Beräknare för gängstigning

En beräknare för gängstigning omvandlar mellan gängstigning och antal gängor per tum (TPI) för en skruvgänga. Den fungerar med engelska gängor, som mäts i TPI, och metriska gängor, som mäts i millimeter stigning.

Vad är gängstigning?

Gängstigning är avståndet från en gängtopp till nästa, mätt längs axeln på en skruv eller bult. En gängtopp är den högsta punkten på en gängkam. En mindre stigning innebär att gängorna sitter tätare, medan en större stigning innebär att de sitter längre från varandra.

Engelska gängor (som främst används i USA) anges vanligtvis som antal gängor per tum, eller TPI, snarare än direkt med stigningen. Metriska gängor beskrivs med gängstigning i millimeter. De två värdena är varandras reciproker.

Så beräknas gängstigning

Formel för gängstigning

Stigningen är lika med 1 dividerat med antalet gängor per längdenhet:

Stigning = 1 ÷ antal gängor per längdenhet

För engelska gängor är detta stigning (tum) = 1 ÷ TPI. För metriska gängor som mäts i gängor per millimeter är det stigning (mm) = 1 ÷ antal gängor per mm.

Formel för antal gängor per enhet

Den omvända beräkningen innebär helt enkelt att bråket vänds:

Antal gängor per längdenhet = 1 ÷ stigning

Vad beräknaren visar

Antal gängor per enhet och stigning förblir kopplade som reciproker. När ett värde skrivs in i det ena fältet uppdateras det andra. Resultaten visas med fyra decimaler.

Vid växling mellan engelska och metriska enheter omvandlas de lagrade längderna med den exakta faktorn 1 tum = 25,4 mm. En stigning på 0,05 tum blir 1,27 mm, inte 0,05 mm. I metriskt läge anger det reciprokala fältet antal gängor per millimeter, inte antal gängor per tum.

Fältet för gängdiameter ändrar inte stigningen. Det bestämmer diagrammets skala under resultatet. Diagrammet ritar gängprofilen som ett 60-gradigt V, den form som används i både Unified- och ISO-standarderna.

Engelska och metriska gängsystem

Engelska skruvar anges med diameter och TPI. En skruv på 1/4"-20 har diametern 1/4 tum och 20 gängor per tum. Metriska skruvar anges med diameter och stigning. En M6 × 1,0-skruv har diametern 6 mm och en stigning på 1,0 mm.

De två systemen kan omvandlas med den exakta omvandlingsfaktorn mellan tum och millimeter, 1 tum = 25,4 mm:

• Metriskt till engelskt: TPI = 25,4 ÷ stigning (mm)
• Engelskt till metriskt: stigning (mm) = 25,4 ÷ TPI

Gängstigning jämfört med gänggång

Gängstigning och gänggång hänger samman, men är inte alltid samma sak. Gängstigning är avståndet mellan intilliggande gängtoppar. Gänggång är den sträcka som en skruv förflyttar sig längs sin axel under ett helt varv.

På en enstartsgänga, den vanliga typen på de flesta bultar, är gängstigning och gänggång lika stora. På en flerstartsgänga, som har två eller fler parallella gängspår, är gänggången lika med gängstigningen multiplicerad med antalet gängstarter. En tvåstartsgänga med stigningen 1 mm har gänggången 2 mm.

Exempel: från TPI till stigning

En standardbult 1/4"-20 UNC (Unified National Coarse) har 20 gängor per tum.

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

En finare 3/8"-24 UNF-bult (Unified National Fine) har 24 gängor per tum.

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

Exempel: från stigning till antal gängor per enhet

En standardbult av typen M10 har en grov stigning på 1,5 mm.

Antal gängor per mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

En fin M8-gänga har stigningen 1,0 mm, vilket ger exakt 1 gänga per mm.

Exempel: omvandling mellan systemen

En metrisk stigning på 1,5 mm omvandlas till ett engelskt TPI-värde på följande sätt:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Detta ligger nära, men är inte samma som, ett standardiserat engelskt gängantal. Det är en av anledningarna till att metriska och engelska fästelement inte är utbytbara, även vid liknande diametrar.

Standardiserade gängstigningar för vanliga bultstorlekar

Engelska (UNC-serien, grov):

Metriska (ISO-serien, grov):

Så mäts gängstigning

En gängstigningsmall är det mest tillförlitliga verktyget. Den består av en uppsättning tunna metallblad, vart och ett skuret med en annan stigning, monterade på ett fällbart handtag som på en fickkniv. Bladen provas mot gängan tills ett av dem passar exakt utan synliga ljusglipor. Därefter avläses stigningen som är stämplad på bladet.

Utan mätare kan stigningen mätas med en linjal eller ett skjutmått. Mät avståndet över tio kompletta gängor och dividera sedan med tio. Om fler gängor mäts minskar effekten av små avläsningsfel.

Gängstandardernas historia

Skruvgängor skars för hand i århundraden innan någon standard fanns, så en bult från en verkstad passade sällan i en mutter från en annan. Den brittiske ingenjören Joseph Whitworth föreslog den första nationella gängstandarden 1841, med en gängvinkel på 55 grader. I USA föreslog William Sellers en konkurrerande standard med 60 graders gängvinkel 1864. Den blev grunden för den amerikanska nationella gängformen.

Försörjningsproblem under krig fick amerikanska, brittiska och kanadensiska ingenjörer att slå samman sina separata tumstandarder. Resultatet, Unified Thread Standard, fastställdes 1948 och används fortfarande för tumgängade fästelement. Metriska gängor definieras numera av International Organization for Standardization (ISO) med en gängvinkel på 60 grader, liknande den amerikanska standarden.

Vanliga frågor

Hur beräknar man gängstigning från TPI?

Dividera 1 med TPI-värdet. En gänga med 20 TPI har stigningen 1 ÷ 20 = 0,0500 tum.

Vad är skillnaden mellan gängstigning och TPI?

TPI anger hur många gängor som ryms på en tum. Stigningen mäter avståndet mellan två intilliggande gängor. De är reciproker: stigning = 1 ÷ TPI och TPI = 1 ÷ stigning.

Kan metrisk stigning omvandlas till engelskt TPI?

Ja. Dividera 25,4 med stigningen i millimeter. En stigning på 1,5 mm motsvarar 25,4 ÷ 1,5, eller ungefär 16,9 TPI.

Hur kan gängstigning mätas utan mätare?

Mät avståndet över tio kompletta gängor med en linjal eller ett skjutmått och dividera sedan avståndet med tio för att få stigningen.

Är gängstigning och gänggång samma mått?

Bara på enstartsgängor, som är den vanligaste typen. På flergängade gängor är gänggången lika med gängstigningen multiplicerad med antalet starter.

Varför finns både grova och fina gängor?

Grova gängor (större stigning) skruvas i och ur snabbare och motstår gängbrott i mjuka material. Fina gängor (mindre stigning) håller bättre vid vibrationer och möjliggör finare justering, men det är lättare att få dem felgängade.

Referenser

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