Ini benar-benar tidak sesederhana aturan praktis - ada banyak faktor di setiap aplikasi. Saya akan berasumsi bahwa aplikasi baut Anda adalah situasi yang cukup tradisional di mana Anda membaut material yang satu dengan yang lain (satu bidang geser) bukan sandwich yang lebih kompleks (bantalan isolasi, pelat transisi, dll.)
Pada sebagian besar sambungan baut, baut dimaksudkan untuk memberikan gaya penjepit normal ke permukaan faying untuk memungkinkan gaya gesekan yang besar untuk berkembang antara dua bahan yang dibaut. Karena itu, walaupun kami selalu memeriksa bahwa baut dapat menahan beban dalam geser, untuk desain sambungan untuk kinerja, aksi penjepitan merupakan pertimbangan yang lebih besar. Jika permukaan faying Anda sangat rata dan bersih, dan dua material Anda sangat kaku, Anda dapat membayangkan bahwa satu baut besar akan cukup untuk masalah apa pun karena gaya penjepit akan menerapkan gesekan yang sama di seluruh permukaan faying. Salah satu masalah dengan menggunakan baut tunggal adalah bahwa jika sambungan tidak tergelincir, itu bisa tergelincir ke arah yang melonggarkan mur terhadap baut, yang menyebabkan kegagalan bencana.
Pada kenyataannya, biasanya dua permukaan kita agak fleksibel, kotor, dan tidak rata. Karena itu, baut hanya berhasil menerapkan gaya penjepit untuk area kecil di sekitarnya, sehingga sambungan yang menahan momen (seperti kebanyakan dudukan motor) tidak akan sangat efektif dengan baut tunggal. Alih-alih, menambahkan lebih banyak baut, lebih jauh terpisah satu sama lain, menciptakan 'pasangan momen' di mana karena jarak antara masing-masing baut, resistensi slip yang sebenarnya diperlukan pada setiap baut lebih sedikit. Secara umum, untuk koneksi yang menahan momen, Anda ingin memaksimalkan ukuran keseluruhan pola baut sesuai alasan.
Tentu saja ada banyak faktor lain. Seperti yang Anda sarankan, karena toleransi absolut lebih besar pada baut yang lebih besar, mereka umumnya membutuhkan lebih banyak lubang ceroboh, yang berarti mereka tidak akan secara inheren memberikan keselarasan yang sebaik baut yang lebih kecil. Namun, jika Anda meluruskan komponen Anda secara mandiri (dengan mengukur atau dengan jig,) dan mengencangkan baut, Anda masih dapat menyimpan komponen di tempat yang tepat juga. Sebaliknya, karena lubang untuk baut yang lebih kecil umumnya kurang besar, meluruskan pola banyak baut kecil membutuhkan pemesinan yang jauh lebih presisi untuk komponen Anda daripada meluruskan beberapa baut yang lebih besar. Ini karena faktor pembesaran yang lebih kecil terutama, tetapi diperparah oleh fakta bahwa semakin banyak lubang yang Anda miliki,
Sejauh biaya, untuk bagian-bagian berukuran sedang, biaya pengerjaan bagian-bagian itu hampir pasti lebih mahal daripada biaya pengencang itu sendiri, jadi beberapa baut yang lebih besar akan menjadi pilihan yang lebih baik - baut yang sedikit lebih mahal, tetapi lebih sedikit lubang untuk dibor. Ukuran lubang untuk mengebor memiliki dampak yang jauh lebih kecil pada biaya daripada waktu untuk menemukan lubang baru, terutama jika cukup dalam untuk membutuhkan beberapa langkah (seperti bor bercak atau bor tengah) dan karenanya alat berubah. Selain itu, tergantung pada skala Anda, bahan, dan ketebalan, kadang-kadang lubang yang lebih kecil sebenarnya lebih mahal karena harus dibor kurang agresif untuk menghindari kerusakan alat. Dua pengecualian besar untuk pernyataan ini adalah jika karya Anda diproduksi secara massal dengan casting, injection molding, atau proses volumetrik yang serupa, atau jika mereka sedang dipotong oleh proses pembuatan profil seperti waterjet atau laser cutting, di mana inci linear adalah pendorong utama biaya. Seperti yang Anda tunjukkan, waktu untuk merakit perangkat sebagian besar diatur oleh jumlah baut daripada ukurannya - untuk ulir panjang tertentu - baut besar sebenarnya lebih cepat untuk dikencangkan. Jadi ini juga mendukung baut yang lebih sedikit dan lebih besar.
Adapun formula yang mengatur kekuatan penjepitan, itu tidak terlalu istimewa. Setelah Anda menetapkan pretensi pada setiap baut yang terpasang, Anda cukup mengalikannya dengan koefisien gesekan statis untuk kombinasi permukaan faying Anda. Bagian yang sulit adalah membangun pretensi yang akan Anda capai dalam setiap baut - ada formula yang akan memberi Anda ketegangan sebagai fungsi torsi, sudut timah, dan bahan, tetapi mereka diketahui tidak terlalu akurat. Cara terbaik untuk menemukan nilai ini adalah dengan pengukuran langsung setelah mengencangkan baut menggunakan metode yang sama yang akan Anda gunakan dalam produksi (torsi, feel, turn-of-the-nut, dll.)