Kalkulator for gjengestigning

En kalkulator for gjengestigning konverterer mellom gjengestigning og gjenger per tomme (TPI) for en skruegjenge. Den fungerer med imperiale gjenger, målt i TPI, og metriske gjenger, målt i millimeter gjengestigning.

Hva er gjengestigning?

Gjengestigning er avstanden fra én gjengekam til den neste, målt langs aksen til en skrue eller bolt. En gjengekam er det høyeste punktet på en gjengeprofil. Mindre stigning betyr at gjengene ligger tettere sammen, mens større stigning betyr at de ligger lenger fra hverandre.

Imperiale gjenger, som hovedsakelig brukes i USA, beskrives vanligvis med gjenger per tomme, eller TPI, i stedet for direkte med stigning. Metriske gjenger beskrives med stigning i millimeter. De to verdiene er gjensidige.

Slik beregnes gjengestigning

Formel for gjengestigning

Stigningen er lik 1 dividert med antall gjenger per lengdeenhet:

Stigning = 1 ÷ gjenger per lengdeenhet

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

Formel for gjenger per enhet

Den omvendte beregningen snur ganske enkelt brøken:

Gjenger per lengdeenhet = 1 ÷ stigning

Hva kalkulatoren viser

Gjenger per lengdeenhet og stigning er bundet sammen som gjensidige verdier. Når en verdi skrives inn i ett felt, oppdateres det andre. Resultatene vises med fire desimaler.

Ved bytte mellom imperialt og metrisk system konverteres de lagrede lengdene med den nøyaktige faktoren 1 tomme = 25,4 mm. En stigning på 0,05 tommer blir 1,27 mm, ikke 0,05 mm. I metrisk modus teller det gjensidige feltet gjenger per millimeter, ikke gjenger per tomme.

Feltet for gjengediameter endrer ikke stigningen. Det angir målestokken for diagrammet under resultatet. Diagrammet tegner gjengeprofilen som en V med 60 grader, formen som brukes av både Unified- og ISO-standardene.

Imperiale og metriske gjengesystemer

Imperiale skruer angis med diameter og TPI. En skrue på 1/4"-20 har en diameter på 1/4 tomme (6,3 mm) og 20 gjenger per tomme. Metriske skruer angis med diameter og stigning. En M6 × 1,0-skrue har en diameter på 6 mm og en stigning på 1,0 mm.

De to systemene kan konverteres ved hjelp av den nøyaktige omregningsfaktoren mellom tommer og millimeter, 1 tomme = 25,4 mm:

• Metrisk til imperialt: TPI = 25,4 ÷ stigning (mm)
• Imperialt til metrisk: stigning (mm) = 25,4 ÷ TPI

Gjengestigning og gjengeføring

Gjengestigning og gjengeføring henger sammen, men er ikke alltid det samme. Stigning er avstanden mellom tilstøtende gjengekammer. Gjengeføring er avstanden en skrue beveger seg langs aksen i én full omdreining.

På en ettløpet gjenge, den vanlige typen på de fleste bolter, er stigning og gjengeføring like. På en flerstartsgjenge, som har to eller flere parallelle gjengespor, er gjengeføringen lik stigningen multiplisert med antall gjengestarter. En tostartsgjenge med en stigning på 1 mm har en gjengeføring på 2 mm.

Eksempel: fra TPI til stigning

En standard 1/4"-20 UNC-bolt (Unified National Coarse) har 20 gjenger per tomme.

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

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

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

Eksempel: fra stigning til gjenger per enhet

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

Gjenger per mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

En fin M8-gjenge har en stigning på 1,0 mm, som gir nøyaktig 1 gjenge per mm.

Eksempel: konvertering mellom systemer

En metrisk stigning på 1,5 mm konverteres til en imperial TPI-verdi slik:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Dette ligger nær, men er ikke det samme som, et standard imperialt gjengeantall. Derfor kan metriske og imperiale festemidler ikke brukes om hverandre, selv ved lignende diametre.

Standard gjengestigninger for vanlige boltstørrelser

Imperialt (UNC-serien, grov):

Metrisk (ISO-serien, grov):

Slik måles gjengestigning

En gjengestigningsmåler er det mest pålitelige verktøyet. Den består av et sett tynne metallblader, hvert med en forskjellig stigning, montert på et sammenleggbart håndtak som på en lommekniv. Bladene prøves mot gjengen til ett av dem passer nøyaktig uten synlige lysåpninger. Deretter leses stigningen som er stemplet på bladet.

Uten måler kan stigningen måles med linjal eller skyvelære. Mål avstanden over ti komplette gjenger, og divider deretter med ti. Måling over flere gjenger reduserer virkningen av små avlesningsfeil.

Gjengestandardenes historie

Skruegjenger ble skåret for hånd i århundrer før det fantes noen standard, så en bolt fra ett verksted passet sjelden i en mutter fra et annet. Den britiske ingeniøren Joseph Whitworth foreslo den første nasjonale gjengestandarden i 1841, med en gjengevinkel på 55 grader. I USA foreslo William Sellers en konkurrerende standard med 60 graders gjengevinkel i 1864. Den ble grunnlaget for den amerikanske nasjonale gjengeformen.

Forsyningsproblemer under krig presset amerikanske, britiske og kanadiske ingeniører til å slå sammen de separate tommestandardene sine. Resultatet, Unified Thread Standard, ble vedtatt i 1948 og brukes fortsatt for tommebaserte festemidler. Metriske gjenger defineres nå av International Organization for Standardization (ISO), med en gjengevinkel på 60 grader, tilsvarende den amerikanske standarden.

Ofte stilte spørsmål

Hvordan beregner man gjengestigning fra TPI?

Divider 1 med TPI-verdien. En gjenge med 20 TPI har en stigning på 1 ÷ 20 = 0,0500 tommer (1,27 mm).

Hva er forskjellen mellom gjengestigning og TPI?

TPI angir hvor mange gjenger som får plass på én tomme. Stigning måler avstanden mellom to tilstøtende gjenger. De er gjensidige: 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 lik 25,4 ÷ 1,5, eller omtrent 16,9 TPI.

Hvordan kan gjengestigning måles uten måler?

Mål avstanden over ti komplette gjenger med linjal eller skyvelære, og divider deretter avstanden med ti for å få stigningen.

Er stigning og gjengeføring det samme målet?

Bare på ettløpede gjenger, som er den vanligste typen. På flerstartsgjenger er gjengeføringen lik stigningen multiplisert med antall gjengestarter.

Hvorfor finnes både grove og fine gjenger?

Grove gjenger, med større stigning, skrus inn og ut raskere og motstår avrivning i myke materialer. Fine gjenger, med mindre stigning, holder bedre under vibrasjoner og muliggjør finere justering, men de kryssgjenges lettere.

Referanser

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