Шаг резьбы — это расстояние от одной вершины резьбы до следующей, измеренное вдоль оси крепёжного элемента. Метрические крепежи указывают его прямо в миллиметрах (шаг 1,5 мм); дюймовые вместо этого указывают TPI — число витков на дюйм. Они просто обратны друг другу: TPI = 25,4 ÷ шаг (мм) и шаг (мм) = 25,4 ÷ TPI. Зная шаг, можно также рассчитать два значения, которые нельзя прочитать прямо штангенциркулем, — средний и внутренний диаметры — по стандартным формулам геометрии резьбы.
Это руководство предполагает, что вы уже знаете наружный диаметр крепежа (если нет, сначала см. Как измерить размер резьбы — шаг составляет лишь половину полного обозначения размера резьбы).
Способ 1: резьбомер (самый быстрый)
Резьбомер — это складной набор тонких пластин, на каждой выбито значение шага или TPI. Прижимайте каждую пластину к резьбе, пока не найдёте ту, чьи зубья полностью садятся в профиль резьбы — без видимого зазора, без качания. Число на этой пластине — ваш шаг или TPI.
Единственная ошибка, которой стоит избегать: пробуйте и метрический, и дюймовый резьбомер, даже если вы думаете, что уже знаете систему. Поскольку профили метрической и дюймовой резьбы геометрически похожи, метрическая пластина иногда может выглядеть подходящей на дюймовой резьбе — достаточно близко, чтобы казаться правильной, если не с чем сравнить. Доверять следует той пластине, которая садится без качания, проверенной по обоим наборам резьбомеров.
Способ 2: измерить и усреднить (без резьбомера)
Если резьбомера нет, подойдут штангенциркуль или тонкая линейка, с одной поправкой для точности: не измеряйте один шаг резьбы. Измерьте расстояние по нескольким подряд идущим виткам — часто берут 10 — и разделите общую длину на число промежутков.
- Метрическая: измерьте расстояние по 10 промежуткам резьбы в мм, разделите на 10 — это ваш шаг.
- Дюймовая: установите штангенциркуль так, чтобы он охватывал ровно один дюйм вдоль резьбы, и сосчитайте полные вершины витков внутри этого промежутка — это число и есть ваш TPI.
Измерение по большему числу витков распределяет ошибку любого единичного отсчёта, что важнее на резьбах с мелким шагом, где одна неверно определённая вершина может исказить весь результат.
Перевод между TPI и метрическим шагом
Поскольку шаг и TPI описывают одно и то же физическое расстояние в разных единицах, можно переводить напрямую:
| TPI | Шаг (мм) | TPI | Шаг (мм) |
|---|---|---|---|
| 32 | 0.79 | 13 | 1.95 |
| 24 | 1.06 | 11 | 2.31 |
| 20 | 1.27 | 10 | 2.54 |
| 18 | 1.41 | 8 | 3.18 |
| 16 | 1.59 |
(Рассчитано по формуле шаг = 25,4 ÷ TPI с округлением до двух знаков — это не измеренная или цитируемая таблица, а просто формула перевода, применённая к распространённым значениям TPI.)
Расчёт среднего диаметра, внутреннего диаметра и глубины резьбы
Наружный диаметр и шаг — то, что измеряется напрямую. По этим двум числам стандартные формулы геометрии резьбы (ISO 68-1 для метрической резьбы, ASME B1.1 для унифицированной/дюймовой) позволяют рассчитать ещё три значения, на которые опираются станочники и производители резьбовых калибров:
Метрическая (наружная резьба), где d = наружный диаметр и P = шаг, оба в мм:
- Средний диаметр: d2 = d − 0,6495 × P
- Внутренний диаметр: d1 = d − 1,2269 × P
- Глубина резьбы: h = 0,6134 × P
Унифицированная/дюймовая (наружная резьба), где D = наружный диаметр (дюйм) и n = TPI:
- Средний диаметр: E = D − 0,6495 ÷ n
- Внутренний диаметр: D − 1,2990 ÷ n
- Глубина резьбы: h = 0,6134 ÷ n
Эти константы (0,6495, 1,2269, 1,2990, 0,6134) все происходят из геометрии стандартного угла профиля резьбы 60°, используемого и метрической системой ISO, и унифицированной, — поэтому метрическая и дюймовая формулы разделяют одну и ту же константу 0,6495, когда шаг и 1/TPI рассматриваются как эквивалентные.
Пример расчёта (метрическая): для болта M10 × 1,5 (d = 10 мм, P = 1,5 мм):
- Средний диаметр = 10 − (0,6495 × 1,5) = 9,03 мм
- Внутренний диаметр = 10 − (1,2269 × 1,5) = 8,16 мм
- Глубина резьбы = 0,6134 × 1,5 = 0,92 мм
Средний диаметр — это величина, которая на самом деле определяет, правильно ли сопрягаются две резьбовые детали: это диаметр, измеренный в точке, где впадина и выступ резьбы одинаковой ширины, и вокруг него строятся резьбовые калибры и проверки допусков «проходной/непроходной». Один наружный диаметр говорит лишь о номинальном размере; средний диаметр — то, что проверяют, если резьба садится слишком туго или слишком свободно, несмотря на «правильный» номинальный размер по штангенциркулю.
Распространённые шаги метрической резьбы (крупный шаг)
| Размер | Шаг (мм) |
|---|---|
| M6 | 1.0 |
| M8 | 1.25 |
| M10 | 1,5 (крупный) / 1,25 (мелкий) |
| M12 | 1.75 |
| M16 | 2.0 |
| M20 | 2.5 |
Если измеренный шаг не совпадает со значением крупного шага для этого диаметра, не считайте это ошибкой измерения — сначала проверьте вариант с мелким шагом, прежде чем измерять заново. Многие распространённые метрические размеры доступны в обоих вариантах.
Читайте также: Как измерить размер резьбы: диаметр, шаг и чтение обозначения
