Kalkulator skoku gwintu

Kalkulator skoku gwintu przelicza skok gwintu na liczbę zwojów na cal (TPI) i odwrotnie. Działa dla gwintów calowych, mierzonych w TPI, oraz gwintów metrycznych, których skok mierzy się w milimetrach.

Czym jest skok gwintu?

Skok gwintu to odległość od jednego wierzchołka zwoju do następnego, mierzona wzdłuż osi śruby lub wkrętu. Wierzchołek jest najwyższym punktem zarysu gwintu. Mniejszy skok oznacza, że zwoje znajdują się bliżej siebie, a większy — że są bardziej oddalone.

Gwinty calowe (stosowane głównie w Stanach Zjednoczonych) zwykle opisuje się liczbą zwojów na cal, czyli TPI, a nie bezpośrednio skokiem. Gwinty metryczne opisuje się skokiem podawanym w milimetrach. Te dwie wartości są swoimi odwrotnościami.

Jak obliczyć skok gwintu

Wzór na skok gwintu

Skok jest równy 1 podzielonemu przez liczbę zwojów na jednostkę długości:

Skok = 1 ÷ liczba zwojów na jednostkę długości

Dla gwintów calowych jest to: skok (cale) = 1 ÷ TPI. Dla gwintów metrycznych mierzonych w zwojach na milimetr: skok (mm) = 1 ÷ liczba zwojów na mm.

Wzór na liczbę zwojów na jednostkę długości

Obliczenie odwrotne polega po prostu na odwróceniu ułamka:

Liczba zwojów na jednostkę długości = 1 ÷ skok

Co pokazuje kalkulator

Liczba zwojów na jednostkę długości i skok pozostają ze sobą powiązane jako wartości odwrotne. Wpisanie wartości w jednym polu aktualizuje drugie. Wyniki są wyświetlane z dokładnością do czterech miejsc po przecinku.

Przełączenie między układem calowym a metrycznym przelicza zapisane długości z użyciem dokładnego przelicznika 1 cala = 25,4 mm. Skok 0,05 cala staje się wartością 1,27 mm, a nie 0,05 mm. W trybie metrycznym pole odwrotnej wartości oznacza liczbę zwojów na milimetr, a nie na cal.

Pole średnicy gwintu nie zmienia skoku. Ustala skalę diagramu wyświetlanego pod wynikiem. Diagram przedstawia zarys gwintu jako wykrój w kształcie litery V o kącie 60 stopni, stosowany zarówno w normach Unified, jak i ISO.

Calowe i metryczne systemy gwintów

Śruby calowe określa się według średnicy i TPI. Śruba 1/4"-20 ma średnicę 1/4 cala (6,3 mm) oraz 20 zwojów na cal. Śruby metryczne określa się według średnicy i skoku. Śruba M6 × 1,0 ma średnicę 6 mm oraz skok 1,0 mm.

Oba systemy można przeliczać za pomocą dokładnego przelicznika cala na milimetry, 1 cal = 25,4 mm:

• Z metrycznego na calowy: TPI = 25,4 ÷ skok (mm)
• Z calowego na metryczny: skok (mm) = 25,4 ÷ TPI

Skok gwintu a posuw

Skok gwintu i posuw są powiązane, ale nie zawsze oznaczają to samo. Skok jest odległością między sąsiednimi wierzchołkami zwojów. Posuw to odległość, jaką śruba pokonuje wzdłuż własnej osi podczas jednego pełnego obrotu.

W gwincie jednokrotnym, czyli zwykłym rodzaju stosowanym w większości śrub, skok i posuw są równe. W gwincie wielokrotnym, który ma co najmniej dwa równoległe zwoje, posuw jest równy iloczynowi skoku i liczby zaczynów. Gwint dwuzaczynowy o skoku 1 mm ma posuw 2 mm.

Przykład: przeliczanie TPI na skok

Standardowa śruba 1/4"-20 UNC (Unified National Coarse, zunifikowany gwint amerykański zwykły) ma 20 zwojów na cal.

Skok = 1 ÷ 20 = 0,0500 cala (1,27 mm)

Śruba 3/8"-24 UNF (Unified National Fine, zunifikowany gwint amerykański drobnozwojny) ma 24 zwoje na cal.

Skok = 1 ÷ 24 = 0,0417 cala (1,06 mm)

Przykład: przeliczanie skoku na liczbę zwojów na jednostkę długości

Standardowa śruba M10 ma skok zwykły równy 1,5 mm.

Liczba zwojów na mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

Gwint drobnozwojny M8 ma skok 1,0 mm, co daje dokładnie 1 zwój na mm.

Przykład: przeliczanie między systemami

Metryczny skok 1,5 mm przelicza się na wartość TPI w systemie calowym następująco:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Wartość ta jest zbliżona do standardowej liczby zwojów w gwincie calowym, ale nie jest z nią równa. Dlatego elementy złączne metryczne i calowe nie są wzajemnie zamienne nawet przy podobnych średnicach.

Standardowe skoki gwintów dla typowych rozmiarów śrub

Calowe (seria UNC, gwint zwykły):

Metryczne (seria ISO, gwint zwykły):

Jak zmierzyć skok gwintu

Najbardziej wiarygodnym narzędziem jest grzebień do pomiaru gwintów. Składa się z zestawu cienkich metalowych listków, z których każdy ma nacięty skok o innej wartości; listki są zamocowane na składanej oprawce przypominającej scyzoryk. Przykłada się je kolejno do gwintu, aż jeden z nich dokładnie się z nim zazębi, bez prześwitów, a następnie odczytuje skok wybity na tym listku.

Bez grzebienia skok można zmierzyć linijką lub suwmiarką. Należy zmierzyć odległość obejmującą dziesięć pełnych zwojów, a następnie podzielić ją przez dziesięć. Pomiar większej liczby zwojów zmniejsza wpływ niewielkich błędów odczytu.

Historia norm dotyczących gwintów

Przez stulecia gwinty wykonywano ręcznie, zanim ustanowiono jakiekolwiek normy, dlatego śruba z jednego warsztatu rzadko pasowała do nakrętki z innego. Brytyjski inżynier Joseph Whitworth zaproponował pierwszą krajową normę gwintów w roku 1841, stosując kąt zarysu 55 stopni. W Stanach Zjednoczonych William Sellers zaproponował konkurencyjną normę o kącie 60 stopni w roku 1864; stała się ona podstawą amerykańskiego zarysu gwintu National.

Problemy z zaopatrzeniem w czasie wojny skłoniły inżynierów amerykańskich, brytyjskich i kanadyjskich do połączenia odrębnych norm calowych. W rezultacie w roku 1948 uzgodniono Unified Thread Standard, który nadal stosuje się do elementów złącznych calowych. Gwinty metryczne są obecnie definiowane przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) i mają kąt zarysu 60 stopni, podobny do kąta w normie amerykańskiej.

Często zadawane pytania

Jak obliczyć skok gwintu na podstawie TPI?

Należy podzielić 1 przez wartość TPI. Gwint o wartości 20 TPI ma skok 1 ÷ 20 = 0,0500 cala (1,27 mm).

Jaka jest różnica między skokiem gwintu a TPI?

TPI określa, ile zwojów mieści się na jednym calu. Skok mierzy odległość między dwoma sąsiednimi zwojami. Są to wartości odwrotne: skok = 1 ÷ TPI, a TPI = 1 ÷ skok.

Czy skok metryczny można przeliczyć na calową wartość TPI?

Tak. Należy podzielić 25,4 przez skok podany w milimetrach. Skok 1,5 mm odpowiada wartości 25,4 ÷ 1,5, czyli około 16,9 TPI.

Jak zmierzyć skok gwintu bez grzebienia?

Należy zmierzyć linijką lub suwmiarką odległość obejmującą dziesięć pełnych zwojów, a następnie podzielić ją przez dziesięć, aby uzyskać skok.

Czy skok i posuw są taką samą wielkością?

Tylko w gwintach jednokrotnych, które są najczęściej spotykanym rodzajem. W gwintach wielokrotnych posuw jest równy skokowi pomnożonemu przez liczbę zaczynów.

Dlaczego występują zarówno gwinty zwykłe, jak i drobnozwojne?

Gwinty zwykłe (o większym skoku) można szybciej wkręcać i wykręcać oraz są bardziej odporne na zerwanie w miękkich materiałach. Gwinty drobnozwojne (o mniejszym skoku) lepiej utrzymują napięcie podczas drgań i umożliwiają dokładniejszą regulację, ale łatwiej je przekosić.

Piśmiennictwo

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. i Ryffel, H. H. (2016). Poradnik mechanika (wyd. 30). Industrial Press.
4. National Institute of Standards and Technology. SP 811: Guide for the Use of the International System of Units.