Kalkulačka stoupání závitu

Kalkulačka stoupání závitu převádí mezi stoupáním závitu a počtem závitů na palec (TPI) u šroubového závitu. Pracuje s imperiálními závity měřenými v TPI a s metrickými závity měřenými v milimetrech stoupání.

Co je stoupání závitu?

Stoupání závitu je vzdálenost od jednoho vrcholu závitu k následujícímu, měřená podél osy šroubu nebo svorníku. Vrchol je nejvyšší bod hřebene závitu. Menší stoupání znamená, že závity jsou blíže u sebe, zatímco větší stoupání znamená větší vzdálenost mezi nimi.

Imperiální závity používané hlavně ve Spojených státech se obvykle popisují počtem závitů na palec neboli TPI, nikoli přímo stoupáním. Metrické závity se popisují stoupáním v milimetrech. Tyto dvě hodnoty jsou vzájemně převrácené.

Jak vypočítat stoupání závitu

Vzorec pro stoupání závitu

Stoupání se rovná 1 dělenému počtem závitů na jednotku délky:

Stoupání = 1 ÷ počet závitů na jednotku délky

U imperiálních závitů platí stoupání (palce) = 1 ÷ TPI. U metrických závitů měřených v závitech na milimetr platí stoupání (mm) = 1 ÷ počet závitů na mm.

Vzorec pro počet závitů na jednotku délky

Obrácený výpočet jednoduše převrací zlomek:

Počet závitů na jednotku délky = 1 ÷ stoupání

Co kalkulačka zobrazuje

Počet závitů na jednotku délky a stoupání zůstávají vzájemně propojené jako převrácené hodnoty. Zadání hodnoty do jednoho pole aktualizuje druhé pole. Výsledky se zobrazují na čtyři desetinná místa.

Přepnutí mezi imperiálními a metrickými jednotkami převádí uložené délky přesným převodním faktorem 1 palce = 25,4 mm. Stoupání 0,05 palce odpovídá hodnotě 1,27 mm, nikoli 0,05 mm. V metrickém režimu počítá převrácené pole závity na milimetr, nikoli závity na palec.

Pole průměru závitu stoupání nemění. Nastavuje měřítko diagramu pod výsledkem. Tento diagram zobrazuje profil závitu jako V s úhlem 60 stupňů, což je tvar používaný normami Unified i ISO.

Imperiální a metrické závitové systémy

Imperiální šrouby se označují průměrem a hodnotou TPI. Šroub 1/4"-20 má průměr 1/4 palce a 20 závitů na palec. Metrické šrouby se označují průměrem a stoupáním. Šroub M6 × 1,0 má průměr 6 mm a stoupání 1,0 mm.

Tyto dva systémy lze převádět pomocí přesného převodního faktoru mezi palci a milimetry, 1 palce = 25,4 mm:

• Převod z metrických na imperiální jednotky: TPI = 25,4 ÷ stoupání (mm)
• Převod z imperiálních na metrické jednotky: stoupání (mm) = 25,4 ÷ TPI

Stoupání závitu a zdvih závitu

Stoupání závitu a zdvih závitu spolu souvisejí, ale ne vždy znamenají totéž. Stoupání je vzdálenost mezi sousedními vrcholy závitu. Zdvih je vzdálenost, o kterou se šroub posune podél své osy při jednom úplném otočení.

U jednochodého závitu, což je běžný typ používaný u většiny šroubů, se stoupání a zdvih rovnají. U vícechodého závitu, který má dvě nebo více rovnoběžných šroubovic, se zdvih rovná stoupání vynásobenému počtem chodů. Dvouchodý závit se stoupáním 1 mm má zdvih 2 mm.

Příklad: převod TPI na stoupání

Standardní šroub UNC (Unified National Coarse) 1/4"-20 má 20 závitů na palec.

Stoupání = 1 ÷ 20 = 0,0500 palce (1,27 mm)

Jemnější šroub UNF (Unified National Fine) 3/8"-24 má 24 závitů na palec.

Stoupání = 1 ÷ 24 = 0,0417 palce (1,06 mm)

Příklad: převod stoupání na počet závitů na jednotku délky

Standardní šroub M10 má hrubé stoupání 1,5 mm.

Počet závitů na mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

Jemný závit M8 má stoupání 1,0 mm, což dává přesně 1 závit na mm.

Příklad: převod mezi systémy

Metrické stoupání 1,5 mm se na imperiální hodnotu TPI převede takto:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Tato hodnota se blíží standardnímu počtu imperiálních závitů, ale není s ním shodná. To je jeden z důvodů, proč nejsou metrické a imperiální spojovací součásti zaměnitelné ani při podobných průměrech.

Standardní stoupání závitů pro běžné velikosti šroubů

Imperiální (hrubá řada UNC):

Metrické (hrubá řada podle ISO):

Jak měřit stoupání závitu

Nejspolehlivějším nástrojem je měrka stoupání závitu. Skládá se ze sady tenkých kovových listů, z nichž každý má jiné stoupání, upevněných ve skládací rukojeti podobné kapesnímu noži. Uživatel přikládá listy k závitu, dokud jeden přesně nezapadne bez mezer, jimiž by prosvítalo světlo, a poté odečte stoupání vyražené na tomto listu.

Bez měrky lze stoupání změřit pravítkem nebo posuvným měřítkem. Změřte vzdálenost přes deset úplných závitů a poté ji vydělte deseti. Měření přes větší počet závitů snižuje vliv drobných chyb odečtu.

Historie norem pro závity

Šroubové závity se po staletí řezaly ručně, než vznikla jakákoli norma, takže šroub z jedné dílny jen zřídka pasoval do matice z jiné dílny. Britský inženýr Joseph Whitworth navrhl v 1841 první národní normu závitů s úhlem profilu 55 stupňů. Ve Spojených státech navrhl William Sellers v 1864 konkurenční normu s úhlem 60 stupňů, která se stala základem amerického národního profilu závitu.

Problémy s dodávkami za války přiměly americké, britské a kanadské inženýry sjednotit jejich samostatné palcové normy. Výsledkem byla Unified Thread Standard, na níž se dohodli v 1948 a která se dodnes používá pro spojovací součásti s palcovými závity. Metrické závity nyní definuje Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) pomocí úhlu profilu 60 stupňů, podobného americké normě.

Často kladené otázky

Jak vypočítat stoupání závitu z TPI?

Vydělte 1 hodnotou TPI. Závit s hodnotou 20 TPI má stoupání 1 ÷ 20 = 0,0500 palce.

Jaký je rozdíl mezi stoupáním závitu a TPI?

TPI udává, kolik závitů se vejde do jednoho palce. Stoupání měří vzdálenost mezi dvěma sousedními závity. Jsou to převrácené hodnoty: stoupání = 1 ÷ TPI a TPI = 1 ÷ stoupání.

Lze metrické stoupání převést na imperiální TPI?

Ano. Vydělte 25,4 stoupáním v milimetrech. Stoupání 1,5 mm odpovídá 25,4 ÷ 1,5, tedy přibližně 16,9 TPI.

Jak měřit stoupání závitu bez měrky?

Změřte pravítkem nebo posuvným měřítkem vzdálenost přes deset úplných závitů a poté tuto vzdálenost vydělte deseti, abyste získali stoupání.

Je stoupání stejné jako zdvih?

Pouze u jednochodých závitů, které jsou nejběžnějším typem. U vícechodých závitů se zdvih rovná stoupání vynásobenému počtem chodů.

Proč existují hrubé i jemné závity?

Hrubé závity s větším stoupáním se zašroubují a vyšroubují rychleji a v měkkých materiálech lépe odolávají stržení. Jemné závity s menším stoupáním se při vibracích pevněji drží a umožňují přesnější nastavení, ale snáze se při montáži zkříží.

Reference

1. American Society of Mechanical Engineers. (2003). ASME B1.1: Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form).
2. International Organization for Standardization. (1998). ISO 68–1: ISO general purpose screw threads — Basic profile — Metric screw threads.
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. a Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30. vyd.). Industrial Press.
4. National Institute of Standards and Technology. SP 811: Guide for the Use of the International System of Units.