Как измерить шаг резьбы (и рассчитать средний диаметр)

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

author avatar
Danny Ni Автор по инженерии и механическим системам
Дэнни Ни — технический автор SYZ Machine с инженерным уклоном, специализирующийся на механических компонентах, системах рычажных соединений и инженерии реальных применений. Его работы охватывают запчасти вторичного рынка для автомобилей, промышленные шарниры и механические принципы, превращая сложные инженерные концепции в практические выводы для инженеров, изготовителей и отраслевых покупателей.

Читайте также

Больше технических руководств, заметок о закупках и производственного опыта от SYZ Machine.