válidas para roscas de una sola entrada. Utilice el siguiente procedimiento para ajustar los límites en función del número de entradas.

  • Las roscas exteriores (tornillos) no se ven afectadas. Deben utilizarse los datos de las roscas de una entrada (rosca sencilla).
  • Para las roscas interiores (tuercas), la desviación para los diámetros mayor, menor y de paso se incrementa (en relación con una rosca equivalente de un solo paso) en K x es. K depende del número de entradas: para 2 entradas k=0,5, 3 entradas k=0,75, y para 4 entradas o más, k=1.
  • ¡Nuestra Calculadora de Roscas Acmetambién es compatible con roscas de entradas múltiples!

Longitud de Acoplamiento

Aumentar la longitud del acoplamiento significa utilizar una tuerca más larga que pueda soportar fuerzas mayores. Los datos indicados en ASTM B1.5 y las fórmulas anteriores son válidas para longitudes de enganche de hasta el doble del diámetro mayor. El diámetro de paso permitido (es) debe incrementarse en 0.1 x es x (LE - 2 x d) cuando LE>2XD. Nuestra Calculadora de Roscas Acmetambién maneja todas las longitudes de compromiso.

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