Schroefdraadspoedcalculator

Een schroefdraadspoedcalculator zet de spoed van een schroefdraad om naar het aantal gangen per inch (TPI) en omgekeerd. De calculator werkt met imperiale schroefdraden, gemeten in TPI, en metrische schroefdraden, gemeten in millimeters spoed.

Wat is schroefdraadspoed?

De schroefdraadspoed is de afstand van de ene draadtop tot de volgende, gemeten langs de as van een schroef of bout. Een draadtop is het hoogste punt van een draadprofiel. Bij een kleinere spoed liggen de gangen dichter bij elkaar; bij een grotere spoed liggen ze verder uit elkaar.

Imperiale schroefdraden (voornamelijk gebruikt in de Verenigde Staten) worden doorgaans beschreven met het aantal gangen per inch, oftewel TPI, in plaats van rechtstreeks met de spoed. Metrische schroefdraden worden beschreven met de spoed in millimeters. De twee waarden zijn elkaars reciproke waarden.

Schroefdraadspoed berekenen

Formule voor schroefdraadspoed

De spoed is gelijk aan 1 gedeeld door het aantal gangen per eenheid van lengte:

Spoed = 1 ÷ gangen per lengte-eenheid

Voor imperiale schroefdraden geldt: spoed (inch) = 1 ÷ TPI. Voor metrische schroefdraden, gemeten in gangen per millimeter, geldt: spoed (mm) = 1 ÷ gangen per mm.

Formule voor gangen per eenheid

Bij de omgekeerde berekening wordt de breuk eenvoudig omgedraaid:

Gangen per eenheid = 1 ÷ spoed

Wat de calculator toont

Gangen per eenheid en spoed blijven als reciproke waarden aan elkaar gekoppeld. Als in het ene veld een waarde wordt ingevoerd, wordt het andere bijgewerkt. De resultaten worden weergegeven op vier decimalen.

Bij het wisselen tussen imperiale en metrische eenheden worden de opgeslagen lengten omgerekend met de exacte factor 1 inch = 25,4 mm. Een spoed van 0,05 inch wordt 1,27 mm, niet 0,05 mm. In de metrische modus telt het reciproke veld gangen per millimeter, niet gangen per inch.

Het veld voor de schroefdraaddiameter verandert de spoed niet. Het bepaalt de schaal van het diagram onder het resultaat. In dat diagram wordt het draadprofiel weergegeven als een V van 60 graden, de vorm die zowel door de Unified- als de ISO-normen wordt gebruikt.

Imperiale en metrische schroefdraadstelsels

Imperiale schroeven worden aangeduid met de diameter en het aantal gangen per inch. Een schroef met de aanduiding 1/4"-20 heeft een diameter van 1/4 inch (6,3 mm) en heeft 20 gangen per inch. Metrische schroeven worden aangeduid met de diameter en de spoed. Een M6 × 1,0-schroef is 6 mm dik en heeft een spoed van 1,0 mm.

De twee stelsels kunnen worden omgerekend met de exacte omrekenfactor van inch naar millimeter, 1 inch = 25,4 mm:

• Metrisch naar imperiaal: TPI = 25,4 ÷ spoed (mm)
• Imperiaal naar metrisch: spoed (mm) = 25,4 ÷ TPI

Schroefdraadspoed versus lead

Schroefdraadspoed en lead zijn verwant, maar niet altijd hetzelfde. De spoed is de afstand tussen aangrenzende draadtoppen. De lead is de afstand die een schroef in één volledige omwenteling langs zijn as aflegt.

Bij een enkelgangige schroefdraad, het gebruikelijke type op de meeste bouten, zijn spoed en lead gelijk. Bij een meergangige schroefdraad, die twee of meer parallelle draadgangen heeft, is de lead gelijk aan de spoed vermenigvuldigd met het aantal gangen. Een tweegangige schroefdraad met een spoed van 1 mm heeft een lead van 2 mm.

Voorbeeld: TPI naar spoed

Een standaard 1/4"-20 UNC-bout (Unified National Coarse) heeft 20 gangen per inch.

Spoed = 1 ÷ 20 = 0,0500 inch (1,27 mm)

Een fijnere UNF-bout (Unified National Fine) van 3/8"-24 heeft 24 gangen per inch.

Spoed = 1 ÷ 24 = 0,0417 inch (1,06 mm)

Voorbeeld: van spoed naar gangen per eenheid

Een standaard M10-bout heeft een grove spoed van 1,5 mm.

Gangen per mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

Een fijne M8-schroefdraad heeft een spoed van 1,0 mm, wat precies 1 gang per mm oplevert.

Voorbeeld: omrekenen tussen stelsels

Een metrische spoed van 1,5 mm wordt als volgt omgerekend naar een imperiale TPI-waarde:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Dit ligt dicht bij, maar is niet gelijk aan, een standaard aantal gangen in het imperiale stelsel. Dat is een van de redenen waarom metrische en imperiale bevestigingsmiddelen niet onderling uitwisselbaar zijn, zelfs bij vergelijkbare diameters.

Standaardspoeden voor gangbare boutmaten

Imperiaal (UNC-serie, grove draad):

Metrisch (ISO-serie, grove draad):

Schroefdraadspoed meten

Een schroefdraadspoedmeter is het betrouwbaarste hulpmiddel. Het is een set dunne metalen bladen, elk gesneden met een andere spoed, bevestigd aan een opvouwbare handgreep zoals bij een zakmes. De gebruiker houdt de bladen tegen de schroefdraad totdat één blad zonder lichtspleten goed aansluit en leest vervolgens de op dat blad gestempelde spoed af.

Zonder meter kan de spoed met een liniaal of schuifmaat worden gemeten. Meet de afstand over tien volledige draadgangen en deel die vervolgens door tien. Door over meer draadgangen te meten, wordt het effect van kleine afleesfouten beperkt.

Geschiedenis van schroefdraadnormen

Schroefdraden werden eeuwenlang met de hand gesneden voordat er een norm bestond, waardoor een bout uit de ene werkplaats zelden op een moer uit een andere paste. De Britse ingenieur Joseph Whitworth stelde in 1841 de eerste nationale schroefdraadnorm voor, met een hoek van 55 graden. In de Verenigde Staten stelde William Sellers in 1864 een concurrerende norm met een hoek van 60 graden voor. Die norm werd de basis van het Amerikaanse nationale schroefdraadprofiel.

Problemen met de bevoorrading tijdens oorlogen brachten Amerikaanse, Britse en Canadese ingenieurs ertoe hun afzonderlijke inch-normen samen te voegen. Het resultaat, de Unified Thread Standard, werd in 1948 overeengekomen en wordt nog steeds gebruikt voor bevestigingsmiddelen met inchmaten. Metrische schroefdraden worden nu gedefinieerd door de International Organization for Standardization (ISO), met een hoek van 60 graden, vergelijkbaar met de Amerikaanse norm.

Veelgestelde vragen

Hoe bereken je de schroefdraadspoed uit TPI?

Deel 1 door de TPI-waarde. Een schroefdraad met 20 TPI heeft een spoed van 1 ÷ 20 = 0,0500 inch (1,27 mm).

Wat is het verschil tussen schroefdraadspoed en TPI?

TPI telt hoeveel gangen in één inch passen. De spoed meet de afstand tussen twee aangrenzende gangen. Het zijn reciproke waarden: spoed = 1 ÷ TPI en TPI = 1 ÷ spoed.

Kan een metrische spoed worden omgerekend naar imperiale TPI?

Ja. Deel 25,4 door de spoed in millimeters. Een spoed van 1,5 mm is gelijk aan 25,4 ÷ 1,5, oftewel ongeveer 16,9 TPI.

Hoe kan de schroefdraadspoed zonder meter worden gemeten?

Meet met een liniaal of schuifmaat de afstand over tien volledige draadgangen en deel die afstand vervolgens door tien om de spoed te verkrijgen.

Zijn spoed en lead dezelfde maat?

Alleen bij enkelgangige schroefdraad, het meest voorkomende type. Bij meergangige schroefdraad is de lead gelijk aan de spoed maal het aantal gangen.

Waarom bestaan er zowel grove als fijne schroefdraden?

Grove schroefdraden (met een grotere spoed) kunnen sneller worden vast- en losgedraaid en zijn beter bestand tegen dol draaien in zachte materialen. Fijne schroefdraden (met een kleinere spoed) blijven bij trillingen beter vastzitten en maken fijnere afstelling mogelijk, maar lopen gemakkelijker kruislings.

Referenties

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 (30e ed.). Industrial Press.
4. National Institute of Standards and Technology. SP 811: Guide for the Use of the International System of Units.