Kalkulátor stoupání závitů: Převod TPI na stoupání a naopak
Vypočítejte stoupání závitu ze závitů na palec (TPI) nebo závitů na milimetr. Převádějte mezi imperiálními a metrickými měřeními závitů pro obrábění, inženýrství a projekty DIY.
Kalkulačka závitů
Výsledek výpočtu
Výpočetní vzorec
Závitové stoupání je vzdálenost mezi sousedními závity. Vypočítává se jako převrácená hodnota počtu závitů na jednotkovou délku:
Vizualizace závitu
Dokumentace
Kalkulátor stoupání závitů
Úvod
Kalkulátor stoupání závitů je nezbytný nástroj pro inženýry, strojníky a nadšence do kutilství, kteří pracují se závitovými spojovacími prvky a komponenty. Stoupání závitu představuje vzdálenost mezi sousedními závity, měřenou od vrcholu k vrcholu, a je kritickým parametrem při určování kompatibility a funkčnosti závitových spojení. Tento kalkulátor vám umožňuje snadno převádět mezi závity na palec (TPI) nebo závity na milimetr a odpovídajícím stoupáním závitu, což poskytuje přesná měření pro jak systém s imperiálními, tak metrickými závity.
Ať už pracujete na projektu přesného inženýrství, opravujete stroje, nebo se snažíte identifikovat správný náhradní spojovací prvek, porozumění stoupání závitů je zásadní. Náš kalkulátor tento proces zjednodušuje, eliminuje potřebu složitých manuálních výpočtů a snižuje riziko chyb měření, které by mohly vést k nesprávným spojům nebo selhání komponentů.
Porozumění stoupání závitů
Stoupání závitu je lineární vzdálenost mezi sousedními vrcholy závitů (nebo kořeny) měřená rovnoběžně s osou závitu. V podstatě je to převrácená hodnota hustoty závitu, která je vyjádřena jako závity na palec (TPI) v imperiálních systémech nebo závity na milimetr v metrických systémech.
Imperiální vs. metrické závitové systémy
V imperiálním systému jsou závity obvykle specifikovány podle jejich průměru a počtu závitů na palec (TPI). Například šroub 1/4"-20 má průměr 1/4 palce a 20 závitů na palec.
V metrickém systému jsou závity specifikovány podle jejich průměru a stoupání v milimetrech. Například šroub M6×1.0 má průměr 6 mm a stoupání 1.0 mm.
Vztah mezi těmito měřeními je jednoduchý:
- Imperiální: Stoupání (palce) = 1 ÷ Závity na palec
- Metrické: Stoupání (mm) = 1 ÷ Závity na milimetr
Stoupání závitu vs. vedení závitu
Je důležité rozlišovat mezi stoupáním závitu a vedením závitu:
- Stoupání závitu je vzdálenost mezi sousedními vrcholy závitů.
- Vedení závitu je lineární vzdálenost, kterou šroub pokročí při jednom úplném otočení.
U závitů s jedním startem (nejběžnější typ) jsou stoupání a vedení identické. U závitů s více starty je vedení rovno stoupání vynásobenému počtem startů.
Vzorec pro výpočet stoupání závitu
Matematický vztah mezi stoupáním závitu a závity na jednotkovou délku je založen na jednoduchém inverzním vztahu:
Základní vzorec
Imperiální systém (palce)
Pro imperiální závity se vzorec stává:
Například závit s 20 TPI má stoupání:
Metrický systém (milimetry)
Pro metrické závity je vzorec:
Například závit s 0.5 závity na mm má stoupání:
Jak používat kalkulátor stoupání závitů
Náš kalkulátor stoupání závitů je navržen tak, aby byl intuitivní a snadno použitelný, což vám umožní rychle určit stoupání závitu nebo závity na jednotku na základě vašich vstupů.
Krok za krokem
-
Vyberte svůj měrový systém:
- Zvolte "Imperiální" pro měření v palcích
- Zvolte "Metrické" pro měření v milimetrech
-
Zadejte známé hodnoty:
- Pokud znáte závity na jednotku (TPI nebo závity na mm), zadejte tuto hodnotu pro výpočet stoupání
- Pokud znáte stoupání, zadejte tuto hodnotu pro výpočet závitů na jednotku
- Volitelně zadejte průměr závitu pro referenci a vizualizaci
-
Zobrazte výsledky:
- Kalkulátor automaticky vypočítá odpovídající hodnotu
- Výsledek je zobrazen s odpovídající přesností
- Na základě vašich vstupů je zobrazena vizuální reprezentace závitu
-
Zkopírujte výsledky (volitelně):
- Klikněte na tlačítko "Kopírovat", abyste zkopírovali výsledek do schránky pro použití v jiných aplikacích
Tipy pro přesná měření
- U imperiálních závitů je TPI obvykle vyjádřeno jako celé číslo (např. 20, 24, 32)
- U metrických závitů je stoupání obvykle vyjádřeno v milimetrech s jedním desetinným místem (např. 1.0mm, 1.5mm, 0.5mm)
- Při měření existujících závitů použijte měřicí měrku pro závity pro nejpřesnější výsledky
- U velmi jemných závitů zvažte použití mikroskopu nebo zvětšovacího skla pro přesné počítání závitů
Praktické příklady
Příklad 1: Imperiální závit (UNC 1/4"-20)
Standardní 1/4 palcový UNC (Unified National Coarse) šroub má 20 závitů na palec.
- Vstup: 20 závitů na palec (TPI)
- Výpočet: Stoupání = 1 ÷ 20 = 0.050 palce
- Výsledek: Stoupání závitu je 0.050 palce
Příklad 2: Metrický závit (M10×1.5)
Standardní M10 hrubý závit má stoupání 1.5 mm.
- Vstup: 1.5 mm stoupání
- Výpočet: Závity na mm = 1 ÷ 1.5 = 0.667 závitů na mm
- Výsledek: Existuje 0.667 závitů na milimetr
Příklad 3: Jemný imperiální závit (UNF 3/8"-24)
3/8 palcový UNF (Unified National Fine) šroub má 24 závitů na palec.
- Vstup: 24 závitů na palec (TPI)
- Výpočet: Stoupání = 1 ÷ 24 = 0.0417 palce
- Výsledek: Stoupání závitu je 0.0417 palce
Příklad 4: Jemný metrický závit (M8×1.0)
Jemný závit M8 má stoupání 1.0 mm.
- Vstup: 1.0 mm stoupání
- Výpočet: Závity na mm = 1 ÷ 1.0 = 1 závit na mm
- Výsledek: Existuje 1 závit na milimetr
Příklady kódu pro výpočty stoupání závitů
Zde jsou příklady, jak vypočítat stoupání závitů v různých programovacích jazycích:
1// JavaScript funkce pro výpočet stoupání závitu ze závitů na jednotku
2function calculatePitch(threadsPerUnit) {
3 if (threadsPerUnit <= 0) {
4 return 0;
5 }
6 return 1 / threadsPerUnit;
7}
8
9// JavaScript funkce pro výpočet závitů na jednotku ze stoupání
10function calculateThreadsPerUnit(pitch) {
11 if (pitch <= 0) {
12 return 0;
13 }
14 return 1 / pitch;
15}
16
17// Příklad použití
18const tpi = 20;
19const pitch = calculatePitch(tpi);
20console.log(`Závit s ${tpi} TPI má stoupání ${pitch.toFixed(4)} palce`);
21
1# Python funkce pro výpočty stoupání závitů
2
3def calculate_pitch(threads_per_unit):
4 """Vypočítat stoupání závitu ze závitů na jednotku"""
5 if threads_per_unit <= 0:
6 return 0
7 return 1 / threads_per_unit
8
9def calculate_threads_per_unit(pitch):
10 """Vypočítat závity na jednotku ze stoupání"""
11 if pitch <= 0:
12 return 0
13 return 1 / pitch
14
15# Příklad použití
16tpi = 20
17pitch = calculate_pitch(tpi)
18print(f"Závit s {tpi} TPI má stoupání {pitch:.4f} palce")
19
20metric_pitch = 1.5 # mm
21threads_per_mm = calculate_threads_per_unit(metric_pitch)
22print(f"Závit s {metric_pitch}mm stoupáním má {threads_per_mm:.4f} závitů na mm")
23
1' Excel vzorec pro výpočet stoupání ze závitů na palec
2=IF(A1<=0,0,1/A1)
3
4' Excel vzorec pro výpočet závitů na palec ze stoupání
5=IF(B1<=0,0,1/B1)
6
7' Kde A1 obsahuje hodnotu závitů na palec
8' a B1 obsahuje hodnotu stoupání
9
1// Java metody pro výpočty stoupání závitů
2public class ThreadCalculator {
3 public static double calculatePitch(double threadsPerUnit) {
4 if (threadsPerUnit <= 0) {
5 return 0;
6 }
7 return 1 / threadsPerUnit;
8 }
9
10 public static double calculateThreadsPerUnit(double pitch) {
11 if (pitch <= 0) {
12 return 0;
13 }
14 return 1 / pitch;
15 }
16
17 public static void main(String[] args) {
18 double tpi = 20;
19 double pitch = calculatePitch(tpi);
20 System.out.printf("Závit s %.0f TPI má stoupání %.4f palce%n", tpi, pitch);
21
22 double metricPitch = 1.5; // mm
23 double threadsPerMm = calculateThreadsPerUnit(metricPitch);
24 System.out.printf("Závit s %.1fmm stoupáním má %.4f závitů na mm%n",
25 metricPitch, threadsPerMm);
26 }
27}
28
1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4// C++ funkce pro výpočty stoupání závitů
5double calculatePitch(double threadsPerUnit) {
6 if (threadsPerUnit <= 0) {
7 return 0;
8 }
9 return 1 / threadsPerUnit;
10}
11
12double calculateThreadsPerUnit(double pitch) {
13 if (pitch <= 0) {
14 return 0;
15 }
16 return 1 / pitch;
17}
18
19int main() {
20 double tpi = 20;
21 double pitch = calculatePitch(tpi);
22 std::cout << "Závit s " << tpi << " TPI má stoupání "
23 << std::fixed << std::setprecision(4) << pitch << " palce" << std::endl;
24
25 double metricPitch = 1.5; // mm
26 double threadsPerMm = calculateThreadsPerUnit(metricPitch);
27 std::cout << "Závit s " << metricPitch << "mm stoupáním má "
28 << std::fixed << std::setprecision(4) << threadsPerMm << " závitů na mm" << std::endl;
29
30 return 0;
31}
32
Případy použití pro výpočty stoupání závitů
Výpočty stoupání závitů jsou nezbytné v různých oblastech a aplikacích:
Výroba a inženýrství
- Přesné obrábění: Zajištění správných specifikací závitů pro části, které musí do sebe zapadat
- Kontrola kvality: Ověření, že vyrobené závity splňují návrhové specifikace
- Zpětné inženýrství: Určení specifikací existujících závitových komponent
- CNC programování: Nastavení strojů pro řezání závitů se správným stoupáním
Opravy a údržba strojů
- Náhrada spojovacích prvků: Identifikace správných náhradních šroubů, matic nebo šroubů
- Oprava závitů: Určení správné velikosti závitové řezací nebo závitové formy pro obnovu závitů
- Údržba zařízení: Zajištění kompatibilních závitových spojení během oprav
- Automobilová práce: Práce s jak metrickými, tak imperiálními závitovými komponenty
Kutilství a domácí projekty
- Sestavení nábytku: Identifikace správných spojovacích prvků pro montáž
- Opravy vodovodů: Práce se standardizovanými specifikacemi závitů trubek
- Výběr hardwaru: Výběr správných šroubů pro různé materiály a aplikace
- 3D tisk: Navrhování závitových komponent s odpovídajícími vůlemi
Vědecké a lékařské aplikace
- Laboratorní vybavení: Zajištění kompatibility mezi závitovými komponenty
- Optické přístroje: Práce s jemnými závity pro přesné úpravy
- Lékařské zařízení: Výroba komponent s odbornými požadavky na závity
- Aerospace: Splnění přísných specifikací pro kritická závitová spojení
Alternativy k výpočtům stoupání závitů
Ačkoli je stoupání závitu základním měřením, existují alternativní přístupy k specifikaci a práci se závity:
- Systémy označování závitů: Použití standardizovaných označení závitů (např. UNC, UNF, M10×1.5) místo přímého výpočtu stoupání
- Závitové měrky: Použití fyzických měrek pro shodu s existujícími závity namísto měření a výpočtu
- Tabulky identifikace závitů: Odkazování na standardizované tabulky pro identifikaci běžných specifikací závitů
- Digitální analyzátory závitů: Použití specializovaných nástrojů, které automaticky měří a identifikují parametry závitů
Historie závitových standardů a měření
Vývoj standardizovaných závitových systémů byl klíčový pro průmyslový pokrok, což umožnilo vzájemně zaměnitelné díly a globální obchod.
Raný vývoj
Koncept závitů se datuje až do starověkých civilizací, přičemž důkazy o dřevěných šroubech používaných v olivových a vinných lisech v Řecku existují již od 3. století před naším letopočtem. Tyto rané závity však nebyly standardizovány a obvykle byly vyráběny na zakázku pro každou aplikaci.
První pokus o standardizaci závitů přišel od britského inženýra Sira Josepha Whitwortha v roce 1841. Whitworthův závitový systém se stal prvním národně standardizovaným závitovým systémem, který měl úhel závitu 55 stupňů a standardizovaná stoupání pro různé průměry.
Moderní závitové standardy
Ve Spojených státech navrhl William Sellers konkurenční standard v roce 1864, který měl úhel závitu 60 stupňů, což se nakonec vyvinulo v Americký národní standard. Během druhé světové války vedla potřeba vzájemné zaměnitelnosti mezi americkými a britskými závitovými komponenty k vývoji standardu Unified Thread Standard (UTS), který se používá dodnes.
Metrický závitový systém, nyní řízený ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci), byl vyvinut v Evropě a stal se globálním standardem pro většinu aplikací. ISO metrický závit má úhel závitu 60 stupňů a standardizovaná stoupání založená na metrickém systému.
Technologie měření
Rané měření stoupání závitů se spoléhalo na manuální počítání a jednoduché nástroje. Závitová měrka, hřebíčkový nástroj s více čepelemi různých stoupání, byla vyvinuta na konci 19. století a zůstává v používání dodnes.
Moderní měřicí technologie zahrnují:
- Digitální optické komparátory
- Laserové skenovací systémy
- Systémy počítačového vidění
- Souřadnicové měřicí stroje (CMM)
Tyto pokročilé nástroje umožňují přesné měření parametrů závitů, včetně stoupání, hlavního průměru, menšího průměru a úhlu závitu.
Techniky měření stoupání závitů
Přesné měření stoupání závitů je zásadní pro správnou identifikaci a specifikaci. Zde je několik metod používaných profesionály:
Použití měrky pro stoupání závitů
- Vyčistěte závitovou komponentu, abyste odstranili špínu nebo nečistoty
- Umístěte měrku proti závitům, zkuste různé čepele, dokud jedna dokonale nesedí
- Přečtěte hodnotu stoupání označenou na odpovídající čepeli
- U imperiálních měrek hodnota představuje závity na palec
- U metrických měrek hodnota představuje stoupání v milimetrech
Použití kalibru nebo pravítka
- Změřte vzdálenost pokrytou známým počtem závitů
- Spočítejte počet celých závitů v této vzdálenosti
- Vydělte vzdálenost počtem závitů, abyste získali stoupání
- Pro větší přesnost měřte přes více závitů a vydělte počtem závitů
Použití závitového mikrometru
- Umístěte závitovou komponentu mezi anvil a hrot
- Upravte, dokud mikrometr nekontaktuje vrcholy závitů
- Přečtěte měření a porovnejte se standardními závitovými specifikacemi
- Použijte tabulky závitového stoupání k identifikaci standardního závitu
Použití digitálního zobrazování
- Zachyťte vysoce rozlišený obraz profilu závitu
- Použijte software k měření vzdálenosti mezi vrcholy závitů
- Vypočítejte průměrné stoupání z více měření
- Porovnejte výsledky se standardními specifikacemi
Často kladené otázky: Kalkulátor stoupání závitů
Co je stoupání závitu?
Stoupání závitu je vzdálenost mezi sousedními vrcholy závitů (nebo kořeny) měřená rovnoběžně s osou závitu. Představuje, jak blízko jsou závity k sobě a obvykle se měří v palcích pro imperiální závity nebo v milimetrech pro metrické závity.
Jak vypočítám stoupání závitu ze závitů na palec (TPI)?
Pro výpočet stoupání závitu ze závitů na palec použijte vzorec: Stoupání (palce) = 1 ÷ TPI. Například, pokud má závit 20 TPI, jeho stoupání je 1 ÷ 20 = 0.050 palce.
Jaký je rozdíl mezi metrickým a imperiálním stoupáním závitů?
Metrické stoupání závitu je měřeno přímo v milimetrech mezi sousedními závity, zatímco imperiální stoupání závitu je obvykle specifikováno jako závity na palec (TPI). Například závit M6×1 má stoupání 1 mm, zatímco imperiální závit 1/4"-20 má 20 závitů na palec (0.050" stoupání).
Jak identifikovat stoupání závitu existujícího spojovacího prvku?
Můžete identifikovat stoupání závitu pomocí měrky pro stoupání závitů, která má více čepelí s různými profily závitů. Jednoduše porovnejte měrku se svým spojovacím prvkem, dokud nenajdete dokonalou shodu. Alternativně můžete změřit vzdálenost pokrytou několika závity a vydělit počtem závitů.
Jaký je vztah mezi stoupáním závitu a úhlem závitu?
Stoupání závitu a úhel závitu jsou nezávislé parametry. Úhel závitu (typicky 60° pro většinu standardních závitů) určuje tvar profilu závitu, zatímco stoupání určuje vzdálenost mezi závity. Oba parametry jsou důležité pro zajištění správného uchycení a funkce.
Může být stoupání závitu nula nebo záporné?
Teoreticky nemůže být stoupání závitu nula nebo záporné, protože by to vedlo k fyzicky nemožné geometrii závitu. Nulové stoupání by znamenalo nekonečné závity na jednotkovou délku a záporné stoupání by naznačovalo závity, které se pohybují zpět, což nedává praktický smysl pro standardní závity.
Jak stoupání závitu ovlivňuje pevnost závitového spojení?
Obecně platí, že jemnější závity (menší stoupání) poskytují větší tahovou pevnost a lepší odolnost proti uvolnění vibracemi díky většímu menšímu průměru a většímu zapojení závitu. Nicméně hrubší závity (větší stoupání) jsou snadněji sestavitelné, méně náchylné k zkřížení závitů a lepší pro aplikace v znečištěném prostředí.
Jaké je standardní stoupání závitů pro běžné spojovací prvky?
Běžná imperiální stoupání závitů zahrnují:
- 1/4" UNC: 20 TPI (0.050" stoupání)
- 5/16" UNC: 18 TPI (0.056" stoupání)
- 3/8" UNC: 16 TPI (0.063" stoupání)
- 1/2" UNC: 13 TPI (0.077" stoupání)
Běžná metrická stoupání závitů zahrnují:
- M6: 1.0 mm stoupání
- M8: 1.25 mm stoupání
- M10: 1.5 mm stoupání
- M12: 1.75 mm stoupání
Jak převést mezi metrickým a imperiálním stoupáním závitů?
Pro převod z imperiálního na metrické:
- Metrické stoupání (mm) = 25.4 ÷ TPI
Pro převod z metrického na imperiální:
- TPI = 25.4 ÷ Metrické stoupání (mm)
Jaký je rozdíl mezi stoupáním a vedením u závitů s více starty?
U závitů s jedním startem jsou stoupání a vedení identické. U závitů s více starty je vedení (vzdálenost pokročení při jednom otočení) rovno stoupání vynásobenému počtem startů. Například dvoustartový závit se stoupáním 1 mm má vedení 2 mm.
Odkazy
-
American Society of Mechanical Engineers. (2009). ASME B1.1-2003: Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form).
-
International Organization for Standardization. (2010). ISO 68-1:1998: ISO general purpose screw threads — Basic profile — Metric screw threads.
-
Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30. vydání). Industrial Press.
-
Bickford, J. H. (2007). Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints (4. vydání). CRC Press.
-
British Standards Institution. (2013). BS 3643-1:2007: ISO metric screw threads. Principles and basic data.
-
Deutsches Institut für Normung. (2015). DIN 13-1: ISO general purpose metric screw threads — Part 1: Nominal sizes for coarse pitch threads.
-
Society of Automotive Engineers. (2014). SAE J1199: Mechanical and Material Requirements for Metric Externally Threaded Fasteners.
-
Machinery's Handbook. (2020). Thread Systems and Designations. Retrieved from https://www.engineersedge.com/thread_pitch.htm
Vyzkoušejte náš Kalkulátor stoupání závitů ještě dnes, abyste rychle a přesně určili specifikace závitů pro vaše inženýrské, výrobní nebo kutilské projekty!
Související nástroje
Objevte další nástroje, které by mohly být užitečné pro vaši pracovní postup.