螺纹间距计算器

介绍

螺纹间距计算器是工程师、机械师和DIY爱好者在处理螺纹紧固件和组件时的必备工具。螺纹间距表示相邻螺纹之间的距离，从螺纹顶峰到顶峰测量，是确定螺纹连接兼容性和功能性的关键参数。该计算器使您能够轻松地在每英寸螺纹数（TPI）或每毫米螺纹数与相应的螺纹间距之间进行转换，为英制和公制螺纹系统提供精确的测量。

无论您是在进行精密工程项目、修理机械，还是仅仅想识别正确的替换紧固件，理解螺纹间距都是至关重要的。我们的计算器简化了这一过程，消除了复杂的手动计算的需要，减少了可能导致不当配合或组件故障的测量错误的风险。

理解螺纹间距

螺纹间距是沿螺纹轴测量的相邻螺纹顶峰（或根部）之间的线性距离。它本质上是螺纹密度的倒数，螺纹密度在英制系统中以每英寸螺纹数（TPI）表示，在公制系统中以每毫米螺纹数表示。

英制与公制螺纹系统

在英制系统中，螺纹通常按其直径和每英寸螺纹数（TPI）进行指定。例如，1/4"-20 螺钉的直径为1/4英寸，且每英寸有20个螺纹。

在公制系统中，螺纹按其直径和以毫米为单位的间距进行指定。例如，M6×1.0 螺钉的直径为6mm，间距为1.0mm。

这些测量之间的关系是直接的：

• 英制：间距（英寸）= 1 ÷ 每英寸螺纹数
• 公制：间距（mm）= 1 ÷ 每毫米螺纹数

螺纹间距与螺纹导程

重要的是要区分螺纹间距和螺纹导程：

• 螺纹间距是相邻螺纹顶峰之间的距离。
• 螺纹导程是螺钉在一次完整旋转中前进的线性距离。

对于单开始螺纹（最常见的类型），间距和导程是相同的。然而，对于多开始螺纹，导程等于间距乘以开始数。

螺纹间距计算公式

螺纹间距与单位长度螺纹数之间的数学关系基于简单的反比例关系：

基本公式

$\text{间距} = \frac{1}{\text{单位螺纹数}}$

$\text{单位螺纹数} = \frac{1}{\text{间距}}$

英制系统（英寸）

对于英制螺纹，公式变为：

$\text{间距（英寸）} = \frac{1}{\text{每英寸螺纹数（TPI）}}$

例如，具有20 TPI的螺纹的间距为：

$\text{间距} = \frac{1}{20} = 0.050 \text{ 英寸}$

公制系统（毫米）

对于公制螺纹，公式为：

$\text{间距（mm）} = \frac{1}{\text{每毫米螺纹数}}$

例如，具有0.5每毫米螺纹的螺纹的间距为：

$\text{间距} = \frac{1}{0.5} = 2 \text{ mm}$

如何使用螺纹间距计算器

我们的螺纹间距计算器旨在直观易用，允许您快速根据输入确定螺纹间距或单位螺纹数。

步骤指南

1. 选择您的单位系统：

   • 选择“英制”以进行英寸测量
   • 选择“公制”以进行毫米测量

2. 输入已知值：

   • 如果您知道单位螺纹数（TPI或每毫米螺纹数），请输入该值以计算间距
   • 如果您知道间距，请输入该值以计算单位螺纹数
   • 可选，输入螺纹直径以供参考和可视化

3. 查看结果：

   • 计算器会自动计算相应的值
   • 结果以适当的精度显示
   • 根据您的输入显示螺纹的可视化表示

4. 复制结果（可选）：

   • 点击“复制”按钮将结果复制到剪贴板，以便在其他应用程序中使用

准确测量的提示

• 对于英制螺纹，TPI通常表示为整数（例如，20、24、32）
• 对于公制螺纹，间距通常以毫米表示，保留一位小数（例如，1.0mm、1.5mm、0.5mm）
• 在测量现有螺纹时，使用螺纹间距量规以获得最准确的结果
• 对于非常细的螺纹，考虑使用显微镜或放大镜以准确计数螺纹

实际示例

示例 1：英制螺纹（UNC 1/4"-20）

标准1/4英寸UNC（统一国家粗螺纹）螺栓每英寸有20个螺纹。

• 输入：每英寸20个螺纹（TPI）
• 计算：间距 = 1 ÷ 20 = 0.050英寸
• 结果：螺纹间距为0.050英寸

示例 2：公制螺纹（M10×1.5）

标准M10粗螺纹的间距为1.5mm。

• 输入：1.5mm间距
• 计算：每毫米螺纹数 = 1 ÷ 1.5 = 0.667每毫米螺纹
• 结果：每毫米有0.667个螺纹

示例 3：细英制螺纹（UNF 3/8"-24）

3/8英寸UNF（统一国家细螺纹）螺栓每英寸有24个螺纹。

• 输入：每英寸24个螺纹（TPI）
• 计算：间距 = 1 ÷ 24 = 0.0417英寸
• 结果：螺纹间距为0.0417英寸

示例 4：细公制螺纹（M8×1.0）

细M8螺纹的间距为1.0mm。

• 输入：1.0mm间距
• 计算：每毫米螺纹数 = 1 ÷ 1.0 = 1每毫米螺纹
• 结果：每毫米有1个螺纹

螺纹间距计算的代码示例

以下是如何在各种编程语言中计算螺纹间距的示例：

1// JavaScript函数从单位螺纹数计算螺纹间距
2function calculatePitch(threadsPerUnit) {
3  if (threadsPerUnit <= 0) {
4    return 0;
5  }
6  return 1 / threadsPerUnit;
7}
8
9// JavaScript函数从间距计算单位螺纹数
10function calculateThreadsPerUnit(pitch) {
11  if (pitch <= 0) {
12    return 0;
13  }
14  return 1 / pitch;
15}
16
17// 示例用法
18const tpi = 20;
19const pitch = calculatePitch(tpi);
20console.log(`具有${tpi} TPI的螺纹的间距为${pitch.toFixed(4)}英寸`);
21

1# Python螺纹间距计算函数
2
3def calculate_pitch(threads_per_unit):
4    """从单位螺纹数计算螺纹间距"""
5    if threads_per_unit <= 0:
6        return 0
7    return 1 / threads_per_unit
8
9def calculate_threads_per_unit(pitch):
10    """从间距计算单位螺纹数"""
11    if pitch <= 0:
12        return 0
13    return 1 / pitch
14
15# 示例用法
16tpi = 20
17pitch = calculate_pitch(tpi)
18print(f"具有{tpi} TPI的螺纹的间距为{pitch:.4f}英寸")
19
20metric_pitch = 1.5  # mm
21threads_per_mm = calculate_threads_per_unit(metric_pitch)
22print(f"具有{metric_pitch}mm间距的螺纹有{threads_per_mm:.4f}每毫米螺纹")
23

1' Excel公式从每英寸螺纹数计算间距
2=IF(A1<=0,0,1/A1)
3
4' Excel公式从间距计算每英寸螺纹数
5=IF(B1<=0,0,1/B1)
6
7' 其中A1包含每英寸螺纹数值
8' B1包含间距值
9

1// Java螺纹间距计算方法
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("具有%.0f TPI的螺纹的间距为%.4f英寸%n", tpi, pitch);
21        
22        double metricPitch = 1.5; // mm
23        double threadsPerMm = calculateThreadsPerUnit(metricPitch);
24        System.out.printf("具有%.1fmm间距的螺纹有%.4f每毫米螺纹%n", 
25                          metricPitch, threadsPerMm);
26    }
27}
28

1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4// C++螺纹间距计算函数
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 << "具有 " << tpi << " TPI 的螺纹的间距为 " 
23              << std::fixed << std::setprecision(4) << pitch << " 英寸" << std::endl;
24    
25    double metricPitch = 1.5; // mm
26    double threadsPerMm = calculateThreadsPerUnit(metricPitch);
27    std::cout << "具有 " << metricPitch << "mm 间距的螺纹有 " 
28              << std::fixed << std::setprecision(4) << threadsPerMm << " 每毫米螺纹" << std::endl;
29    
30    return 0;
31}
32

螺纹间距计算的使用案例

螺纹间距计算在多个领域和应用中至关重要：

制造与工程

• 精密加工：确保零件的螺纹规格正确，以便相互配合
• 质量控制：验证制造的螺纹是否符合设计规格
• 逆向工程：确定现有螺纹组件的规格
• CNC编程：设置机器以切割具有正确间距的螺纹

机械维修与维护

• 紧固件替换：识别正确的替换螺钉、螺栓或螺母
• 螺纹修复：确定适当的攻丝或丝锥尺寸以恢复螺纹
• 设备维护：在维修过程中确保螺纹连接兼容
• 汽车工作：处理公制和英制螺纹组件

DIY与家庭项目

• 家具组装：识别组装所需的正确紧固件
• 管道维修：处理标准化的管螺纹规格
• 硬件选择：为各种材料和应用选择合适的螺钉
• 3D打印：设计具有适当间隙的螺纹组件

科学与医疗应用

• 实验室设备：确保螺纹组件之间的兼容性
• 光学仪器：处理用于精确调整的细螺纹
• 医疗设备：制造具有特殊螺纹要求的组件
• 航空航天：满足关键螺纹连接的严格规格

螺纹间距计算的替代方案

虽然螺纹间距是一个基本的测量，但还有其他方法可以指定和处理螺纹：

1. 螺纹指定系统：使用标准化的螺纹指定（例如，UNC、UNF、M10×1.5）而不是直接计算间距
2. 螺纹量规：使用物理量规来匹配现有螺纹，而不是测量和计算
3. 螺纹识别图表：参考标准化图表以识别常见螺纹规格
4. 数字螺纹分析仪：使用专用工具自动测量和识别螺纹参数

螺纹标准和测量的历史

螺纹系统的标准化发展对工业进步至关重要，使得零件可互换和全球商业得以实现。

早期发展

螺纹的概念可以追溯到古代文明，早在公元前3世纪，希腊就有使用木制螺钉的证据，用于橄榄和葡萄酒压榨。然而，这些早期的螺纹并没有标准化，通常是为每个应用定制的。

对螺纹标准化的第一次尝试来自英国工程师约瑟夫·惠特沃斯（Sir Joseph Whitworth），他在1841年提出了惠特沃斯螺纹系统，成为第一个国家标准化的螺纹系统，具有55度的螺纹角度和针对各种直径的标准化间距。

现代螺纹标准

在美国，威廉·塞勒斯（William Sellers）在1864年提出了一个竞争标准，具有60度的螺纹角度，最终演变为美国国家标准。在第二次世界大战期间，美国和英国螺纹组件之间的互换需求导致了统一螺纹标准（UTS）的发展，该标准至今仍在使用。

公制螺纹系统现在由国际标准化组织（ISO）管理，最初在欧洲开发，并已成为大多数应用的全球标准。ISO公制螺纹具有60度的螺纹角度，并基于公制系统的标准化间距。

测量技术

早期的螺纹间距测量依赖于手动计数和简单工具。螺纹间距量规是一种具有多种不同间距的刀片的梳状工具，开发于19世纪后期，至今仍在使用。

现代测量技术包括：

• 数字光学比较仪
• 激光扫描系统
• 计算机视觉系统
• 坐标测量机（CMM）

这些先进工具允许精确测量螺纹参数，包括间距、主要直径、次要直径和螺纹角度。

螺纹间距测量技术

准确测量螺纹间距对于正确识别和规格至关重要。以下是专业人士使用的几种方法：

使用螺纹间距量规

1. 清洁螺纹组件以去除污垢或杂物
2. 将量规放在螺纹上，尝试不同的刀片，直到找到完美匹配的
3. 读取与匹配刀片上标记的间距值
4. 对于英制量规，值表示每英寸螺纹数
5. 对于公制量规，值表示以毫米为单位的间距

使用卡尺或尺子

1. 测量已知数量的螺纹所覆盖的距离
2. 计算该距离中的完整螺纹数量
3. 将距离除以螺纹数量以获得间距
4. 为了更高的准确性，跨多个螺纹进行测量并除以螺纹计数

使用螺纹千分尺

1. 将螺纹组件放置在砧和主轴之间
2. 调整直到千分尺接触螺纹顶峰
3. 读取测量值并与标准螺纹规格进行比较
4. 使用螺纹间距表识别标准螺纹

使用数字成像

1. 捕获螺纹轮廓的高分辨率图像
2. 使用软件测量螺纹顶峰之间的距离
3. 从多个测量中计算平均间距
4. 将结果与标准规格进行比较

常见问题：螺纹间距计算器

什么是螺纹间距？

螺纹间距是沿螺纹轴测量的相邻螺纹顶峰（或根部）之间的距离。它表示螺纹的紧密程度，通常以英寸为单位表示英制螺纹，或以毫米为单位表示公制螺纹。

如何从每英寸螺纹数（TPI）计算螺纹间距？

要从每英寸螺纹数计算螺纹间距，请使用公式：间距（英寸）= 1 ÷ TPI。例如，如果螺纹有20 TPI，则其间距为1 ÷ 20 = 0.050英寸。

公制和英制螺纹间距有什么区别？

公制螺纹间距直接以毫米为单位测量相邻螺纹之间的距离，而英制螺纹间距通常以每英寸螺纹数（TPI）指定。例如，公制M6×1螺纹的间距为1mm，而1/4"-20英制螺纹的每英寸螺纹数为20（间距为0.050"）。

如何识别现有紧固件的螺纹间距？

您可以使用螺纹间距量规来识别螺纹间距，该量规具有多种不同螺纹轮廓的刀片。只需将量规与您的紧固件匹配，直到找到完美的配合。或者，您可以测量多个螺纹所覆盖的距离并除以螺纹数量。

螺纹间距与螺纹角度之间的关系是什么？

螺纹间距和螺纹角度是独立参数。螺纹角度（通常为60°，适用于大多数标准螺纹）定义了螺纹轮廓的形状，而间距定义了螺纹之间的间距。这两个参数对于确保正确的配合和功能都很重要。

螺纹间距可以为零或负值吗？

理论上，螺纹间距不能为零或负值，因为这将导致物理上不可能的螺纹几何形状。零间距将意味着单位长度内的螺纹数无限，而负间距将意味着螺纹向后移动，这在标准螺纹中没有实际意义。

螺纹间距如何影响螺纹连接的强度？

一般来说，细螺纹（较小的间距）提供更大的拉伸强度和更好的抗振动松动能力，因为它们的次要直径更大，螺纹啮合更好。然而，粗螺纹（较大间距）更易于组装，不易交叉螺纹，并且在肮脏环境中表现更好。

常见紧固件尺寸的标准螺纹间距是什么？

常见的英制螺纹间距包括：

• 1/4" UNC：20 TPI（0.050"间距）
• 5/16" UNC：18 TPI（0.056"间距）
• 3/8" UNC：16 TPI（0.063"间距）
• 1/2" UNC：13 TPI（0.077"间距）

常见的公制螺纹间距包括：

• M6：1.0mm间距
• M8：1.25mm间距
• M10：1.5mm间距
• M12：1.75mm间距

如何在公制和英制螺纹间距之间转换？

从英制转换为公制：

• 公制间距（mm）= 25.4 ÷ TPI

从公制转换为英制：

• TPI = 25.4 ÷ 公制间距（mm）

在多开始螺纹中，间距和导程有什么区别？

在单开始螺纹中，间距和导程是相同的。在多开始螺纹中，导程（一次旋转前进的距离）等于间距乘以开始数。例如，具有1mm间距的双开始螺纹的导程为2mm。

参考文献

1. 美国机械工程师学会. (2009). ASME B1.1-2003: 统一英寸螺纹（UN和UNR螺纹形状）。

2. 国际标准化组织. (2010). ISO 68-1:1998: ISO通用螺纹 — 基本轮廓 — 公制螺纹。

3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). 机械手册（第30版）。工业出版社。

4. Bickford, J. H. (2007). 螺栓连接的设计与行为导论（第4版）。CRC出版社。

5. 英国标准协会. (2013). BS 3643-1:2007: ISO公制螺纹。原则和基本数据。

6. 德国标准化协会. (2015). DIN 13-1: ISO通用公制螺纹 — 第1部分：粗螺纹的名义尺寸。

7. 汽车工程师学会. (2014). SAE J1199: 公制外螺纹紧固件的机械和材料要求。

8. 机械手册. (2020). 螺纹系统和指定。获取自 https://www.engineersedge.com/thread_pitch.htm

立即尝试我们的螺纹间距计算器，快速准确地确定您的工程、制造或DIY项目的螺纹规格！