Калкулатор за стъпка на резбата

Калкулаторът за стъпка на резбата преобразува стъпката на резбата в брой навивки на инч (TPI) и обратно. Той работи с имперски резби, измервани в TPI, и с метрични резби, измервани в милиметри на стъпката.

Какво представлява стъпката на резбата?

Стъпката на резбата е разстоянието от един гребен на резбата до следващия, измерено по оста на винт или болт. Гребенът е най-високата точка на профила на резбата. По-малката стъпка означава, че навивките са по-близо една до друга, а по-голямата — че са по-далеч.

Имперските резби, използвани главно в Съединените щати, обикновено се описват чрез броя навивки на инч, или TPI, а не директно чрез стъпката. Метричните резби се описват чрез стъпката в милиметри. Двете стойности са реципрочни.

Как се изчислява стъпката на резбата

Формула за стъпката на резбата

Стъпката е равна на 1, разделено на броя навивки за единица дължина:

Стъпка = 1 ÷ навивки за единица дължина

При имперски резби това е стъпка (инчове) = 1 ÷ TPI. При метрични резби, измервани в навивки на милиметър, това е стъпка (mm) = 1 ÷ навивки на mm.

Формула за навивки за единица дължина

Обратното изчисление просто обръща дробта:

Навивки за единица дължина = 1 ÷ стъпка

Какво показва калкулаторът

Броят навивки за единица дължина и стъпката остават свързани като реципрочни величини. Въвеждането на стойност в едното поле обновява другото. Резултатите се показват с четири знака след десетичната запетая.

Превключването между имперска и метрична система преобразува съхранените дължини с точния коефициент 1 инч = 25,4 mm. Стъпка от 0,05 инча става 1,27 mm, а не 0,05 mm. В метричен режим реципрочното поле отчита навивки на милиметър, а не навивки на инч.

Полето за диаметъра на резбата не променя стъпката. То задава мащаба на диаграмата под резултата. Диаграмата изобразява профила на резбата като V-образен профил с ъгъл 60 градуса — формата, използвана както от Unified, така и от ISO стандартите.

Имперска и метрична система за резби

Имперските винтове се означават чрез диаметъра и TPI. Винт 1/4"-20 има диаметър 1/4 инча (6,3 mm) и 20 навивки на инч. Метричните винтове се означават чрез диаметъра и стъпката. Винт M6 × 1,0 има диаметър 6 mm и стъпка 1,0 mm.

Двете системи могат да се преобразуват с помощта на точния коефициент за преобразуване от инчове в милиметри, 1 инч = 25,4 mm:

• От метрична към имперска система: TPI = 25,4 ÷ стъпка (mm)
• От имперска към метрична система: стъпка (mm) = 25,4 ÷ TPI

Стъпка на резбата и ход на резбата

Стъпката на резбата и ходът на резбата са свързани, но не винаги са еднакви. Стъпката е разстоянието между съседни гребени на резбата. Ходът е разстоянието, което винтът изминава по оста си при един пълен оборот.

При едноходова резба, каквато обикновено се среща при повечето болтове, стъпката и ходът са равни. При многоходова резба, която има два или повече успоредни канала, ходът е равен на стъпката, умножена по броя на ходовете. Двуходова резба със стъпка 1 mm има ход 2 mm.

Пример: преобразуване от TPI към стъпка

Стандартен 1/4"-20 UNC болт (Unified National Coarse, унифицирана национална груба резба) има 20 навивки на инч.

Стъпка = 1 ÷ 20 = 0,0500 инча (1,27 mm)

По-фин 3/8"-24 UNF болт (Unified National Fine, унифицирана национална фина резба) има 24 навивки на инч.

Стъпка = 1 ÷ 24 = 0,0417 инча (1,06 mm)

Пример: преобразуване от стъпка към навивки за единица дължина

Стандартен болт M10 има груба стъпка 1,5 mm.

Навивки на mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

Фина резба M8 има стъпка 1,0 mm, което дава точно 1 навивка на mm.

Пример: преобразуване между системите

Метрична стъпка 1,5 mm се преобразува в имперска стойност TPI по следния начин:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Това е близо до, но не е същото като стандартен брой навивки в имперската система, което е една от причините метричните и имперските крепежни елементи да не са взаимозаменяеми дори при сходни диаметри.

Стандартни стъпки на резбата за разпространени размери болтове

Имперска система (груба серия UNC):

Метрична система (груба серия ISO):

Как се измерва стъпката на резбата

Шаблонът за измерване на стъпка на резба е най-надеждният инструмент. Той представлява комплект тънки метални пластини, всяка от които е изрязана с различна стъпка и е монтирана на сгъваема дръжка като джобно ножче. Пластините се пробват върху резбата, докато една от тях пасне без пролуки, през които се вижда светлина, след което се отчита стъпката, отбелязана върху нея.

Без шаблон стъпката може да се измери с линия или шублер. Измерва се разстоянието по десет пълни навивки, след което се разделя на десет. Измерването по повече навивки намалява влиянието на малките грешки при отчитане.

История на стандартите за резби

В продължение на векове резбите на винтовете са се изработвали ръчно, преди да съществува какъвто и да е стандарт, затова болт от една работилница рядко е пасвал на гайка от друга. Британският инженер Джоузеф Уитуърт предлага първия национален стандарт за резби през 1841 г., с ъгъл на профила 55 градуса. В Съединените щати Уилям Селърс предлага конкурентен стандарт с ъгъл 60 градуса през 1864 г., който става основа на американския национален профил на резбата.

Проблемите със снабдяването по време на войната подтикват американски, британски и канадски инженери да обединят отделните си стандарти за резби в инчове. Резултатът, Унифицираният стандарт за резби, е приет през 1948 г. и все още се използва за крепежни елементи с размери в инчове. Метричните резби сега се определят от Международната организация по стандартизация (ISO) с ъгъл на профила 60 градуса, подобен на американския стандарт.

Често задавани въпроси

Как се изчислява стъпката на резбата от TPI?

Разделете 1 на стойността на TPI. Резба с 20 TPI има стъпка 1 ÷ 20 = 0,0500 инча (1,27 mm).

Каква е разликата между стъпката на резбата и TPI?

TPI показва колко навивки се побират в един инч. Стъпката измерва разстоянието между две съседни навивки. Те са реципрочни величини: стъпка = 1 ÷ TPI, а TPI = 1 ÷ стъпка.

Може ли метричната стъпка да се преобразува в имперска стойност TPI?

Да. Разделете 25,4 на стъпката в милиметри. Стъпка 1,5 mm е равна на 25,4 ÷ 1,5, или приблизително 16,9 TPI.

Как може да се измери стъпката на резбата без шаблон?

Измерете с линия или шублер разстоянието по десет пълни навивки, след което разделете това разстояние на десет, за да получите стъпката.

Еднакви измервания ли са стъпката и ходът?

Само при едноходови резби, които са най-разпространеният вид. При многоходови резби ходът е равен на стъпката, умножена по броя на ходовете.

Защо съществуват едновременно груби и фини резби?

Грубите резби с по-голяма стъпка се завиват и развиват по-бързо и са по-устойчиви на скъсване в меки материали. Фините резби с по-малка стъпка се задържат по-здраво при вибрации и позволяват по-прецизна настройка, но по-лесно се кръстосват при завиване.

Източници

1. Американско дружество на машинните инженери. (2003). ASME B1.1: Унифицирани винтови резби в инчове (профил на резбите UN и UNR).
2. Международна организация по стандартизация. (1998). ISO 68–1: Винтови резби с общо предназначение по ISO — Основен профил — Метрични винтови резби.
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30-о изд.). Industrial Press.
4. Национален институт за стандарти и технологии. SP 811: Ръководство за използване на Международната система единици.