Beregner for gevindstigning

En beregner for gevindstigning konverterer mellem gevindstigning og antal gevind pr. tomme (TPI) for et skruegevind. Den fungerer med imperiale gevind, målt i TPI, og metriske gevind, målt i millimeter som gevindstigning.

Hvad er gevindstigning?

Gevindstigning er afstanden fra én gevindkam til den næste, målt langs aksen på en skrue eller bolt. En gevindkam er det højeste punkt på en gevindryg. En mindre stigning betyder, at gevindene sidder tættere sammen; en større stigning betyder, at de sidder længere fra hinanden.

Imperiale gevind (som hovedsageligt bruges i USA) beskrives normalt med antal gevind pr. tomme, eller TPI, i stedet for direkte med stigningen. Metriske gevind beskrives med stigningen i millimeter. De to værdier er reciprokke.

Sådan beregnes gevindstigning

Formel for gevindstigning

Stigningen er lig med 1 divideret med antallet af gevind pr. længdeenhed:

Stigning = 1 ÷ gevind pr. længdeenhed

For imperiale gevind er dette stigning (tommer) = 1 ÷ TPI. For metriske gevind målt i gevind pr. millimeter er det stigning (mm) = 1 ÷ gevind pr. mm.

Formel for gevind pr. enhed

Den omvendte beregning vender blot brøken:

Gevind pr. enhed = 1 ÷ stigning

Hvad beregneren viser

Gevind pr. enhed og stigning forbliver bundet sammen som reciprokke værdier. Når der indtastes en værdi i det ene felt, opdateres den anden. Resultater vises med fire decimaler.

Skift mellem imperiale og metriske enheder konverterer de gemte længder med den nøjagtige faktor 1 tomme = 25,4 mm. En stigning på 0,05 tommer bliver til 1,27 mm, ikke 0,05 mm. I metrisk tilstand tæller det reciprokke felt gevind pr. millimeter, ikke gevind pr. tomme.

Feltet for gevinddiameter ændrer ikke stigningen. Det angiver diagrammets målestok under resultatet. Diagrammet tegner gevindprofilen som en V-form med 60 grader, den form der bruges af både Unified- og ISO-standarderne.

Imperiale og metriske gevindsystemer

Imperiale skruer benævnes efter diameter og TPI. En 1/4"-20 skrue er 1/4 tomme (6,3 mm) i diameter og har 20 gevind pr. tomme. Metriske skruer benævnes efter diameter og stigning. En M6 × 1,0-skrue er 6 mm i diameter med en stigning på 1,0 mm.

De to systemer kan konverteres ved hjælp af den nøjagtige omregningsfaktor mellem tommer og millimeter, 1 tomme = 25,4 mm:

• Metrisk til imperial: TPI = 25,4 ÷ stigning (mm)
• Imperial til metrisk: stigning (mm) = 25,4 ÷ TPI

Gevindstigning og gevindfremføring

Gevindstigning og gevindføring hænger sammen, men er ikke altid det samme. Stigningen er afstanden mellem to tilstødende gevindkamme. Gevindfremføringen er den afstand, en skrue bevæger sig langs sin akse ved én hel omdrejning.

På et enkeltstartet gevind, som er den almindelige type på de fleste bolte, er stigning og gevindfremføring ens. På et flerstartet gevind, som har to eller flere parallelle gevindspor, er gevindfremføringen lig med stigningen multipliceret med antallet af gevindstarter. Et tostartet gevind med en stigning på 1 mm har en gevindfremføring på 2 mm.

Eksempel: TPI til stigning

En standardbolt af typen 1/4"-20 UNC (Unified National Coarse) har 20 gevind pr. tomme.

Stigning = 1 ÷ 20 = 0,0500 tommer (1,27 mm)

En finere 3/8"-24 UNF (Unified National Fine)-bolt har 24 gevind pr. tomme.

Stigning = 1 ÷ 24 = 0,0417 tommer (1,06 mm)

Eksempel: stigning til gevind pr. enhed

En standard M10-bolt har en grov stigning på 1,5 mm.

Gevind pr. mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

Et fint M8-gevind har en stigning på 1,0 mm, hvilket giver præcis 1 gevind pr. mm.

Eksempel: konvertering mellem systemer

En metrisk stigning på 1,5 mm konverteres til en imperial TPI-værdi således:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Dette ligger tæt på, men er ikke det samme som, et standardiseret antal gevind pr. tomme i det imperiale system, hvilket er en af grundene til, at metriske og imperiale befæstelseselementer ikke kan udskiftes, selv ved tilsvarende diametre.

Standardiserede gevindstigninger for almindelige boltstørrelser

Imperial (UNC-grovserie):

Metrisk (ISO-grovserie):

Sådan måles gevindstigning

En gevindstigningsmåler er det mest pålidelige værktøj. Den består af et sæt tynde metalblade, der hver er skåret med en forskellig stigning og monteret på et sammenfoldeligt håndtag som en lommekniv. Bladene prøves mod gevindet, indtil ét blad passer præcist, uden at der kan ses lys mellem gevindet og bladet, hvorefter stigningen, der er præget på bladet, aflæses.

Uden en gevindstigningslære kan stigningen måles med en lineal eller skydelære. Mål afstanden over ti komplette gevind, og divider derefter med ti. Måling over flere gevind reducerer virkningen af små aflæsningsfejl.

Historien om gevindstandarder

Skruegevind blev skåret i hånden i århundreder, før der fandtes en standard, så en bolt fra ét værksted sjældent passede til en møtrik fra et andet. Den britiske ingeniør Joseph Whitworth foreslog den første nationale gevindstandard i 1841 med en gevindvinkel på 55 grader. I USA foreslog William Sellers en konkurrerende standard med 60 graders vinkel i 1864, og den blev grundlaget for den amerikanske nationale gevindform.

Forsyningsproblemer under krig fik amerikanske, britiske og canadiske ingeniører til at sammenlægge deres separate tommestandarder. Resultatet, Unified Thread Standard, blev vedtaget i 1948 og bruges stadig til tommebaserede befæstelseselementer. Metriske gevind defineres nu af International Organization for Standardization (ISO) med en gevindvinkel på 60 grader, der ligner den amerikanske standard.

Ofte stillede spørgsmål

Hvordan beregnes gevindstigningen ud fra TPI?

Divider 1 med TPI-værdien. Et gevind med 20 TPI har en stigning på 1 ÷ 20 = 0,0500 tommer (1,27 mm).

Hvad er forskellen mellem gevindstigning og TPI?

TPI angiver, hvor mange gevind der passer på én tomme. Stigningen måler afstanden mellem to tilstødende gevind. De er reciprokke: stigning = 1 ÷ TPI, og TPI = 1 ÷ stigning.

Kan metrisk stigning konverteres til imperial TPI?

Ja. Divider 25,4 med stigningen i millimeter. En stigning på 1,5 mm er lig med 25,4 ÷ 1,5, eller cirka 16,9 TPI.

Hvordan kan gevindstigning måles uden en gevindstigningslære?

Mål afstanden over ti komplette gevind med en lineal eller skydelære, og divider derefter afstanden med ti for at få stigningen.

Er stigning og gevindfremføring det samme mål?

Kun på enkeltstartede gevind, som er den mest almindelige type. På flerstartede gevind er gevindfremføringen lig med stigningen gange antallet af starter.

Hvorfor findes både grove og fine gevind?

Grove gevind skrues hurtigere ind og ud og modstår overrivning i bløde materialer. Fine gevind holder bedre fast under vibrationer og giver mulighed for finere justering, men de får lettere krydset gevind.

Referencer

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. & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30. udg.). Industrial Press.
4. National Institute of Standards and Technology. SP 811: Guide for the Use of the International System of Units.