Kalkulator Gwintów dla Pomiarów Śrub i Wkrętów

Oblicz wymiary gwintów dla śrub, wkrętów i nakrętek. Wprowadź średnicę, skok lub TPI oraz typ gwintu, aby uzyskać głębokość gwintu, średnicę minimalną i średnicę skoku dla gwintów metrycznych i calowych.

Kalkulator Gwintów dla Pomiarów Śrub i Wkrętów

Parametry Wejściowe

Wyniki

Kopiuj Wyniki
Typ Gwintu:
Metryczny
Średnica Główna:
10.000 mm
Skok:
1.500 mm
Głębokość Gwintu:
0.000 mm
Średnica Mniejsza:
0.000 mm
Średnica Skoku:
0.000 mm

Wizualizacja Gwintu

Wzory Obliczeniowe

Głębokość Gwintu

Metryczna Głębokość Gwintu: h = 0.6134 × P

Imperialna Głębokość Gwintu: h = 0.6134 × (25.4/TPI)

gdzie P to skok w mm, TPI = gwintów na cal

Średnica Mniejsza

Wzór na Średnicę Mniejszą: d₁ = d - 2h = d - 1.226868 × P

gdzie d to średnica główna

Średnica Skoku

Wzór na Średnicę Skoku: d₂ = d - 0.6495 × P

gdzie d to średnica główna

📚

Dokumentacja

Kalkulator Gwintów dla Pomiarów Śrub i Wkrętów

Wprowadzenie do Pomiarów Gwintów

Pomiar gwintów to istotne parametry dla inżynierów, mechaników i entuzjastów DIY pracujących z elementami złącznymi, takimi jak śruby, wkręty i nakrętki. Kalkulator Gwintów zapewnia prosty, ale potężny sposób na określenie krytycznych wymiarów gwintów, w tym głębokości gwintu, średnicy minimalnej i średnicy skoku, na podstawie średnicy nominalnej i skoku (lub gwintów na cal). Niezależnie od tego, czy pracujesz w systemie gwintów metrycznych, czy calowych, ten kalkulator pomaga zapewnić prawidłowe dopasowanie, funkcjonalność i wymienność elementów gwintowanych w zespołach mechanicznych, procesach produkcyjnych i zastosowaniach naprawczych.

Zrozumienie geometrii gwintu jest kluczowe dla wyboru odpowiednich elementów złącznych, prawidłowego gwintowania otworów i zapewnienia, że komponenty pasują do siebie. Ten kompleksowy przewodnik wyjaśnia podstawy pomiarów gwintów, wzory obliczeniowe oraz praktyczne zastosowania, aby pomóc Ci pewnie pracować z gwintowanymi elementami w różnych branżach i projektach.

Podstawy Pomiaru Gwintów

Kluczowa Terminologia Gwintów

Zanim przejdziesz do obliczeń, ważne jest, aby zrozumieć podstawową terminologię używaną w pomiarach gwintów:

  • Średnica nominalna: Największa średnica gwintu, mierzona od wierzchołka do wierzchołka w profilu gwintu.
  • Średnica minimalna: Najmniejsza średnica gwintu, mierzona od dna do dna w profilu gwintu.
  • Średnica skoku: Teoretyczna średnica, która leży w połowie między średnicą nominalną a średnicą minimalną.
  • Skok: Odległość między sąsiednimi wierzchołkami gwintu (gwinty metryczne) lub odwrotność gwintów na cal (gwinty calowe).
  • Głębokość gwintu: Promieniowa odległość między średnicą nominalną a średnicą minimalną, reprezentująca, jak głęboko gwint jest wycięty.
  • Gwinty na cal (TPI): Liczba wierzchołków gwintu na cal, używana w systemach gwintów calowych.
  • Przesunięcie: Ośrodkowa odległość, jaką element gwintowany przesuwa się podczas jednego pełnego obrotu.
  • Kąt gwintu: Kąt zawarty między bokami gwintu (60° dla gwintów metrycznych, 55° dla gwintów calowych).

Standardy i Systemy Gwintów

Na całym świecie stosowane są dwa podstawowe systemy pomiaru gwintów:

  1. System Gwintów Metrycznych (ISO):

    • Oznaczony literą 'M' i następującą po niej średnicą nominalną w milimetrach
    • Używa skoku mierzonego w milimetrach
    • Standardowy kąt gwintu to 60°
    • Przykład: M10×1.5 (10mm średnicy nominalnej z 1.5mm skoku)
  2. System Gwintów Calowych (Unified/UTS):

    • Mierzony w calach
    • Używa gwintów na cal (TPI) zamiast skoku
    • Standardowy kąt gwintu to 60° (pierwotnie 55° dla gwintów Whitwortha)
    • Przykład: 3/8"-16 (3/8" średnicy nominalnej z 16 gwintami na cal)

Wzory Pomiaru Gwintów

Obliczanie Głębokości Gwintu

Głębokość gwintu reprezentuje, jak głęboko gwint jest wycięty i jest to krytyczny wymiar dla prawidłowego zaangażowania gwintu.

Dla Gwintów Metrycznych:

Głębokość gwintu (h) oblicza się jako:

h=0.6134×Ph = 0.6134 \times P

Gdzie:

  • h = głębokość gwintu (mm)
  • P = skok (mm)

Dla Gwintów Calowych:

Głębokość gwintu (h) oblicza się jako:

h=0.6134×25.4TPIh = 0.6134 \times \frac{25.4}{TPI}

Gdzie:

  • h = głębokość gwintu (mm)
  • TPI = gwinty na cal

Obliczanie Średnicy Minimalnej

Średnica minimalna to najmniejsza średnica gwintu i jest kluczowa dla określenia luzu i dopasowania.

Dla Gwintów Metrycznych:

Średnica minimalna (d₁) oblicza się jako:

d1=d2h=d1.226868×Pd_1 = d - 2h = d - 1.226868 \times P

Gdzie:

  • d₁ = średnica minimalna (mm)
  • d = średnica nominalna (mm)
  • P = skok (mm)

Dla Gwintów Calowych:

Średnica minimalna (d₁) oblicza się jako:

d1=d1.226868×25.4TPId_1 = d - 1.226868 \times \frac{25.4}{TPI}

Gdzie:

  • d₁ = średnica minimalna (mm lub cale)
  • d = średnica nominalna (mm lub cale)
  • TPI = gwinty na cal

Obliczanie Średnicy Skoku

Średnica skoku to teoretyczna średnica, w której grubość gwintu równa się szerokości przestrzeni.

Dla Gwintów Metrycznych:

Średnica skoku (d₂) oblicza się jako:

d2=d0.6495×Pd_2 = d - 0.6495 \times P

Gdzie:

  • d₂ = średnica skoku (mm)
  • d = średnica nominalna (mm)
  • P = skok (mm)

Dla Gwintów Calowych:

Średnica skoku (d₂) oblicza się jako:

d2=d0.6495×25.4TPId_2 = d - 0.6495 \times \frac{25.4}{TPI}

Gdzie:

  • d₂ = średnica skoku (mm lub cale)
  • d = średnica nominalna (mm lub cale)
  • TPI = gwinty na cal

Jak Używać Kalkulatora Gwintów

Nasz Kalkulator Gwintów upraszcza te złożone obliczenia, dostarczając dokładne pomiary gwintów za pomocą zaledwie kilku danych wejściowych. Postępuj zgodnie z tymi krokami, aby skutecznie korzystać z kalkulatora:

  1. Wybierz Typ Gwintu: Wybierz między systemem gwintów metrycznych a calowymi w zależności od specyfikacji Twojego elementu złącznego.

  2. Wprowadź Średnicę Nominalną:

    • Dla gwintów metrycznych: Wprowadź średnicę w milimetrach (np. 10mm dla śruby M10)
    • Dla gwintów calowych: Wprowadź średnicę w calach (np. 0.375 dla śruby 3/8")
  3. Określ Skok lub TPI:

    • Dla gwintów metrycznych: Wprowadź skok w milimetrach (np. 1.5mm)
    • Dla gwintów calowych: Wprowadź liczbę gwintów na cal (np. 16 TPI)
  4. Zobacz Wyniki: Kalkulator automatycznie wyświetli:

    • Głębokość gwintu
    • Średnicę minimalną
    • Średnicę skoku
  5. Skopiuj Wyniki: Użyj przycisku kopiowania, aby zapisać wyniki do swojej dokumentacji lub dalszych obliczeń.

Przykłady Obliczeń

Przykład Gwintu Metrycznego:

Dla śruby M10×1.5:

  • Średnica nominalna: 10mm
  • Skok: 1.5mm
  • Głębokość gwintu: 0.6134 × 1.5 = 0.920mm
  • Średnica minimalna: 10 - 1.226868 × 1.5 = 8.160mm
  • Średnica skoku: 10 - 0.6495 × 1.5 = 9.026mm

Przykład Gwintu Calowego:

Dla śruby 3/8"-16:

  • Średnica nominalna: 0.375 cali (9.525mm)
  • TPI: 16
  • Skok: 25.4/16 = 1.588mm
  • Głębokość gwintu: 0.6134 × 1.588 = 0.974mm
  • Średnica minimalna: 9.525 - 1.226868 × 1.588 = 7.574mm
  • Średnica skoku: 9.525 - 0.6495 × 1.588 = 8.493mm

Praktyczne Zastosowania i Przykłady Użycia

Inżynieria i Produkcja

Obliczenia gwintów są niezbędne w różnych procesach inżynieryjnych i produkcyjnych:

  1. Projektowanie Produktów: Inżynierowie używają pomiarów gwintów do określenia elementów złącznych, które spełniają wymagania obciążeniowe i ograniczenia przestrzenne.

  2. Obróbka CNC: Mechanicy potrzebują dokładnych wymiarów gwintów do programowania operacji gwintowania na tokarkach i frezarkach.

  3. Kontrola Jakości: Inspektorzy weryfikują wymiary gwintów, aby zapewnić zgodność z wymaganiami i standardami.

  4. Wybór Narzędzi: Wybieranie odpowiednich gwintów, matryc i narzędzi pomiarowych wymaga znajomości wymiarów gwintów.

  5. Druk 3D: Projektowanie gwintowanych komponentów do produkcji addytywnej wymaga precyzyjnych specyfikacji gwintów.

Naprawy w Motoryzacji i Mechanice

Nawet w przypadku napraw motoryzacyjnych i mechanicznych pomiary gwintów mogą być cenne:

  1. Odbudowa Silnika: Zapewnienie prawidłowego zaangażowania gwintu w krytycznych komponentach, takich jak głowice cylindrów i bloki silnika.

  2. Systemy Hydrauliczne: Wybór odpowiednich złączek i adapterów o zgodnych specyfikacjach gwintów.

  3. Wymiana Elementów Złącznych: Identyfikacja odpowiednich zamienników, gdy oryginalne części są uszkodzone lub brakujące.

  4. Naprawa Gwintów: Określenie wymiarów dla wkładek helicoil lub zestawów naprawczych gwintów.

  5. Wykonywanie na Zamówienie: Tworzenie niestandardowych komponentów gwintowanych, które integrują się z istniejącymi systemami.

Projekty DIY i Domowe

Nawet w projektach domowych zrozumienie pomiarów gwintów może być wartościowe:

  1. Montaż Mebli: Identyfikacja odpowiednich elementów złącznych do montażu lub naprawy.

  2. Naprawy Hydrauliczne: Dopasowywanie typów i rozmiarów gwintów do złączek i armatury.

  3. Konserwacja Rowerów: Praca z wyspecjalizowanymi standardami gwintów używanymi w komponentach rowerowych.

  4. Obudowy Elektroniki: Zapewnienie prawidłowego zaangażowania gwintu dla śrub montażowych w urządzeniach elektronicznych.

  5. Sprzęt Ogrodowy: Naprawa lub wymiana gwintowanych komponentów w narzędziach do pielęgnacji trawnika i ogrodu.

Alternatywy dla Standardowych Obliczeń Gwintów

Chociaż podane wzory w tym kalkulatorze obejmują standardowe gwinty V (gwinty metryczne ISO i gwinty Unified), istnieją inne formy gwintów z różnymi metodami obliczeniowymi:

  1. Gwinty Acme: Używane do przenoszenia mocy, mają kąt gwintu 29° i różne obliczenia głębokości.

  2. Gwinty Buttress: Zaprojektowane do dużych obciążeń w jednym kierunku, z asymetrycznymi profilami gwintów.

  3. Gwinty Kwadratowe: Oferujące maksymalną wydajność przenoszenia mocy, ale trudniejsze do wyprodukowania.

  4. Gwinty Stożkowe: Używane w złączkach rurowych, wymagające obliczeń uwzględniających kąt stożka.

  5. Gwinty Wielonitkowe: Posiadające wiele helis gwintowych, wymagające dostosowania obliczeń prowadzenia i skoku.

Dla tych wyspecjalizowanych form gwintów należy skonsultować się z odpowiednimi wzorami i standardami.

Historia Standardów i Pomiarów Gwintów

Rozwój znormalizowanych systemów gwintów ma bogatą historię, która sięga kilku stuleci:

Wczesne Rozwój

Zanim wprowadzono standaryzację, każdy rzemieślnik tworzył własne gwintowane komponenty, co uniemożliwiało ich wymienność. Pierwsze próby standaryzacji miały miejsce pod koniec XVIII wieku:

  • 1797: Henry Maudslay opracował pierwszą tokarkę do gwintów, umożliwiając bardziej spójną produkcję gwintów.
  • 1841: Joseph Whitworth zaproponował znormalizowany system gwintów w Wielkiej Brytanii, z kątem gwintu 55° i określonymi skokami dla każdej średnicy.
  • 1864: William Sellers wprowadził uproszczony system gwintów w Stanach Zjednoczonych, z kątem gwintu 60°, który stał się standardem amerykańskim.

Ewolucja Standardów Współczesnych

XX wiek przyniósł znaczne postępy w standaryzacji gwintów:

  • 1948: Ustanowiono Znormalizowany System Gwintów Unified (UTS) jako kompromis między systemami amerykańskimi a brytyjskimi.
  • 1960s: Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) opracowała standard gwintów metrycznych, który stał się dominującym systemem na całym świecie.
  • 1970s: Wiele krajów zaczęło przechodzić z gwintów calowych na metryczne.
  • Dzień dzisiejszy: Zarówno metryczne systemy ISO, jak i calowe systemy Unified współistnieją, przy czym metryczne są bardziej powszechne w nowych projektach na całym świecie, podczas gdy gwinty calowe pozostają powszechne w Stanach Zjednoczonych i w systemach dziedzicznych.

Postępy Technologiczne

Nowoczesna technologia zrewolucjonizowała pomiar i produkcję gwintów:

  • Cyfrowe Mikrometry i Calibry: Umożliwiają precyzyjny pomiar wymiarów gwintów.
  • Wskaźniki Skoku Gwintu: Umożliwiają szybkie identyfikowanie skoku gwintu lub TPI.
  • Porównywacze Optyczne: Zapewniają szczegółową wizualną inspekcję profili gwintów.
  • Maszyny Pomiarowe CMM: Oferują zautomatyzowany, wysokoprecyzyjny pomiar gwintów.
  • Skanowanie 3D: Tworzenie cyfrowych modeli istniejących gwintów do analizy lub reprodukcji.

Przykłady Kodów Pomiaru Gwintów

Oto przykłady, jak obliczać wymiary gwintów w różnych językach programowania:

1' Funkcja VBA w Excelu do obliczeń gwintów metrycznych
2Function MetricThreadDepth(pitch As Double) As Double
3    MetricThreadDepth = 0.6134 * pitch
4End Function
5
6Function MetricMinorDiameter(majorDiameter As Double, pitch As Double) As Double
7    MetricMinorDiameter = majorDiameter - (1.226868 * pitch)
8End Function
9
10Function MetricPitchDiameter(majorDiameter As Double, pitch As Double) As Double
11    MetricPitchDiameter = majorDiameter - (0.6495 * pitch)
12End Function
13
14' Użycie:
15' =MetricThreadDepth(1.5)
16' =MetricMinorDiameter(10, 1.5)
17' =MetricPitchDiameter(10, 1.5)
18

Najczęściej Zadawane Pytania

Jaka jest różnica między skokiem a gwintami na cal (TPI)?

Skok to odległość między sąsiednimi wierzchołkami gwintu, mierzona w milimetrach dla gwintów metrycznych. Gwinty na cal (TPI) to liczba wierzchołków gwintu na cal, używana w systemach gwintów calowych. Są one ze sobą powiązane wzorem: Skok (mm) = 25.4 / TPI.

Jak mogę określić, czy gwint jest metryczny czy calowy?

Gwinty metryczne zazwyczaj mają średnicę i skok wyrażone w milimetrach (np. M10×1.5), podczas gdy gwinty calowe mają średnicę w ułamkach lub dziesiętnych cali oraz liczbę gwintów na cal (np. 3/8"-16). Gwinty metryczne mają kąt gwintu 60°, podczas gdy niektóre starsze gwinty calowe (Whitworth) mają kąt 55°.

Czym jest zaangażowanie gwintu i ile jest potrzebne dla pewnego połączenia?

Zaangażowanie gwintu odnosi się do osiowej długości kontaktu gwintu między łączonymi częściami. W większości zastosowań minimalne zalecane zaangażowanie wynosi 1× średnicę nominalną dla elementów złącznych stalowych i 1.5× średnicę nominalną dla aluminium lub innych miękkich materiałów. Krytyczne zastosowania mogą wymagać większego zaangażowania.

Jak różnią się gwinty grube i cienkie w swoich zastosowaniach?

Gwinty grube mają większe wartości skoku (mniej gwintów na cal) i są łatwiejsze do montażu, bardziej odporne na krzyżowe gwintowanie oraz lepsze do użycia w miękkich materiałach lub tam, gdzie potrzebne jest częste montowanie/rozmontowywanie. Gwinty cienkie mają mniejsze wartości skoku (więcej gwintów na cal) i zapewniają większą wytrzymałość na rozciąganie, lepszą odporność na luzowanie wibracyjne oraz większą precyzję w regulacji.

Jak mogę konwertować między metrycznymi a calowymi pomiarami gwintów?

Aby przekonwertować z calowych na metryczne:

  • Średnica (mm) = Średnica (cale) × 25.4
  • Skok (mm) = 25.4 / TPI

Aby przekonwertować z metrycznych na calowe:

  • Średnica (cale) = Średnica (mm) / 25.4
  • TPI = 25.4 / Skok (mm)

Jaka jest różnica między średnicą nominalną, minimalną a średnicą skoku?

Średnica nominalna to największa średnica gwintu, mierzona od wierzchołka do wierzchołka. Średnica minimalna to najmniejsza średnica, mierzona od dna do dna. Średnica skoku to teoretyczna średnica, w której grubość gwintu równa się szerokości przestrzeni.

Jak dokładnie zmierzyć skok gwintu lub TPI?

Dla gwintów metrycznych użyj wskaźnika skoku gwintu z metrycznymi skalami. Dla gwintów calowych użyj wskaźnika skoku gwintu z skalami TPI. Umieść wskaźnik wzdłuż gwintu, aż znajdziesz idealne dopasowanie. Alternatywnie możesz zmierzyć odległość między określoną liczbą gwintów i podzielić przez tę liczbę, aby znaleźć skok.

Czym są klasy tolerancji gwintów i jak wpływają na dopasowanie?

Klasy tolerancji gwintów definiują dopuszczalne odchylenia wymiarów gwintów, aby osiągnąć różne typy dopasowań. W systemie metrycznym ISO tolerancje oznaczane są liczbą i literą (np. 6g dla gwintów zewnętrznych, 6H dla gwintów wewnętrznych). Wyższe liczby oznaczają ściślejsze tolerancje. Litera wskazuje, czy tolerancja jest stosowana w kierunku lub od materiału.

Jaka jest różnica między gwintami prawymi a lewymi?

Gwinty prawe się dokręcają, gdy są obracane zgodnie z ruchem wskazówek zegara i luzują się, gdy są obracane przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Są to najczęściej spotykane typy. Gwinty lewe dokręcają się, gdy są obracane przeciwnie do ruchu wskazówek zegara i luzują się, gdy są obracane zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Gwinty lewe są używane w specjalnych zastosowaniach, gdzie normalna praca mogłaby spowodować luzowanie gwintu prawego, takie jak po lewej stronie pojazdów lub w złączkach gazowych.

Jak uszczelniacze i smary gwintowe wpływają na zaangażowanie gwintu?

Uszczelniacze i smary gwintowe mogą wpływać na postrzeganą dopasowanie połączeń gwintowanych. Uszczelniacze wypełniają szczeliny między gwintami, potencjalnie zmieniając efektywne wymiary. Smary zmniejszają tarcie, co może prowadzić do nadmiernego dokręcania, jeśli specyfikacje momentu obrotowego nie uwzględniają smaru. Zawsze postępuj zgodnie z zaleceniami producenta dotyczącymi uszczelniaczy i smarów.

Źródła

  1. ISO 68-1:1998. "ISO ogólne gwinty śrubowe — Podstawowy profil — Gwinty metryczne."
  2. ASME B1.1-2003. "Znormalizowane gwinty calowe (UN i UNR)."
  3. Podręcznik Maszynowy, 31. edycja. Industrial Press, 2020.
  4. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Podręcznik Maszynowy (30. edycja). Industrial Press.
  5. Smith, Carroll. "Obliczanie Wymiarów Gwintów." American Machinist, 2010.
  6. Specyfikacje Gwintów Brytyjskich (BSW) i Gwintów Brytyjskich Cienkowarstwowych (BSF).
  7. ISO 965-1:2013. "ISO ogólne gwinty metryczne — Tolerancje."
  8. Deutsches Institut für Normung. "DIN 13-1: ISO ogólne gwinty metryczne."
  9. Japońska Komisja Normalizacyjna. "JIS B 0205: Ogólne gwinty metryczne."
  10. Amerykański Narodowy Instytut Normalizacyjny. "ANSI/ASME B1.13M: Gwinty Śrubowe Metryczne: Profil M."

Gotowy do obliczenia wymiarów gwintów dla swojego projektu? Użyj naszego Kalkulatora Gwintów powyżej, aby szybko określić głębokość gwintu, średnicę minimalną i średnicę skoku dla dowolnego gwintu metrycznego lub calowego. Wystarczy wprowadzić swoje specyfikacje gwintu i uzyskać natychmiastowe, dokładne wyniki, aby zapewnić prawidłowe dopasowanie i funkcjonowanie Twoich gwintowanych komponentów.